征战狼塔

北天山深处,河源峰脚下,

冰关隘口,激流横断!

台普希克马河之上,枯树为桥,

悬崖陡壁之腰,残破古栈道。

险山峻岭,老木沧桑,群狼出没。

这正是我们的梦想之地,

绝境,至美!

狼塔之路行程:

09/28: 乌鲁木齐包车至呼图壁县-呼图壁雀尔沟106团煤矿-呼图壁林场
09/29: 希勒木呼-喀拉莫依纳克高山牧场
09/30: 喀拉莫伊依纳克-白扬沟冰达坂
10/01: 沿发源于河源峰的台普希克马河而上
10/02: 翻过库拉阿特腾阿苏达坂进入狼塔的高山牧场
10/03: 穿越狼塔高山牧场
10/04: 翻越兰特开曾达坂抵达哈拉哈特
10/05: 过玛纳斯河,翻越哈拉哈特达坂抵达乌鲁木齐牧场
10/06: 徒步终点古仁格勒村,坐车回乌鲁木齐

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想来,享来

有什么地方比“上海豪享来”还“享来”的,那就是乌鲁木齐“特享来”了。

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猫·友·好

跑步归来在小区里慢走,不意间一只花猫凑到脚边,不惊不怯,我迈一步它走两步,忽左忽右,追逗着我的脚步。

我不敢将脚抬高,生怕不小心踩到它。或许花猫亦有所觉察,似有不离不弃之念,一直伴在我左右,边走边叫,喵喵声中却有凄凉之意、抑或欣悦、激动之情,唤起了我无限怜悯。就如女人的眼泪,花猫的喵喵声,同样是人间杀器。

正想着是不是在楼前找找爱猫者所留的猫粮,或者喂它根火腿肠的当口,又一只白猫从草丛中窜出,跃入对面草地里。 一直陪着我的花猫,却是迎头追赶,等我想知道它们去向的时候,两只猫咪早已没了踪影。

呵!有个朋友,真好!

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9-18

有朋友今天下午去了仙霞路,归来曰:武警成群结队,有组织有纪律;人群三三两两,看热闹着多,真游行者少,计四五十之众。然,为国、为民者,英雄!

宪法之赋予吾等诸权利,不应因事急而通变,又因势利而喝阻,一而再,再而三,三则亡。

人生来是自由的,却无往而不在枷锁之中 -- 卢梭。

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文件系统开发之特殊文件links篇(上)

链接(links)是文件系统最常用的一类特殊文件,一般分为两类:

  • 硬链接(hardlink): 硬链接和普通文件(或目录)实际并没有差别,只是它和另外的文件共用一个文件数据体,反过来说就是,同一个文件体可以有多个名字,而且这些名字可以在卷内的任意目录中。类似于同一座房子,却有着不同的门牌号。 硬链接必须在同一卷上,就像门牌号必须附着于房子实体上一样。 Linux文件系统Ext3允许针对目录和文件的硬链接的创建,但Windows文件系统NTFS只允许硬链接的创建于文件之上。造成此差别的原因在于文件系统的实现上的不同,Linux Ext3文件系统对dentry(文件名)和inode(文件数据)的管理是分开的,但对NTFS却不是,Fcb是dentry和inode的合体,二者分不开,这部分以后再详述。
  • 软链接(softlink),同时又有符号链接(symbolic link, symlink)之称。符号链接不同于硬链接,它是一类特殊文件,就像是“邮政信箱”,它只是个指向一个门牌号的别名而已,门牌号可以代表一座房子的实体,但“邮政信箱”并不能。 软链接是可以跨卷的,即软链接自身位置和其目标位置,差个108000里也没关系。 Windows NTFS对符号链接的支持是从Vista才开始的,就是说XP系统并不支持。

对于Windows系统,还有另外两种比较特殊的“链接”:

  • Junction: Junction其实是一种符号链接,只是在Win2k或XP系统上符号链接并没有实现的情况下的一个临时替代品。Junction只支持目录链接,不支持文件。Junction是可以跨卷的,因为它本质上符号链接。
  • Reparse Point:Reparse Point最早的作为Mount Point(卷加载点)来引入的,但其功能却相当强大,比如上面提到的Symlink/Junction的实现其实都是基本Reparse Point的,再者NTFS的高级特性如Hierarchical Storage,也是通过Reparse Point来实现的。 对Linux Ext3来说,任意子目录都可以是Mount Point。对Windows文件系统NTFS来说,虽然任意子目录也可以作Mount Point,但一旦成为Mount Point,其子目录便转换为了Reparse Point属性,也正是这个实现上的差别导致了Windows系统在链接的操作上出现了不少怪现象。

后面会进一步针对Linux Ext3及Windows NTFS内部对链接的实现进行介绍和分析。

Windows的快捷方式(Shortcut)并不在此文的讨论之列,因为它是Shell层(即Windows Explorer)的行为,并非文件系统本身的特性。

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蓝屏,谁之过?

Bug总能在你意想不到的地方给你个措手不及,只是它所带来并不是惊喜,而是Blue Screen Of Death !

既如此,只能兵来将挡。

先介绍一下程序的大体流程:

NTSTATUS
XXXProcessDirents(…)
{    
    do {
        KeEnterCriticalRegion();
        ExAcquireResourceSharedLite(&fcb->Resource, TRUE);

        /* access several members of fcb structure */
        ExReleaseResourceLite(&fcb->Resource);
        KeLeaveCriticalRegion();

         XXXXProcessDirent(…);

    } while (list_is_not_empty(….));

    return status;
}

NTSTATUS
XXXXProcessDirent(…)
{
    HANDLE handle = NULL;
    XXXX_FILE_HEADE fileHead;
    ……

    /* open file */
    status = ZwCreateFile(&handle, GENERIC_READ, &oa, &iosb, NULL, 0,
                          FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE | FILE_SHARE_DELETE,
                          FILE_OPEN, 0, NULL, 0);

    /* read file header*/
    status = ZwReadFile(handle, ioevent, NULL, NULL, &iosb, (PVOID)&fileHead,
                        sizeof(XXXX_FILE_HEADE), &offset, NULL);

    /* check whether file is interesting to us */
    if (status == STATUS_SUCCESS && iosb.Information == sizeof(……)) {
        /* it’s my taste, haha */
    }

    /* close file, not interested in it any more */

    if (handle){
        ZwClose(handle);
    }

    return status;
}

过程比较简单,XXXProcessDirents()会循环调用XXXProcessDirent(),直至列表中所有项全检查完毕。

下面再来看windbg分析吧:

1: kd> !analyze -v
*******************************************************************************
*                                                                             *
*                        Bugcheck Analysis                                    *
*                                                                             *
*******************************************************************************

IRQL_NOT_LESS_OR_EQUAL (a)
An attempt was made to access a pageable (or completely invalid) address at an
interrupt request level (IRQL) that is too high.  This is usually
caused by drivers using improper addresses.
If a kernel debugger is available get the stack backtrace.
Arguments:
Arg1: 0abc9867, memory referenced
Arg2: 00000002, IRQL
Arg3: 00000001, bitfield :
bit 0 : value 0 = read operation, 1 = write operation
bit 3 : value 0 = not an execute operation, 1 = execute operation (only on chips which support this level of status)
Arg4: 806e7a2a, address which referenced memory

Debugging Details:
------------------

WRITE_ADDRESS:  0abc9867

CURRENT_IRQL:  2

FAULTING_IP:
hal!KeAcquireInStackQueuedSpinLock+3a
806e7a2a 8902            mov     dword ptr [edx],eax

