Nothing Is Secret

从_chkstk说起，谈谈用户栈的管理

上周在XP系统上测试一个驱动的时候，发现驱动加载不上，“net start”命令只是给出一个无意义的错误代码，驱动的DriverEntry()入口程序还没有得到机会运行。

初步怀疑是引入函数的问题，用WDK工具Depends.exe查看了一下驱动文件，果然是由于_chkstk函数无法解析所导致。

_chkstk是个微软C编译器的辅助库函数，MSDN上对其介绍十分简略：

_chkstk Routine is a helper routine for the C compiler. For x86 compilers, _chkstk Routine is called when the local variables exceed 4096 bytes; for x64 compilers it is 8K.

当编译器察觉到局部变量太大超过限值时（X86系统限值是4K，X64t系统上是8K）, 编译器会自动插入_chkstk这个函数以保证栈空间所使用页面在内存中。

问题是发现了，但要查出来究竟在哪个函数中还是要费些心思的。从用户层移植过来不少代码，基本锁定问题出在其中，但如果一个函数一个函数寻找实在是个不讨巧的笨办法，也不符合程序人的一贯风格，便用IDA反编译驱动sys文件，于汇编代码中搜索_chkstk字串，直接锁定出了问题函数。此函数所使用的一个结构体中定义了超大数组，对栈的超常使用在内核中是相当危险的。

解决办法很简单，直接将此结构的定义放在一个从内存分配的结构中即可。问题虽已解决，但对于DDK中有关_chkstk的描述，及其相关的疑问一直让我觉得困扰，比如，为什么X86上是4K，而AMD64架构上可以是8K。

这两天终于有了时间，可以彻底地了结这个疑问了。

要想解决这个问题，还要先从用户栈的分配开始。以ReactOS代码为例，当线程创建时，CreateThread()会调用BasepCreateStack()来创建用户栈，具体可以参见ReactOS源码：
~/ReactOS/lib/kernel32/misc/utils.c。

BasepCreateStack()函数主要做三件事：

  1. 1，分配栈空间所需的虚拟内存，大小为Stack Reserve Size
  2. 2，根据Stack Commit Size锁定内存页面，如果Stack Commit Size小于Stack Reserve Size的话，需要增加一个Page，这个额外申请的Page用作Guard Page之用。
  3. 3，将栈底部的Page设定为Guard Page。

当用户栈被用尽时，会访问到栈底部的Guard Page。而对Guard Page的任何访问都会导致Page Fault的发生。Page Fault处理函数MmAccessFault()可以分析出此次Page Fault是由Guard Page导致，便会默认由用户栈处理程序MiCheckForUserStackOverflow()来处理。如果用户栈并没有溢出的话，即Stack Commit Size小于Stack Reserve Size的情况，MiCheckForUserStackOverflow()会自动向下扩展栈空间，扩展大小为GUARD_PAGE_SIZE。 GUARD_PAGE_SIZE针对不同的CPU架构有不同的定义：
X64:  #define GUARD_PAGE_SIZE   (PAGE_SIZE * 2)
X86:  #define GUARD_PAGE_SIZE   PAGE_SIZE

这里便解释了为什么X86系统上的限制是4K(即PAGE_SIZE)，而X64上却为8K的原因。

说到此处，该是解答_chkstk()倒底是干什么的时候了。Visual Studio中有_chkstk的源码，以x86为例：

输入参数eax是所需堆栈大小（字节）
labelP  _chkstk,       PUBLIC

        push    ecx                          ; save ecx
        cmp     eax,_PAGESIZE_     ; more than one page requested?
        lea     ecx,[esp] + 8           ;   compute new stack pointer in ecx
                                                   ;   correct for return address and
                                                   ;   saved ecx
        jb      short lastpage           ; no

;------------

probepages:
        sub     ecx,_PAGESIZE_          ; yes, move down a page
        sub     eax,_PAGESIZE_          ; adjust request and...

