Hacking Windows CE: 如何从线程ID获取线程名称

在一个线程出现异常行为时，比如说CPU占用率过高，抛出异常等，你一定想知道这个线程是由哪个模块创建的。因此无论在哪个操作系统上，获取线程名称是诊断线程相关问题的重要一步。
从线程ID获取线程名称通常的方法是，先获取该线程的入口地址，然后枚举进程内所有已加载模块，最后判断线程入口地址落在哪个加载模块范围内。枚举进程内已加载模块可用Win32标准的CreateToolhelp32Snapshot/Module32First/Module32Next系列ToolHelp API得到。获取线程入口地址则没有线程的Win32 API可用。不过在Windows NT based操作系统上（包括Windows NT 4.0/2000/XP/2003，等），有一个未公开的Native API可用：NtQueryInformationThread。其声明如下：

DWORD WINAPI NtQueryInformationThread(
                HANDLE ThreadHandle,
                THREAD_INFORMATION_CLASS ThreadInformationClass,
                PVOID ThreadInformation,
                ULONG ThreadInformationLength,
                PULONG ReturnLength
                );
获取线程入口地址可用：

DWORD GetThreadStartAddress(DWORD dwThreadId)
...{
    HANDLE hThread = OpenThread(THREAD_ALL_ACCESS, FALSE, dwThreadId);
    DWORD retaddr, len, error;
    retaddr = len = 0;
    error = NtQueryInformationThread( hThread, 9, &retaddr, sizeof(retaddr), &len );
    CloseHandle(hThread);
    if( error != 0 )
        retaddr = 0;
    return retaddr;
}
在Windows CE上就没这么幸运了，没有任何现成的API可用。官方Windows CE Base Team的blog对这个问题的回答是可以用Remote Kernel Tracker，不过这需要你build一个特殊的kernel image，enable一些profiler功能－这在显示的问题诊断中显然是不实际的。那么有没有办法不需要什么特殊的配置就可像Windows桌面操作系统那样获得入口地址呢？有是有的，不过需要一些hack手段。仔细研究CE下的Thread内核数据结构，就会发现Thread结构中有一项是记录线程入口地址的。

typedef struct Thread ...{
    DWORD _1[3];
    PPROCESS pProc; /**//* 0C: pointer to current process */
    PPROCESS pOwnerProc; /**//* 10: pointer to owner process */
    DWORD _2[18];
    DWORD dwStartAddr; /**//* 5c: thread PC at creation, used to get thread name */
    DWORD _3[10];
}THREAD, *PTHREAD; /**//* Thread */
因此要做的就是想办法根据线程ID或handle得到这个数据。再研究，发现线程的Thread内核数据结构可通过句柄得到：

PTHREAD pTh = HandleToThread(ThreadHandle);
而且，在Windows CE下，线程ID和其handle的值是一样的！！因此我们可以写一个这样的函数从线程ID拿到入口地址：

DWORD GetThreadStartAddress(DWORD dwThreadId)
...{
    DWORD dwStartAddress = 0;
    BOOL fOldMode = SetKMode(TRUE);
    PTHREAD pTh = HandleToThread((HANDLE)dwThreadId);
    if (pTh)
    ...{
        dwStartAddress = (DWORD)MapPtrToProcess((LPVOID)pTh->dwStartAddr, pTh->pOwnerProc->hProc);
    }
    return dwStartAddress;
}
为了使用这些内核数据结构，我们还需要另外一些辅助结构和函数，比较完整的代码如下。当然，官方肯定是不建议这么做的，但是重要的是解决问题，你说呢。

typedef struct Process ...{
    DWORD _1[2];
    HANDLE hProc; /**//* 08: handle for this process, needed only for SC_GetProcFromPtr */
}PROCESS, *PPROCESS;
typedef struct Thread ...{
    DWORD _1[3];
    PPROCESS pProc; /**//* 0C: pointer to current process */
    PPROCESS pOwnerProc; /**//* 10: pointer to owner process */
    DWORD _2[18];
    DWORD dwStartAddr; /**//* 5c: thread PC at creation, used to get thread name */
    DWORD _3[10];
}THREAD, *PTHREAD; /**//* Thread */

