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Windows线程的上下文结构体(线程本质)

Windows线程的上下文结构体,struct _CONTEXT结构是与CPU有关的,特定的CPU对应着特定的CONTEXT结构。

线程上下文结构体

x86类型CPU对应的CONTEXT结构文档如下:

typedef struct _CONTEXT {
    DWORD ContextFlags; //在查询的时候需要设置该字段,表示查询哪些其他的CONTEXT结构字段。

    //调试寄存器组
    DWORD   Dr0;
    DWORD   Dr1;
    DWORD   Dr2;
    DWORD   Dr3;
    DWORD   Dr6;
    DWORD   Dr7;

    FLOATING_SAVE_AREA FloatSave; //浮点寄存器

    //段寄存器组
    DWORD   SegGs;
    DWORD   SegFs;
    DWORD   SegEs;
    DWORD   SegDs;

    //通用数据寄存器(整型寄存器)组
    DWORD   Edi;
    DWORD   Esi;
    DWORD   Ebx;
    DWORD   Edx;
    DWORD   Ecx;
    DWORD   Eax;

    //控制寄存器组——比如CS、BP、SP之类的保存基址指针和堆栈指针、程序计数器
    DWORD   Ebp;
    DWORD   Eip;
    DWORD   SegCs;              // MUST BE SANITIZED
    DWORD   EFlags;             // MUST BE SANITIZED
    DWORD   Esp;
    DWORD   SegSs;

    BYTE    ExtendedRegisters[MAXIMUM_SUPPORTED_EXTENSION]; //扩展寄存器组
} CONTEXT;

获取和设置线程上下文结构体

获取CONTEXT,必须先挂起线程(使用API:SuspendThread),否则取到的CONTEXT无意义。然后通过API:GetThreadContext获取线程CONTEXT。

代码片段:
CONTEXT Context;
SuspendThread(hThread);//挂起线程
Context.ContextFlags = CONTEXT_CONTROL;
GetThreadContext(hThread, &Context);//获取线程Context
Context.Eip = 0x00010000;//修改EIP,也就是修改了当前执行的代码,后续线程激活后,会在这个地址继续执行(这个地址是为了演示随意填写的,由于这个地址问题,程序可能会崩溃)  
Context.ContextFlags = CONTEXT_CONTROL;     
SetThreadContext(hThread, &Context);//设置线程Context    
ResumeThread(hThread);//恢复线程运行,此时程序从0x00010000地址处开始运行,程序会异常

线程本质解析

  • 通过这里我们就知道,线程的本质也是一个结构体,只是在高2g的内存中(内核空间中),我们无法直接访问,但是可以通过系统调用访问。

  • 那么线程调度,本质就是修改线程CONTEXT的EIP,也就是eip,当20毫秒的时间片用完时,切换到其它线程

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