        test    dword ptr [ecx],eax     ; ...probe it  (如果是guard page，刚会导致page fault，最终用户栈
                                                        ;  将向下扩展一个页面)

        cmp     eax,_PAGESIZE_          ; more than one page requested?
        jae     short probepages          ; no

lastpage:
        sub     ecx,eax                  ; move stack down by eax
        mov     eax,esp                 ; save current tos and do a...

        test    dword ptr [ecx],eax     ; ...probe in case a page was crossed
                                                        ;  调用函数将要访问的堆栈底部 ，如果此页面为guard page，同
                                                        ;  样会导致用户栈的向下延伸

        mov     esp,ecx                        ; set the new stack pointer
                                                        ; 向下更改栈指针，其上直到原ESP的栈空间为调用函数局部变量

        mov     ecx,dword ptr [eax]     ; recover ecx
        mov     eax,dword ptr [eax + 4] ; recover return address
                                                            ; 将返回地址(调用函数中)放入eax

        push    eax                     ; prepare return address
                                              ; 将返回地址(调用函数中)放入当前栈中，准备返回

                                              ; ...probe in case a page was crossed
        ret

        end

_chkstk()的主要作用是保证栈向下连续的生长。如果没有_chkstk()，当局部变量太多并超过guard page下沿时，若再有压栈操作，将会导致Access violation错误。因为此时堆栈内存页面无效，压栈直接将导致page fault的发生，而page fault处理程序因不能识别此fault的发生原因从而不能做出正确判断和有效处理。

相对用户层，内核程序的处理则相当简单，就如Win7内核中_chkstk实际上就是个空函数。其原因就是内核线程的栈空间是固定的。其取值针对X86及X64架构亦有所不同：
X64： #define KERNEL_STACK_SIZE 0x6000   /* 6个内存页面 */
X86： #define KERNEL_STACK_SIZE 12288    /* 3个内存页面 */

内核中栈资源非常紧缺，并驱动程序的编写有较高的要求，特别是有递归的情况下，一定要注意嵌套的层数，否则很容易收到M$发来的蓝屏。

Windows内核中其实还有一种大堆栈机制，以确保一些对堆栈较高消耗的特殊情况能够得到满足，但这部分完全是黑箱，对用户不可见，不是常见情况，此处不再多述。

参考资料：
1, http://support.microsoft.com/kb/100775/en
2, http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms648426(v=vs.85).aspx
3, http://www.reactos.org  ReactOS源码

16,036 条评论

  2. Работа с пациентами в наркологическом стационаре начинается с диагностики, которая помогает определить степень зависимости и сопутствующие заболевания. На основе этих данных разрабатывается индивидуальный план лечения. Врачи, наркологи и психотерапевты работают в тесном контакте с пациентом, что позволяет достичь наилучших результатов в процессе восстановления. Важно также убедиться, что клиника имеет необходимую лицензию, а для эффективного лечения могут быть предложены такие процедуры, как прием психотерапевта и кодирование от зависимости.
    Получить дополнительную информацию – http://www.domen.ru

  3. В Екатеринбурге выезд нарколога на дом становится необходимостью, когда симптомы похмелья слишком выражены и пациент не может справиться с ними самостоятельно. Алкогольная интоксикация может привести к ряду проблем, таких как головная боль, слабость, тошнота и рвота, а иногда даже к более серьёзным состояниям, таким как аритмия или психоз. Выезд нарколога на дом позволяет быстро начать лечение, не тратя время на дорогу, что особенно важно в экстренных ситуациях.
    Подробнее можно узнать тут – капельница от похмелья вызов на дом екатеринбург

  4. Онлайн строительный https://reklama-region.com журнал для профессионалов и частных застройщиков. Полезные статьи, разборы материалов, новинки рынка и практические рекомендации. Все о строительстве, ремонте и дизайне в удобном формате.

