Python 运行其他程序
10.4 运行其他程序
在Python中可以方便地使用os模块运行其他的脚本或者程序，这样就可以在脚本中直接使用其他脚本，或者程序提供的功能，而不必再次编写实现该功能的代码。为了更好地控制运行的进程，可以使用win32process模块中的函数。如果想进一步控制进程，则可以使用ctype模块，直接调用kernel32.dll中的函数。
10.4.1 使用os.system函数运行其他程序
os模块中的system()函数可以方便地运行其他程序或者脚本。其函数原型如下所示。
os.system(command)
其参数含义如下所示。
· command 要执行的命令，相当于在Windows的cmd窗口中输入的命令。如果要向程序或者脚本传递参数，可以使用空格分隔程序及多个参数。
以下实例实现通过os.system()函数打开系统的记事本程序。
>>> import os
# 使用os.system()函数打开记事本程序
>>> os.system('notepad')
0 # 关闭记事本后的返回值
# 向记事本传递参数，打开python.txt文件
>>> os.system('notepad python.txt')
10.4.2 使用ShellExecute函数运行其他程序
除了使用os模块中的os.system()函数以外，还可以使用win32api模块中的ShellExecute()函数。其函数如下所示。
ShellExecute(hwnd, op , file , params , dir , bShow )
其参数含义如下所示。
· hwnd：父窗口的句柄，如果没有父窗口，则为0。
· op：要进行的操作，为“open”、“print”或者为空。
· file：要运行的程序，或者打开的脚本。
· params：要向程序传递的参数，如果打开的为文件，则为空。
· dir：程序初始化的目录。
· bShow：是否显示窗口。
以下实例使用ShellExecute函数运行其他程序。
>>> import win32api
# 打开记事本程序，在后台运行，即显示记事本程序的窗口
>>> win32api.ShellExecute(0, 'open', 'notepad.exe', '','',0)
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# 打开记事本程序，在前台运行
>>> win32api.ShellExecute(0, 'open', 'notepad.exe', '','',1)
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# 向记事本传递参数，打开python.txt
>>> win32api.ShellExecute(0, 'open', 'notepad.exe', 'python.txt','',1)
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# 在默认浏览器中打开http://www.python.org网站
>>> win32api.ShellExecute(0, 'open', 'http://www.python.org', '','',1)
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# 在默认的媒体播放器中播放E:\song.wma
>>> win32api.ShellExecute(0, 'open', 'E:\\song.wma', '','',1)
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# 运行位于E:\book\code目录中的MessageBox.py脚本
>>> win32api.ShellExecute(0, 'open', 'E:\\book\\code\\MessageBox.py', '','',1)
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可以看出，使用ShellExecute函数，就相当于在资源管理器中双击文件图标一样，系统会打开相应的应用程序执行操作。
10.4.3 使用CreateProcess函数运行其他程序
为了便于控制通过脚本运行的程序，可以使用win32process模块中的CreateProcess()函数。其函数原型如下所示。
CreateProcess(appName, commandLine , processAttributes , threadAttributes , bInheritHandles ,
dwCreationFlags , newEnvironment , currentDirectory , startupinfo )
其参数含义如下。
· appName：可执行的文件名。
· commandLine：命令行参数。
· processAttributes：进程安全属性，如果为None，则为默认的安全属性。
· threadAttributes：线程安全属性，如果为None，则为默认的安全属性。
· bInheritHandles：继承标志。
· dwCreationFlags：创建标志。
· newEnvironment：创建进程的环境变量。
· currentDirectory：进程的当前目录。
· startupinfo ：创建进程的属性。
以下实例使用win32process.CreateProcess函数运行记事本程序。
>>> import win32process
>>> win32process.CreateProcess('c:\\windows\\notepad.exe', '', None , None , 0 ,win32process. CREATE_NO_WINDOW , None , None ,win32process.STARTUPINFO())
(<PyHANDLE:584>, <PyHANDLE:600>, 280, 3076) # 函数返回进程句柄、线程句柄、进程ID，以及线程ID
有了已创建进程的句柄就可以使用win32process.TerminateProcess函数结束进程，或者使用win32event.WaitForSingleObject等待创建的线程结束。其函数原型分别如下。