typedef struct cinfo ...{
    char acName[4]; /**//* 00: object type ID string */
    uchar disp; /**//* 04: type of dispatch */
    uchar type; /**//* 05: api handle type */
    ushort cMethods; /**//* 06: # of methods in dispatch table */
    const PFNVOID *ppfnMethods;/**//* 08: ptr to array of methods (in server address space) */
    const DWORD *pdwSig; /**//* 0C: ptr to array of method signatures */
    PPROCESS pServer; /**//* 10: ptr to server process */
} CINFO; /**//* cinfo */
typedef CINFO *PCINFO;

typedef struct _HDATA HDATA, *PHDATA;
struct _HDATA ...{
    DWORD _1[2]; /**//* 00: links for active handle list */
    HANDLE hValue; /**//* 08: Current value of handle (nonce) */
    DWORD lock; /**//* 0C: access information */
    DWORD ref; /**//* 10: reference information */
    const CINFO *pci; /**//* 14: ptr to object class description structure */
    PVOID pvObj; /**//* 18: ptr to object */
    DWORD dwInfo; /**//* 1C: extra handle info */
}; /**//* 20: sizeof(HDATA) */

#ifdef x86
struct KDataStruct ...{
    LPDWORD lpvTls; /**//* 0x000 Current thread local storage pointer */
    HANDLE ahSys[NUM_SYS_HANDLES]; /**//* 0x004 If this moves, change kapi.h */
    DWORD _1[4];
    ulong handleBase; /**//* 0x094 base address of handle table */
}; /**//* KDataStruct */
#endif
#ifdef ARM
struct KDataStruct ...{
    LPDWORD lpvTls; /**//* 0x000 Current thread local storage pointer */
    HANDLE ahSys[NUM_SYS_HANDLES]; /**//* 0x004 If this moves, change kapi.h */
    DWORD _1[6];
    ulong handleBase; /**//* 0x09c handle table base address */
}; /**//* KDataStruct */
#endif

#define HandleToThread(h) ((THREAD *)GetObjectPtrByType((h),SH_CURTHREAD))
#define HANDLE_ADDRESS_MASK 0x1ffffffc

void h2p(HANDLE h, PHDATA& phdRet)
...{
    if ((ulong)h < NUM_SYS_HANDLES+SYS_HANDLE_BASE && (ulong)h >= SYS_HANDLE_BASE)
        h = ((KDataStruct*)PUserKData)->ahSys[(uint)h-SYS_HANDLE_BASE];
    if (h)
    ...{
        phdRet = (PHDATA)(((ulong)h & HANDLE_ADDRESS_MASK) + ((KDataStruct*)PUserKData)->handleBase);
        if (phdRet->hValue != h)
            phdRet = 0;
    }
    else
        phdRet = 0;
}

PVOID GetObjectPtrByType(HANDLE h, int type)
...{
    PHDATA phd;
    h2p(h, phd);
    return (phd && phd->pci && phd->pci->type==type) ? phd->pvObj : 0;
}

extern "C" LPVOID WINAPI MapPtrToProcess(LPVOID lpv, HANDLE hProc);
extern "C" BOOL WINAPI SetKMode(BOOL fMode);

DWORD GetThreadStartAddress(DWORD dwThreadId)
...{
    DWORD dwStartAddress = 0;
    BOOL fOldMode = SetKMode(TRUE);
    PTHREAD pTh = HandleToThread((HANDLE)dwThreadId);
    if (pTh)
    ...{
        dwStartAddress = (DWORD)MapPtrToProcess((LPVOID)pTh->dwStartAddr, pTh->pOwnerProc->hProc);
    }
    return dwStartAddress;
}

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