  8. Онлайн строительный https://reklama-region.com журнал для профессионалов и частных застройщиков. Полезные статьи, разборы материалов, новинки рынка и практические рекомендации. Все о строительстве, ремонте и дизайне в удобном формате.

  11. Эконом Хочешь 3д ограждение? панели ограждения сетчатые 3д прочные и надежные решения для защиты территории. Современные металлические конструкции с антикоррозийным покрытием, простым монтажом и долговечностью. Подходят для частных домов, предприятий и общественных объектов.

  12. Запой и алкогольная интоксикация могут приводить к целому ряду опасных симптомов, таких как головная боль, слабость, тошнота, рвота, обезвоживание и психоэмоциональная нестабильность. Если не начать лечение вовремя, такие состояния могут привести к более серьезным осложнениям, включая сердечные проблемы, галлюцинации и даже опасные для жизни нарушения работы организма. С помощью нарколога на дому можно начать экстренную терапию прямо в момент ухудшения состояния, не затягивая с лечением и не тратя время на поездки в клинику.
    Углубиться в тему – вызвать нарколога на дом самара

  14. Эконом Лучшие металлические 3d панели ограждения купить идеальное сочетание прочности, эстетики и доступной цены. Подходят для дачи, участка, склада и промышленной территории. Быстрая установка, устойчивость к погодным условиям и долгий срок службы.

  20. Для семьи это тоже имеет большое значение. Пока врач в пути, родственники часто совершают одни и те же ошибки: пытаются «отпаивать» человека через силу, смешивают несовместимые медикаменты, дают советы, которые только повышают тревогу, спорят или требуют немедленно взять себя в руки. Профессиональный выезд снимает эту хаотичность. После осмотра врач объясняет, какие симптомы связаны с алкогольной интоксикацией, какие могут указывать на осложнения, что допустимо дома, а что требует перевода в стационар. В этом и состоит ценность выезда: он возвращает контроль над ситуацией и позволяет начать лечение без лишних задержек.
    Получить больше информации – врач нарколог на дом воронеж

  21. Такие состояния требуют не только лечения, но и наблюдения, поскольку динамика может меняться в течение короткого времени. Стационар позволяет минимизировать риски и обеспечить безопасность пациента. При этом услуга может предоставляться анонимно, а цена лечения зависит от состояния пациента.
    Узнать больше – помощь вывод из запоя

  22. Алкогольная интоксикация оказывает серьёзное влияние на организм, вызывая головную боль, тошноту, слабость и головокружение. Капельница помогает организму быстро избавиться от продуктов распада алкоголя, восстановить нормальное функционирование органов и минимизировать последствия для здоровья. Важно, что мы обеспечиваем полное наблюдение врача на протяжении всей процедуры, что помогает гарантировать безопасность пациента и максимальную эффективность лечения.
    Получить больше информации – http://www.domen.ru

  24. Хочешь недорогой забор? производители ограждения 3d удобное решение для быстрого монтажа ограждения. Прочные сварные конструкции, устойчивость к нагрузкам и погоде, минимальный уход. Отличный вариант для частных и коммерческих территорий.

  25. Высокопрочные ограждения ограждение 3d панели цена современный способ обеспечить безопасность участка. Долговечные материалы, надежная конструкция и эстетичный внешний вид. Подходят для установки на любых типах территорий и условий эксплуатации.

  26. В Нижнем Новгороде выезд нарколога на дом используется при состояниях, требующих оперативной медицинской оценки и начала терапии. Врач приезжает с необходимыми препаратами, проводит осмотр и формирует план лечения на месте. Такой формат позволяет сократить время до начала помощи и снизить нагрузку на пациента.
    Подробнее тут – оказание наркологической помощи в нижнем новгороде

