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[原创]OllyDBG分析报告系列(4)---获得当前cpu状态
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发表于: 2008-5-25 22:48
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这是分析报告的第四部分，请多多指教。 
Ollydbg（以下均简称为OD）中获得当前cpu状态的主要原理是：windows操作系统是多线程的操作系统，其线程运行是分时间片的，每个程序按照其优先级轮流运行一段时间。当运行一个线程时，其他线程需要把运行环境保留到一个地方，当时间片分配到自己时，再讲运行环境读取出来并运行。根据windows运行原理，调试寄存器能够读取、修改保存起来的线程运行环境，这样也就获得了CPU的工作状态了。其API为：GetThreadContext、SetThreadContext。
通过分析，OD会遍历所有活动线程，得到其线程环境，并将得到的所有信息放到一个66Ch大小的结构体中，该结构体的详细情况即该系列一的int3断点中提及的t_thread结构体。
关于这部分的代码分析，在IDA中已经详细标出，就直接将IDA中的分析结果贴上。这里就总的说一下这个函数的功能以及参数（函数名为GetThreadInfo）：
a. 通过GetThreadContext的方法获得线程的上下文环境，把该环境保存至OD线程信息结构中的reg字段中，若oldreg已经失效，则复制reg的值到oldreg中；
b. 若被调试进程有多个线程，则循环取值，保存至OD线程信息结构数组中；
c. 传入参数为：DebugEvent.dwThreadId；
d. 返回值为：成功时为保存在OD线程信息结构中的当前寄存器信息结构的指针（主线程），失败返回0。
GetThreadInfo proc near ; CODE XREF: sub_42EBD0+1A p
; _Suspendprocess+45 p
reg_big[6] = dword ptr -34h
reg_seg_reg = dword ptr -30h
s_base_ss = dword ptr -2Ch
f_reg_st_i = dword ptr -28h
SelectorEntry = _LDT_ENTRY ptr -24h
ret = dword ptr -1Ch
pThreadInfo = dword ptr -18h
var_11 = byte ptr -11h
src = dword ptr -10h
segment_size = dword ptr -0Ch
f_reg_index = dword ptr -8
i = dword ptr -4
ThreadId = dword ptr 8
保存现场，拉伸空间，检查线程信息结构体是否存在，若不存在直接跳转到结束处，若存在则跳过退出部分的代码：
push ebp
mov ebp, esp
add esp, 0FFFFFFCCh
mov eax, pThreadInfo
push ebx
push esi
push edi
mov [ebp+pThreadInfo], eax
cmp [ebp+pThreadInfo], 0
jnz short has_ThreadInfo
xor eax, eax
jmp _exit
; ---------------------------------------------------------------------------
下面开始即是一个大的循环体，这里初始值变量，然后跳转到循环体的判断处：
has_ThreadInfo: ; CODE XREF: GetThreadInfo+15 j
xor edx, edx
mov [ebp+ret], edx
xor ecx, ecx
mov [ebp+i], ecx
jmp loc_42E7C1
; ---------------------------------------------------------------------------
这里开始为循环体的内部处理，即读取当前cpu状态到结构体中：
getThreadInfo: ; CODE XREF: GetThreadInfo+37E j
先将线程信息结构体中几个标识修改状态的值置零，即标识还没有修改：
mov eax, [ebp+pThreadInfo]
xor edx, edx
mov [eax+t_Thread.reg.modified], edx ; 标识寄存器是否修改
mov ecx, [ebp+pThreadInfo]
xor eax, eax
mov [ecx+t_Thread.reg.modifiedbyuser], eax ; 标识被用户修改
mov edx, [ebp+pThreadInfo]
xor ecx, ecx
mov [edx+t_Thread.reg.singlestep], ecx ; 标识单步
将CONTEXT结构体的ContextFlags设置为取得所有信息，然后调用GetThreadContext取当前线程信息，检查是否取得线程信息，若取得则跳过错误处理，继续设置：
mov esi, [ebp+pThreadInfo]
add esi, 20h
mov dword ptr [esi], 1001Fh
push esi ; lpContext
mov eax, [ebp+pThreadInfo]
mov edx, [eax+t_Thread.thread] ; HANDLE Thread handle
push edx ; hThread
call GetThreadContext
test eax, eax
jnz short loc_42E4C7
这里为没有得到线程信息的处理，设置其线程信息有效值为0，即无效，然后跳转到循环体判断处遍历下一个线程信息：
mov ecx, [ebp+pThreadInfo]
xor eax, eax
mov [ecx+t_Thread.regvalid], eax ; int Whether reg is valid
jmp j_next_Thread
; ---------------------------------------------------------------------------
