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

16,002 条评论

  1. Вывод из запоя на дому в Екатеринбурге — это услуга, которая позволяет пациентам пройти лечение в удобных для них условиях, без необходимости посещать стационар. Процедура включает несколько этапов, каждый из которых направлен на снижение уровня алкогольной интоксикации и стабилизацию состояния пациента. Главным преимуществом вывода из запоя на дому является то, что это не только удобно, но и позволяет избежать лишнего стресса, который может быть вызван госпитализацией.
    Узнать больше – https://vyvod-iz-zapoya-na-domu-ekaterinburg-17.ru

  5. Капельница от похмелья — это внутривенное введение специально подобранных растворов, которые помогают ускорить выведение токсинов, восстановить водно-электролитный баланс и нормализовать обмен веществ. В состав капельницы могут входить различные компоненты, такие как солевые растворы, витамины, глюкоза и препараты для детоксикации. Она особенно эффективна при последствиях запоя и хронического алкоголизма.
    Разобраться лучше – капельница от похмелья анонимно в нижнем новгороде

  6. Капельница от похмелья — это медицинская процедура, которая помогает организму быстрее восстанавливаться после чрезмерного употребления алкоголя, включая последствия запоя и хронического алкоголизма. Эффект капельницы заключается в быстром восстановлении водно-электролитного баланса, выведении токсинов и устранении неприятных симптомов похмелья, таких как головная боль, тошнота и слабость. В отличие от обычных методов, капельница позволяет минимизировать время восстановления и улучшить состояние пациента значительно быстрее.
    Получить дополнительные сведения – капельница от похмелья анонимно

  7. Вывод из запоя в стационаре в Санкт-Петербурге: эффективная помощь при алкоголизме, капельницы и наблюдение врачей в наркологической клинике «Элегия Мед».
    Выяснить больше – https://vyvod-iz-zapoya-v-staczionare-sankt-peterburg-17.ru/

  10. Дополнительным поводом для вызова врача становится состояние, при котором больному трудно вставать, пить воду, есть, сохранять спокойствие или ориентироваться в самочувствии. В таких случаях осмотр на дому позволяет быстрее определить дальнейший маршрут помощи. Иногда уже первый звонок помогает понять, допустим ли домашний формат или лучше сразу рассматривать вывод в стационаре.
    Выяснить больше – вызов нарколога на дом в екатеринбурге

  12. Наиболее частыми основаниями для выбора такого формата становятся длительный запой, тяжелое течение похмельного синдрома, выраженный тремор, отсутствие сна, тревога, слабость, обезвоживание и жалобы на сердцебиение. Дополнительное значение имеют хронические заболевания сердца, сосудов, печени и нервной системы, на фоне которых выход из запоя может переноситься тяжелее.
    Получить дополнительные сведения – быстрый вывод из запоя в стационаре в санкт-петербурге

  19. Такие симптомы требуют медицинского вмешательства, поскольку могут усиливаться и приводить к ухудшению состояния. Капельница помогает стабилизировать самочувствие и снизить нагрузку на организм. Услуги могут предоставляться анонимно, а при необходимости пациент направляется на лечение в стационаре.
    Получить дополнительные сведения – капельница от похмелья на дом воронеж

  20. Капельница от похмелья — это медицинская процедура, направленная на быстрое устранение симптомов интоксикации и восстановление работы организма после употребления алкоголя. В отличие от самостоятельных попыток справиться с состоянием, инфузионная терапия позволяет воздействовать на причину недомогания, а не только на его проявления. В наркологической клинике «Похмельная служба» помощь организуется с учётом состояния пациента и проводится под контролем врача.
    Узнать больше – капельница от похмелья цена в воронеже

  22. В таких ситуациях стационарный уход позволяет обеспечить безопасность пациента, эффективно справиться с его состоянием и подготовить его к дальнейшему лечению или реабилитации. В случае алкоголизма может быть назначена капельница для снятия острых симптомов интоксикации, а также лечение в специализированном центре для комплексного восстановления и профилактики рецидивов.
    Узнать больше – http://narkologicheskij-staczionar-sankt-peterburg-2.ru

