如何在 64 位进程（Windows）上正确保存和恢复线程上下文？

Question

我在下面有这段代码，用于从一些 64 位进程中释放库。它完成了它的工作，但问题是在恢复保存的上下文后，目标进程就会崩溃。不知道这里有什么问题。它应该将所有寄存器和标志设置为以前的状态，对吧？我做错了什么？

#ifdef _WIN64

const static unsigned char FreeLibrary_InjectionCodeRAW_x64[] =
{
    0x48, 0xB8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, //mov rax, value
    0x48, 0xB9, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, //mov rcx, value
    0xFF, 0xD0, //call rax (FreeLibrary)
    0x48, 0xB8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, //mov rax, value
    0xC7, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, //mov [rax],1
    0x48, 0xB8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, //mov rax, value
    0xB9, 0x64, 0x00, 0x00, 0x00, //mov ecx, 0x64
    0xFF, 0xD0, //call Sleep 
    0xEB, 0xED, //jmp
    0x00, 0x00, 0x00, 0x00 //status
};

#pragma pack(push, 1)
struct FreeLibrary_InjectionCode_x64
{
    FreeLibrary_InjectionCode_x64()
    {
        memcpy(this, FreeLibrary_InjectionCodeRAW_x64, sizeof(FreeLibrary_InjectionCodeRAW_x64));
    }

    char code_1[2];
    FARPROC lpFreeLibrary;
    char code_2[2];
    HMODULE hLib;
    char code_3[4];
    LPVOID lpStatusAddress;
    char code_4[8];
    FARPROC lpSleep;
    char code_5[9];
    int status;
};
#pragma pack(pop)

#endif

void FreeLib(const char what[], const char where[])
{
    HANDLE hToken;
    OpenProcessToken(GetCurrentProcess(), TOKEN_ALL_ACCESS, &hToken);
    SetPrivilege(hToken, SE_DEBUG_NAME, TRUE);
    CloseHandle(hToken);
    OpenThreadToken(GetCurrentThread(), TOKEN_ALL_ACCESS, FALSE, &hToken);
    SetPrivilege(hToken, SE_DEBUG_NAME, TRUE);
    CloseHandle(hToken);

    HMODULE hMod;
    DWORD dwProcessId = GetProcessIdByName(where);
    if ((hMod = GetModuleHandleInProcess(what, dwProcessId)) != NULL)
    {
        HANDLE hProcess = OpenProcess(PROCESS_CREATE_THREAD | PROCESS_VM_OPERATION | PROCESS_VM_READ | PROCESS_VM_WRITE | SYNCHRONIZE, FALSE, dwProcessId);
        if (hProcess != NULL)
        {
            HMODULE hKernel = LoadLibrary("kernel32.dll");
            FARPROC FLaddr = GetProcAddress(hKernel, "FreeLibrary");
            FARPROC Saddr = GetProcAddress(hKernel, "Sleep");

            HANDLE hThread = OpenThread(THREAD_GET_CONTEXT | THREAD_SET_CONTEXT | THREAD_QUERY_INFORMATION | THREAD_SET_INFORMATION | THREAD_SUSPEND_RESUME,
                FALSE, GetValidThreadIdInProcess(dwProcessId));

            if (hThread != NULL && FLaddr != NULL && Saddr != NULL)
            {
                LPVOID addr = VirtualAllocEx(hProcess, NULL, 4096, MEM_COMMIT, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
                LPVOID lpStatusAddress = (PUCHAR)addr + (sizeof(FreeLibrary_InjectionCode_x64)-sizeof(int));
                FreeLibrary_InjectionCode_x64 code = FreeLibrary_InjectionCode_x64();
                code.hLib = hMod;
                code.lpFreeLibrary = FLaddr;
                code.lpSleep = Saddr;
                code.lpStatusAddress = lpStatusAddress;
                WriteProcessMemory(hProcess, addr, &code, sizeof(FreeLibrary_InjectionCode_x64), NULL);

                CONTEXT ctx, oldCtx;
                ctx.ContextFlags = CONTEXT_ALL;

                SuspendThread(hThread);
                GetThreadContext(hThread, &ctx);

                memcpy(&oldCtx, &ctx, sizeof(CONTEXT));
                ctx.Rip = (DWORD64)addr; 

                SetThreadContext(hThread, &ctx);
                ResumeThread(hThread);

                while (!code.status)
                {
                    Sleep(15);
                    ReadProcessMemory(hProcess, addr, &code, sizeof(FreeLibrary_InjectionCode_x64), NULL);
                }

                SuspendThread(hThread);
                SetThreadContext(hThread, &oldCtx);
                ResumeThread(hThread);

                VirtualFreeEx(hProcess, addr, 4096, MEM_DECOMMIT);

                CloseHandle(hThread);
            }

            CloseHandle(hProcess);
        }
    }
}

Answer 1

Windows 64 位使用 fastcall 调用约定。在此约定中，函数的调用者负责在堆栈上保留 4 * 64 位（32 字节），以供被调用函数保存寄存器。 这意味着您的调用应如下所示：

sub rsp, 32
call rax
add rsp, 32

在您的代码中，您对 FreeLibrary 或 Sleep 的调用会覆盖不属于其堆栈帧的堆栈，从而导致稍后崩溃。

Answer 2

您没有进行任何错误处理以确保内存在执行之前实际分配并写入其他进程，或者确保ReadProcessMemory() 成功，或者确保线程挂起/恢复和上下文交换成功。

很有可能，远程线程可能已完成运行您注入的代码，并在您的注入器有机会换回原始代码之前尝试运行其原始代码（甚至是恰好跟随您在内存中分配的块的随机代码）上下文信息。这可能是导致崩溃的原因。

与其劫持另一个进程中的现有线程并在其背后换出其上下文，不如考虑使用CreateRemoteThread()，而不是在其自己的专用线程中运行注入的代码。无需上下文交换。