《Windows via C/C++》学习笔记 —— 线程的CONTEXT结构

　　每个线程内核对象都维护着一个CONTEXT结构，里面保存了线程运行的状态，使得CPU可以记得上次运行该线程运行到哪里了，该从哪里开始运行，该线程内部数据如何如何。

　　在Platform SDK文档中记录着CONTEXT结构的信息。该结构是与CPU有关的，特定的CPU对应着特定的CONTEXT结构。

　　x86类型CPU对应的CONTEXT结构文档如下：

 

typedef struct _CONTEXT {

    //
    // The flag values within this flag control the contents of
    // a CONTEXT record.
    //
    // If the context record is used as an input parameter, then
    // for each portion of the context record controlled by a flag
    // whose value is set, it is assumed that that portion of the
    // context record contains valid context. If the context record
    // is being used to modify a thread's context, only that
    // portion of the thread's context will be modified.
    //
    // If the context record is used as an IN OUT parameter to capture
    // the context of a thread, only those portions of the thread's
    // context corresponding to set flags will be returned.
    //
    // The context record is never used as an OUT only parameter.
    //

    DWORD ContextFlags;

    //
    // This section is specified/returned if CONTEXT_DEBUG_REGISTERS is
    // set in ContextFlags. Note that CONTEXT_DEBUG_REGISTERS is NOT
    // included in CONTEXT_FULL.
    //

    DWORD   Dr0;
    DWORD   Dr1;
    DWORD   Dr2;
    DWORD   Dr3;
    DWORD   Dr6;
    DWORD   Dr7;

    //
    // This section is specified/returned if the
    // ContextFlags word contains the flag CONTEXT_FLOATING_POINT.
    //

    FLOATING_SAVE_AREA FloatSave;

    //
    // This section is specified/returned if the
    // ContextFlags word contains the flag CONTEXT_SEGMENTS.
    //

    DWORD   SegGs;
    DWORD   SegFs;
    DWORD   SegEs;
    DWORD   SegDs;

    //
    // This section is specified/returned if the
    // ContextFlags word contains the flag CONTEXT_INTEGER.
    //

    DWORD   Edi;
    DWORD   Esi;
    DWORD   Ebx;
    DWORD   Edx;
    DWORD   Ecx;
    DWORD   Eax;

    //
    // This section is specified/returned if the
    // ContextFlags word contains the flag CONTEXT_CONTROL.
    //

    DWORD   Ebp;
    DWORD   Eip;
    DWORD   SegCs;              // MUST BE SANITIZED
    DWORD   EFlags;             // MUST BE SANITIZED
    DWORD   Esp;
    DWORD   SegSs;

    //
    // This section is specified/returned if the ContextFlags word
    // contains the flag CONTEXT_EXTENDED_REGISTERS.
    // The format and contexts are processor specific
    //

    BYTE    ExtendedRegisters[MAXIMUM_SUPPORTED_EXTENSION];

} CONTEXT;

 

　　可见，该CONTEXT结构中，保存着直接和CPU有关的信息：

1、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。

2、调试寄存器组

3、FLOATING_SAVE_AREA FloatSave —— 浮点寄存器

4、段寄存器

5、通用数据寄存器（整型寄存器）组

6、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。

7、BYTE ExtendedRegisters[MAXIMUM_SUPPORTED_EXTENSION] —— 展寄存器组

 

　　当然，你可以查询CONTEXT结构中的内容。如上所述，通过设置CONTEXT中的ContextFlags字段，选择要查询的内容：

1、CONTEXT_DEBUG_REGISTERS，查询调式寄存器

2、CONTEXT_FLOATING_POINT，查询浮点寄存器

3、CONTEXT_SEGMENTS，查询段寄存器

4、CONTEXT_INTEGER，查询通用数据寄存器

5、CONTEXT_CONTROL，查询控制寄存器组

6、CONTEXT_EXTENDED_REGISTERS，扩展寄存器组

　　设置好ContextFlag字段之后，可以通过呼叫GetThreadContext函数查询CONTEXT中的相关内容：

BOOL GetThreadContext(
   HANDLE hThread,    // 线程句柄
   PCONTEXT pContext);  // 上下文结构指针

　　在查询之前，先呼叫SuspendThread函数暂停一个线程的执行，然后呼叫GetThreadContext函数取得CONTEXT结构中相关内容。

　　下面代码查询一个线程的控制寄存器组信息：

SuspendThread(hTherad);  // 必须首先暂停线程运行
CONTEXT Context;
Context.ContextFlags = CONTEXT_CONTROL;
GetThreadContext(hThread, &Context);

 

　　你可以呼叫SetThreadContext函数来设置一个线程的CONTEXT结构。

BOOL SetThreadContext(HANDLE hThread, CONST CONTEXT *pContext);

　　该函数呼叫之前，也需要先呼叫SuspendThread函数，然后设置CONTEXT中的ContextFlags字段，但是SetThreadContext可能会导致内存访问违规。

　　下面代码展示了使用SetThreadContext的基本步骤：

CONTEXT Context;
SuspendThread(hThread);   // 必须首先暂停线程
Context.ContextFlags = CONTEXT_CONTROL;
GetThreadContext(hThread, &Context);     // 首先取得CONTEXT结构内容
Context.Eip = 0x00010000;     // 将指令指针指向的地址设置为0x00010000
Context.ContextFlags = CONTEXT_CONTROL;     // 重新设置ContextFlags
SetThreadContext(hThread, &Context);     // 设置CONTEXT结构
ResumeThread(hThread);     // 恢复线程运行，会从0x00010000的地址运行