DEFAULT_BUCKET_ID:  DRIVER_FAULT

BUGCHECK_STR:  0xA

PROCESS_NAME:  System

TRAP_FRAME:  b9019bbc -- (.trap 0xffffffffb9019bbc)
ErrCode = 00000002
eax=b9019c40 ebx=00000000 ecx=c0000211 edx=0abc9867 esi=c0000128 edi=8842d268
eip=806e7a2a esp=b9019c30 ebp=b9019c68 iopl=0         nv up ei ng nz na pe nc
cs=0008  ss=0010  ds=0023  es=0023  fs=0030  gs=0000             efl=00010286
hal!KeAcquireInStackQueuedSpinLock+0x3a:
806e7a2a 8902            mov     dword ptr [edx],eax  ds:0023:0abc9867=????????
Resetting default scope

LAST_CONTROL_TRANSFER:  from 806e7a2a to 80544768

STACK_TEXT:
b9019bbc 806e7a2a badb0d00 0abc9867 804f4e77 nt!KiTrap0E+0x238
b9019c68 806e7ef2 00000000 00000000 b9019c80 hal!KeAcquireInStackQueuedSpinLock+0x3a
b9019c68 b9019d24 00000000 00000000 b9019c80 hal!HalpApcInterrupt+0xc6
WARNING: Frame IP not in any known module. Following frames may be wrong.
b9019cf0 80535873 00000000 8896fb20 00000000 0xb9019d24
b9019d10 b79d87ff ba668a30 8859b7e8 00000440 nt!ExReleaseResourceLite+0x8d
b9019d2c b79d8a5c 8a3ff2f0 00000003 ba6685f0 XXXXX!XXXProcessDirents+0xef
b9019d88 b79e163a e2f6b170 00000001 00000001 XXXXX!XXXKernelQueryDirectory+0x20c
b9019ddc 8054616e b79e1530 88a8ae00 00000000 nt!PspSystemThreadStartup+0x34
00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 nt!KiThreadStartup+0x16

问题出在系统函数ExReleaseResourceLite()及KeAcquireInStackQueuedSpinLock()上,且程序要写的地址为0abc9867 ,明显不对,所以此处可做栈损坏推断。

第一嫌疑要考虑的是,XXXProcessDirents()中有锁保护的部分,此部分是果真是最容易造成栈损坏buffer复制操作。但经过仔细检查及测试,便排除了此部分出错的可能。

在排除第一嫌疑后,就没有明显目标了。只好再接着看windbg log:

貌似KeAcquireInStackQueuedSpinLock()要写的地址是LockHandle的LockQueue->Next,而LockHandle一般都在从当前堆栈分配的,由此可肯定之前对于栈损坏的推断。可问题是,是谁导致的栈损坏。

Stack中有hal!HalpApcInterrupt()调用记录,它是处理APC的软中断。hal!HalpApcInterrupt()会一般会调用nt!KiDeliverApc()来处理线程的APC队列。但当ExReleaseResourceLite()调用的时候,线程还处于临界区内(Critical Section),此时User mode APC及Kernel mode normal APC都会被禁止的,但Kernel mode special APC不会。

Kernel Special APC最常见的情况便是由IoCompleteRequest()添加的:在APC Level中调用IopCompleteRequest()以处理Irp的Stage 2的清理工作。

至此,问题终于有些眉目了。分析代码中唯一有可能导致APC添加的地方就在函数XXXXProcessDirent()中的ZwReadFile()调用,而且fileHead正是于堆栈中分配的。

想到此处,此bug的根据原因便付出水面:

XXXXProcessDirent()没有处理ZwReadFile()返回STATUS_PENDING的情况,此情形下,XXXXProcessDirent()退出并继续执行,而之前的ZwReadFile()的IRP完成操作也在同时进行(还没有完成),并且此完成操作所要写的fileHead地址,正是早已被回收并加以重用的当前栈。

搞清楚之后,便在调用ZwReadFile()后,特别针对STATUS_PENING的情况来调用ZwWaitForSingleObject()以确保读操作全部完成后,再进行下一步操作。

到此,问题解决!

一个蓝屏的问题,竟然如此之绕,不禁让我想起刘震云的《一句顶一万句》,只是这能顶一万句的一句到底是哪句呢?

<下一步打算写写APC相关的东西,操作系统将APC隐藏得太深,总让人捉摸不定!>

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