TerminateProcess(handle, exitCode)
WaitForSingleObject(handle, milliseconds )
对于TerminateProcess参数含义分别如下。
· handle：要操作的进程句柄。
· exitCode：进程退出代码。
对于WaitForSingleObject参数含义分别如下。
· handle：要操作的进程句柄。
· milliseconds：等待的时间，如果为−1，则一直等待。
以下实例实现创建进程后并对其进行操作。
>>> import win32process
# 打开记事本程序，获得其句柄
>>> handle = win32process.CreateProcess('c:\\windows\\notepad.exe', '', None , None , 0 ,win32process. CREATE_NO_WINDOW , None , None ,win32process.STARTUPINFO())
# 使用TerminateProcess函数终止记事本程序
>>> win32process.TerminateProcess(handle[0],0)
# 导入win32event模块
>>> import win32event
# 创建进程获得句柄
>>> handle = win32process.CreateProcess('c:\\windows\\notepad.exe', '', None , None , 0 ,win32process. CREATE_NO_WINDOW , None , None ,win32process.STARTUPINFO())
# 等待进程结束
>>> win32event.WaitForSingleObject(handle[0], -1)
0 # 进程结束的返回值
10.4.4 使用ctypes调用kernel32.dll中的函数
使用ctypes模块可以使Python调用位于动态链接库中的函数。在Python 2.5版中已经包含了ctypes模块。如果使用其他版本的Python，可以到http://python.net/crew/theller/ctypes网站下载安装。ctypes适用于Python 2.3版本及以上。
1．ctypes简介
ctypes为Python提供了调用动态链接库中函数的功能。使用ctypes可以方便地调用由C语言编写的动态链接库，并向其传递参数。ctypes定义了C语言中的基本数据类型，并且可以实现C语言中的结构体和联合体。ctypes可以工作在Windows、Windows CE、Mac OS X、Linux、Solaris、FreeBSD、OpenBSD等平台上，基本上实现了跨平台。
以下的实例使用ctypes实现了在Windows下直接调用user32.dll中的MessageBoxA函数。运行后如图10-6所示。
>>> from ctypes import *
>>> user32 = windll.LoadLibrary('user32.dll') # 加载动态链接库
>>> user32.MessageBoxA(0, 'Ctypes is cool!', 'Ctypes', 0) # 调用MessageBoxA函数
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图10-6 使用ctypes
2．数据类型与结构体
ctypes实现C语言的基本数据类型，如表10-2所示列出了几个基本的数据类型的对照。
表10-2 数据类型对照
| ctypes数据类型 |
C数据类型 |
ctypes数据类型 |
C数据类型 |
| c_char |
char |
c_float |
float |
| c_short |
short |
c_double |
double |
| c_int |
int |
c_void_p |
void * |
| c_long |
long |
在Python中要实现C语言的结构体，需要使用类。在Python中使用ctypes实现Windows中的PROCESS_INFORMATION结构体如下所示。
typedef struct _PROCESS_INFORMATION {
HANDLE hProcess;
HANDLE hThread;
DWORD dwProcessId;
DWORD dwThreadId;
} PROCESS_INFORMATION,
*LPPROCESS_INFORMATION;
在Python中由ctypes实现。
class _PROCESS_INFORMATION(Structure):
_fields_ = [('hProcess', c_void_p),
('hThread', c_void_p),
('dwProcessId', c_ulong),
('dwThreadId', c_ulong)]
要声明一个PROCESS_INFORMATION类型的数据只要使用如下语句即可。
ProcessInfo = _PROCESS_INFORMATION()
如果在函数中要向结构体成员变量中赋值，可以使用byref。byref相当于C语言中的“&”。
3．使用kernel32.dll中函数更改程序流程
在某些情况下，因为没有程序的源代码，但是又想让该程序在一定的情况下按照某一特定的方式执行。此时就可以使用WriteProcessMemory函数，在创建程序进程后，修改其内存地址，按照要求执行。WriteProcessMemory的函数原型如下所示。
BOOL WriteProcessMemory(
HANDLE hProcess,
LPVOID lpBaseAddress,
LPCVOID lpBuffer,
SIZE_T nSize,
SIZE_T* lpNumberOfBytesWritten
);
其参数含义如下。
· hProcess：要写内存的进程句柄。
· lpBaseAddress：要写的内存起始地址。
· lpBuffer：写入值的地址。
· nSize：写入值的大小。
· lpNumberOfBytesWritten ：实际写入的大小。
首先，在Visual C++ 6.0中创建一个示例程序。在Visual C++中创建一个新的Win32 Application，工程名为“ModifyMe”，如图10-7所示。
图10-7 创建工程对话框