检查得到线程信息的线程ID是否与要得到线程的ID相同，若相同则设置返回值为其寄存器结构体的首地址，若不同则跳过对返回值的设置：
loc_42E4C7: ; CODE XREF: GetThreadInfo+69 j
mov eax, [ebp+pThreadInfo]
mov ebx, [ebp+pThreadInfo]
add ebx, 2ECh ; ebx : ThreadInfo.reg
mov edx, [eax] ; edx : ThreadInfo.dwThreadId
cmp edx, [ebp+ ThreadId]
jnz short loc_42E4DD
mov [ebp+ret], ebx
下面将得到的线程信息结构体中 寄存器结构体的信息一一赋值到OD为其准备的线程信息结构体处：
loc_42E4DD: ; CODE XREF: GetThreadInfo+8C j
mov ecx, [esi+CONTEXT._Eax]
mov [ebx+t_reg.r_eax], ecx ; ulong register
mov eax, [esi+CONTEXT._Ecx]
mov [ebx+t_reg.r_ecx], eax ; ulong register
mov edx, [esi+CONTEXT._Edx]
mov [ebx+t_reg.r_edx], edx ; ulong register
mov ecx, [esi+CONTEXT._Ebx]
mov [ebx+t_reg.r_ebx], ecx ; ulong register
mov eax, [esi+CONTEXT._Esp]
mov [ebx+t_reg.r_esp], eax ; ulong register
mov edx, [esi+CONTEXT._Ebp]
mov [ebx+t_reg.r_ebp], edx ; ulong register
mov ecx, [esi+CONTEXT._Esi]
mov [ebx+t_reg.r_esi], ecx ; ulong register
mov eax, [esi+CONTEXT._Edi]
mov [ebx+t_reg.r_edi], eax ; ulong register
mov edx, [esi+CONTEXT._Eip]
mov [ebx+t_reg.r_eip], edx ; ulong Instruction pointer (EIP)
初始化浮点寄存器的栈顶、状态等变量：
lea edx, [ebx+t_reg.f_reg_st0] ; long double Float registers, f[top] - top of stack
mov ecx, [esi+CONTEXT.EFlags]
mov [ebx+t_reg.flags], ecx ; ulong Flags
mov eax, [esi+CONTEXT.FloatSave.StatusWord]
shr eax, 0Bh
and eax, 7
xor edi, edi
mov [ebx+t_reg.top], eax ; int Index of top-of-stack
lea eax, [ebx+t_reg.tag[8]] ; uchar Float tags (0x3 - empty register)
mov [ebp+s_base_ss], eax
mov [ebp+f_reg_st_i], edx
这段是循环遍历8个浮点寄存器，对其检查并进行赋值：
loc_42E554: ; CODE XREF: GetThreadInfo+158 j
8减去浮点寄存器的栈顶序号，再与80000007位与之后若为正则跳过对负数的处理，若为负数则取其补码，由于浮点栈顶的序号为0，所以与80000007位与之后还是0，这里一个错误检查：
lea ecx, [edi+8]
sub ecx, [ebx+t_reg.top] ; int Index of top-of-stack
and ecx, 80000007h
jns short loc_42E567
dec ecx
or ecx, 0FFFFFFF8h
inc ecx
这里是一个循环体，根据序号给浮点寄存器结构体赋值，每个浮点寄存器10个字节：
loc_42E567: ; CODE XREF: GetThreadInfo+114 j
mov [ebp+f_reg_index], ecx
mov eax, [ebp+f_reg_st_i]
mov edx, [ebp+f_reg_index]
lea edx, [edx+edx*4]
mov ecx, dword ptr [esi+edx*2+CONTEXT.FloatSave.RegisterArea]
mov [eax], ecx
mov ecx, dword ptr [esi+edx*2+(CONTEXT.FloatSave.RegisterArea+4)]
mov [eax+4], ecx
mov cx, word ptr [esi+edx*2+(CONTEXT.FloatSave.RegisterArea+8)]
mov [eax+8], cx
由于TagWord寄存器16位宽，只有一个作用，就是记录每1个浮点寄存器的使用情况，8个浮点寄存器分为占用2位，所以每个寄存器有4个状态，分别为：00有效（Valid）、01零值（Zero）、10特殊的（Spical）、11空闲（Empty），这里就是按照序号标识其状态：
mov ecx, edi
add ecx, ecx
mov eax, [esi+CONTEXT.FloatSave.TagWord]
shr eax, cl
and al, 3
mov edx, [ebp+s_base_ss]
mov [edx], al
序号、寄存器基址、寄存器结构体指针自加，检查是否遍历完8个寄存器，若没有遍历完则继续：
inc edi
inc [ebp+s_base_ss]
add [ebp+f_reg_st_i], 0Ah ;
cmp edi, 8
jl short loc_42E554
最后设置控制字与状态字寄存器：
mov eax, [esi+CONTEXT.FloatSave.StatusWord]
xor edi, edi
mov [ebx+t_reg.fst], eax ; ulong FPU status word