  30. Выбор наркологического стационара с круглосуточным наблюдением в Санкт-Петербурге — это важный шаг на пути к выздоровлению. При таком выборе следует обратить внимание на несколько ключевых аспектов, которые помогут определить подходящее место для лечения и реабилитации. Правильный стационар поможет не только справиться с зависимостью, но и минимизировать риск рецидивов в будущем. Круглосуточно предоставляется прием пациентов, а также возможность кодирования, что значительно повышает эффективность лечения и ускоряет процесс восстановления.
    Выяснить больше – narkologicheskij-staczionar-sankt-peterburg.ru/

  31. В Воронеже услуга «нарколог на дом» востребована прежде всего тогда, когда состояние развивается быстро, а запас сил у пациента почти исчерпан. После нескольких дней употребления человеку бывает трудно даже выйти из квартиры: сохраняются слабость, дрожь, бессонница, тошнота, скачки давления, потливость, раздражительность и ощущение, что без новой дозы алкоголя легче уже не станет. Именно в этот момент домашний выезд специалиста помогает разорвать опасный цикл. Наркологическая помощь начинается там, где человек находится, а не там, куда он в идеале должен был бы доехать.
    Выяснить больше – вызвать нарколога на дом

  32. Медицинский контроль играет ключевую роль в безопасности и эффективности процедуры. Под присмотром опытного специалиста исключаются риски неправильной дозировки препаратов, побочных эффектов и осложнений, что особенно важно при проведении капельниц у пациентов с хроническими заболеваниями или при наличии индивидуальных противопоказаний.
    Подробнее тут – капельница от похмелья в нижнем новгороде

  33. Выбор наркологического стационара в Санкт-Петербурге — это важный шаг, который требует внимательного подхода. Каждое медицинское учреждение имеет свои особенности, что может влиять на качество предоставляемых услуг. Важно учитывать как репутацию клиники, так и квалификацию врачей, а также доступные методы лечения и реабилитации.
    Выяснить больше – https://narkologicheskij-staczionar-sankt-peterburg-2.ru

  34. Купить панели для ограждения 3д панель забор долговечность, прочность и аккуратный внешний вид. Быстрый монтаж, устойчивость к погодным условиям и минимальное обслуживание. Отличный выбор для дачи, участка или коммерческой территории.

  35. Нужна соляная пещера? строительство соляных пещер проектирование, подбор материалов, монтаж и оформление. Создаем уникальные пространства для галотерапии с продуманным дизайном и эффективной системой микроклимата.

  37. Вывод из запоя на дому — это медицинская помощь, направленная на стабилизацию состояния пациента без госпитализации. Такой формат позволяет начать лечение сразу после обращения и снизить нагрузку на организм, связанную с транспортировкой. В наркологической клинике «Частный медик 24» помощь оказывается с выездом врача, который проводит диагностику и подбирает терапию в зависимости от текущего состояния.
    Получить больше информации – вывод из запоя на дому в санкт-петербурге

  38. Процедура начинается с осмотра пациента. Врач оценивает основные показатели, включая давление и пульс, а также выраженность симптомов. После этого формируется состав капельницы и определяется тактика лечения, что позволяет эффективно провести вывод из запоя.
    Узнать больше – капельница от похмелья вызов на дом воронеж

  40. После введения растворов активные вещества быстро распределяются по организму. Это способствует выведению продуктов распада алкоголя, улучшению работы нервной системы и восстановлению энергетического баланса. Уже в процессе инфузии уменьшаются головная боль, тошнота и слабость.
    Подробнее можно узнать тут – капельница от похмелья на дом самара

  42. Копицентр «Копирыч» https://kopirych.by профессиональный партнер для тех, кому нужна качественная печать фото в городе минск и по всей Беларуси. Мы предлагаем полный комплекс полиграфические услуги для частных клиентов и компаний: от срочной подготовки документов до изготовления рекламной продукции и персональных сувениров.

  49. Do you have a spam problem on this site; I also am a blogger, and I was wanting to know your situation; many of us have created some nice practices and we are looking to trade methods with others, why not shoot me an email if interested.
    https://share.google/vQw2A01o8uezxOlBD

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注