单击【OK】按钮，弹出如图10-8所示的对话框。单击【Finish】按钮后，会弹出一个确认对话框，单击【OK】按钮完成工程创建。新建一个C/C++文件，将其命名为ModifyMe.c，输入如下所示代码。编译ModifyMe后运行ModifyMe.exe，如图10-9所示。
/* ModifyMe.c */
#include <windows.h>
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
int a = 0;
int b = 1;
if ( a != b ) /* 此处即需要编写Python脚本修改的地方 */
{
MessageBox(NULL, "Bad Python", "Python", MB_OK);
}
else
{
MessageBox(NULL, "Good Python", "Python", MB_OK);
}
}
图10-8 工程属性对话框 图10-9 修改前的ModifyMe程序
为找到“if ( a != b )”的反汇编后的代码，需要在ModifyMe.c中设置断点，进入调试模式，查看汇编代码，如下所示。可以看出，关键是位于地址0040103C处的je指令。
7: if ( a != b )
00401036 mov eax,dword ptr [ebp-4]
00401039 cmp eax,dword ptr [ebp-8]
0040103C je WinMain+4Dh (0040105d)
0040103C处的je指令表示如果a与b的值相等，则程序跳转至0040105d处执行。而程序中a与b的值并不相等，因此程序没有跳转。这里需要将je指令改为jne。其中je指令反汇编后的十六进制值为0x74，而jne则为0x75。如果要修改程序流程，只要向0040103C地址处写入一个字节，将je改为jne，即向0040103C处写入0x75。编写的修改脚本代码如下所示。
# -*- coding:utf-8 -*-
# file: ModifyMemory.py
#
from ctypes import *
# 定义_PROCESS_INFORMATION结构体
class _PROCESS_INFORMATION(Structure):
_fields_ = [('hProcess', c_void_p),
('hThread', c_void_p),
('dwProcessId', c_ulong),
('dwThreadId', c_ulong)]
# 定义_STARTUPINFO结构体
class _STARTUPINFO(Structure):
_fields_ = [('cb',c_ulong),
('lpReserved', c_char_p),
('lpDesktop', c_char_p),
('lpTitle', c_char_p),
('dwX', c_ulong),
('dwY', c_ulong),
('dwXSize', c_ulong),
('dwYSize', c_ulong),
('dwXCountChars', c_ulong),
('dwYCountChars', c_ulong),
('dwFillAttribute', c_ulong),
('dwFlags', c_ulong),
('wShowWindow', c_ushort),
('cbReserved2', c_ushort),
('lpReserved2', c_char_p),
('hStdInput', c_ulong),
('hStdOutput', c_ulong),
('hStdError', c_ulong)]
NORMAL_PRIORITY_CLASS = 0x00000020 # 定义NORMAL_PRIORITY_CLASS
kernel32 = windll.LoadLibrary("kernel32.dll") # 加载kernel32.dll
CreateProcess = kernel32.CreateProcessA # 获得CreateProcess函数地址
ReadProcessMemory = kernel32.ReadProcessMemory # 获得ReadProcessMemory函数地址
WriteProcessMemory = kernel32.WriteProcessMemory # 获得WriteProcessMemory函数地址
TerminateProcess = kernel32.TerminateProcess
# 声明结构体
ProcessInfo = _PROCESS_INFORMATION()
StartupInfo = _STARTUPINFO()
file = 'ModifyMe.exe' # 要进行修改的文件
address = 0x0040103c # 要修改的内存地址
buffer = c_char_p("_") # 缓冲区地址
bytesRead = c_ulong(0) # 读入的字节数
bufferSize = len(buffer.value) # 缓冲区大小
# 创建进程
if CreateProcess(file, 0, 0, 0, 0, NORMAL_PRIORITY_CLASS, 0, 0, byref(StartupInfo), byref(ProcessInfo)):
# 读取要修改的内存地址，以判断是否是要修改的文件
if ReadProcessMemory(ProcessInfo.hProcess, address, buffer, bufferSize, byref(bytesRead)):
if buffer.value == '\x74':
buffer.value = '\x75' # 修改缓冲区内的值，将其写入内存
# 修改内存
if WriteProcessMemory(ProcessInfo.hProcess, address, buffer, bufferSize, byref(bytesRead)):
print '成功改写内存!'
else:
print '写内存错误!'
else:
print '打开了错误的文件!'
TerminateProcess(ProcessInfo.hProcess,0) # 如果不是要修改的文件，则终止进程
else:
print '读内存错误!'
else:
print '不能创建进程!'
运行脚本后，如图10-10所示。