mov edx, [esi+CONTEXT.FloatSave.ControlWord]
mov [ebx+t_reg.fcw], edx ; ulong FPU control word
下面开始为对段寄存器的赋值，标识都已注明：
mov ecx, [esi+CONTEXT.SegEs]
mov [ebx+t_reg.s_reg_es], ecx ; ulong Segment register
mov eax, [esi+CONTEXT.SegCs]
mov [ebx+t_reg.s_reg_cs], eax ; ulong Segment register
mov edx, [esi+CONTEXT.SegSs]
mov [ebx+t_reg.s_reg_ss], edx ; ulong Segment register
mov ecx, [esi+CONTEXT.SegDs]
mov [ebx+t_reg.s_reg_ds], ecx ; ulong Segment register
mov eax, [esi+CONTEXT.SegFs]
mov [ebx+t_reg.s_reg_fs], eax ; ulong Segment register
lea eax, [ebx+t_reg.big[6]] ; uchar Default size (0-16, 1-32 bit)
mov edx, [esi+CONTEXT.SegGs]
mov [ebx+t_reg.s_reg_gs], edx ; ulong Segment register
初始化段寄存器的两个变量（size、segment_reg）：
lea edx, [ebx+t_reg.s_reg_es] ; ulong Segment register
mov [ebp+reg_big[6]], eax
mov [ebp+reg_seg_reg], edx
这段是循环遍历6个段寄存器，得到其大小，放入reg_big[6]结构体中，即得到该段的大小：
loc_42E614: ; CODE XREF: GetThreadInfo+278 j
lea ecx, [ebp+SelectorEntry]
push ecx ; lpSelectorEntry
mov eax, [ebp+reg_seg_reg]
mov edx, [eax]
push edx ; dwSelector
mov ecx, [ebp+pThreadInfo]
mov eax, [ecx+0Ch]
push eax ; hThread
call GetThreadSelectorEntry ; 取得当前线程描述符表
test eax, eax
jz short loc_42E697
movzx ecx, [ebp+SelectorEntry.BaseLow]
mov dl, byte ptr [ebp+SelectorEntry.HighWord]
mov al, byte ptr [ebp+SelectorEntry.HighWord+3]
and edx, 0FFh
and eax, 0FFh
shl edx, 10h
and ecx, 0FFFFh
shl eax, 18h
and edx, 0FF0000h
add edx, ecx
and eax, 0FF000000h
add edx, eax
mov [ebp+segment_size], edx
movzx edx, [ebp+SelectorEntry.LimitLow]
mov al, byte ptr [ebp+SelectorEntry.HighWord+2]
and edx, 0FFFFh
and eax, 0Fh
shl eax, 10h
and eax, 0F0000h
add eax, edx
test byte ptr [ebp+SelectorEntry.HighWord+2], 80h
jz short loc_42E689
shl eax, 0Ch
add eax, 0FFFh
loc_42E689: ; CODE XREF: GetThreadInfo+233 j
mov cl, byte ptr [ebp+SelectorEntry.HighWord+2]
shr ecx, 6
and ecx, 1
mov [ebp+var_11], cl
jmp short loc_42E6A2
; ---------------------------------------------------------------------------
loc_42E697: ; CODE XREF: GetThreadInfo+1E0 j
xor edx, edx
mov eax, edx
mov [ebp+segment_size], edx
mov [ebp+var_11], 1
loc_42E6A2: ; CODE XREF: GetThreadInfo+249 j
mov ecx, [ebp+reg_seg_reg]
mov edx, [ebp+segment_size]
mov [ecx+18h], edx ; reg_seg_reg + 18h 刚好是其对应的reg_big[6]所在的位置
mov ecx, [ebp+reg_seg_reg]
mov [ecx+30h], eax
mov eax, [ebp+reg_big[6]]
mov dl, [ebp+var_11]
mov [eax], dl
检查6个段寄存器是否遍历完毕，若完毕则退出循环：
inc edi
inc [ebp+reg_big[6]]
add [ebp+reg_seg_reg], 4
cmp edi, 6
jl loc_42E614
下面是对调试寄存器的赋值：
mov eax, [esi+CONTEXT.Dr0]
mov [ebx+t_reg.drlin_dr0], eax ; ulong Debug register
mov ecx, [esi+CONTEXT.Dr1]
mov [ebx+t_reg.drlin_dr1], ecx ; ulong Debug register
mov eax, [esi+CONTEXT.Dr2]
mov [ebx+t_reg.drlin_dr2], eax ; ulong Debug register
mov edx, [esi+CONTEXT.Dr3]
mov [ebx+t_reg.drlin_dr3], edx ; ulong Debug register
mov ecx, [esi+CONTEXT.Dr6]
mov [ebx+t_reg.dr6], ecx ; ulong Debug register DR6
mov eax, [esi+CONTEXT.Dr7]
mov [ebx+t_reg.dr7], eax ; ulong Debug register DR7
mov edx, [ebp+arg_0]
mov [ebx+t_reg.threadid], edx ; ulong ID of thread that owns registers
mov eax, VersionInformation.dwPlatformId
检查子系统属性，根据其进行相应的设置：
cmp eax, 2 ; 检查是否是windows图形界面
jnz short loc_42E71A
mov eax, 34h ; 若是则使 EAX = 34h
jmp short loc_42E728
; ---------------------------------------------------------------------------
loc_42E71A: ; CODE XREF: GetThreadInfo+2C5 j
cmp eax, 1 ; 检查是否为本地属性
jnz short loc_42E726
mov eax, 60h ; 若是则使EAX = 60h
jmp short loc_42E728
; ---------------------------------------------------------------------------
loc_42E726: ; CODE XREF: GetThreadInfo+2D1 j
xor eax, eax ; 若都不是则设置EAX = 0
loc_42E728: ; CODE XREF: GetThreadInfo+2CC j
; GetThreadInfo+2D8 j
test eax, eax
jz short loc_42E75C
cmp dword_4D579C, 0
jz short loc_42E75C
push 3 ; char
push 4 ; n
mov edx, [ebp+pThreadInfo]
add eax, [edx+t_Thread.datablock] ; ulong Per-thread data block
push eax ; arglist
lea ecx, [ebp+src]
push ecx ; src
call _Readmemory
add esp, 10h
cmp eax, 4
jnz short loc_42E75C
mov eax, [ebp+src]
mov [ebx+0EEh], eax
jmp short loc_42E766
; ---------------------------------------------------------------------------
loc_42E75C: ; CODE XREF: GetThreadInfo+2DE j
; GetThreadInfo+2E7 j ...
mov dword ptr [ebx+0EEh], 0FFFFFFFFh
将刚得到的寄存器信息设置为有效，并检查线程信息结构体中oldreg的属性是否有效，若无效则将当前的寄存器值赋值进去：
loc_42E766: ; CODE XREF: GetThreadInfo+30E j
xor edx, edx
xor ecx, ecx
mov [ebx+0F2h], edx
mov [ebx+0F6h], ecx
mov eax, [ebp+pThreadInfo]
mov [eax+t_Thread.regvalid], 1 ; int Whether reg is valid
mov edx, [ebp+pThreadInfo]
cmp dword ptr [edx+t_Thread.oldregvalid], 0 ; check ThreadInfo is read
jnz short j_next_Thread
mov ecx, [ebp+pThreadInfo]
mov eax, [ebp+pThreadInfo]
lea esi, [ecx+t_Thread.reg] ; struct Actual contents of registers
lea edi, [eax+t_Thread.oldreg] ; struct Previous contents of registers
mov ecx, 65h
rep movsd ; Thread.reg copy to Thread.oldreg
movsw
mov eax, [ebp+pThreadInfo]
mov dword ptr [eax+61Ch], 1
将线程计数自加1，将线程信息结构体指针指向下一个结构体的首地址（ThreadInfo的大小为66Ch）：
j_next_Thread: ; CODE XREF: GetThreadInfo+76 j
; GetThreadInfo+341 j
inc [ebp+i]
add [ebp+pThreadInfo], 66Ch ; pThreadInfo -> next ThreadInfo
这里为循环体的判断处，检查是否遍历完所有线程，若没有遍历完，则继续遍历：
loc_42E7C1: ; CODE XREF: GetThreadInfo+28 j
mov edx, [ebp+i]
cmp edx, Num_Thread
jl getThreadInfo
mov eax, [ebp+ret]
最后恢复现场：
_exit: ; CODE XREF: GetThreadInfo+19 j
pop edi
pop esi
pop ebx
mov esp, ebp
pop ebp
retn
GetThreadInfo endp
武汉科锐学员: angelqkm
2008-5-25
[招生]科锐逆向工程师培训(2024年11月15日实地，远程教学同时开班, 第51期)
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强，这一系列我一直在看，辛苦了。
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