  24. Клиника «Клиника Плюс» предлагает комплексную наркологическую помощь в Воронеже, включая выезд нарколога на дом, медикаментозную терапию для вывода из запоя и реабилитацию. Мы понимаем, как важно для пациентов и их близких получить поддержку именно в тот момент, когда она нужна.
    Выяснить больше – вызов наркологической помощи воронеж

  25. Капельница от похмелья — это медицинский способ восстановления организма после алкогольной интоксикации, который позволяет быстро устранить симптомы и нормализовать состояние. В отличие от домашних методов, инфузионная терапия воздействует на причину ухудшения самочувствия, а не только на внешние проявления. В наркологической клинике «Похмельная служба» процедура проводится с участием врача, который контролирует состояние пациента на каждом этапе.
    Исследовать вопрос подробнее – капельница от похмелья анонимно

  26. Такие состояния требуют медицинского вмешательства, поскольку могут ухудшаться без лечения. Капельница позволяет стабилизировать состояние и снизить нагрузку на организм. Услуги могут предоставляться анонимно, а при тяжёлых случаях рассматривается лечение в стационаре.
    Узнать больше – https://kapelnicza-ot-pokhmelya-voronezh-4.ru

  28. Такие симптомы требуют медицинского вмешательства, поскольку могут приводить к ухудшению состояния. Капельница помогает стабилизировать самочувствие и снизить нагрузку на организм. Услуги могут предоставляться анонимно, а при необходимости пациент направляется на лечение в стационаре.
    Подробнее – https://kapelnicza-ot-pokhmelya-voronezh-7.ru/

  33. Hey great website! Does running a blog such as this take a great deal of work? I’ve virtually no understanding of coding however I had been hoping to start my own blog soon. Anyways, if you have any ideas or techniques for new blog owners please share. I know this is off subject nevertheless I just had to ask. Many thanks!

  42. Наркологический стационар с круглосуточным наблюдением предлагает комплексное лечение и восстановление для людей, страдающих от алкогольной или наркотической зависимости. Пациенты получают помощь в условиях стационара, что позволяет устранить риск срыва и обеспечить безопасное и комфортное выздоровление. В таких клиниках работают квалифицированные наркологи, психологи и другие специалисты, которые контролируют процесс реабилитации на всех этапах. В некоторых случаях может потребоваться вывод из запоя с применением капельниц, а также лечение в специализированном центре для более комплексного восстановления.
    Углубиться в тему – наркологическая помощь стационар

  43. Аспро Премьер — современный шаблон для создания мощного интернет-магазина с продуманной структурой, высокой скоростью работы и широкими возможностями для продаж. Переходите по запросу обзор интернет-магазина Аспро Премьер. Решение подходит для бизнеса любого масштаба, поддерживает адаптивный дизайн, удобный каталог, SEO-настройки и интеграции. Купить шаблон Аспро Премьер — значит получить надежную платформу для эффективного онлайн-бизнеса и быстрого запуска проекта.

  45. Капельница от похмелья — это медицинская процедура, направленная на устранение последствий алкогольной интоксикации и восстановление работы организма. В отличие от домашних методов, инфузионная терапия позволяет воздействовать на причину состояния, а не только на его проявления. В наркологической клинике «Похмельная служба» капельная терапия проводится с выездом специалиста на дом, что позволяет начать лечение без задержек и в комфортных условиях.
    Получить дополнительную информацию – капельница от похмелья вызов на дом

  48. Особое внимание мы уделяем психологической составляющей. Нарколог на дом в Екатеринбурге в «НЕО+» — это не только физическое очищение, но и работа с мотивацией, разрушение психологических триггеров зависимости. Зависимость разрушает жизнь, поэтому мы предлагаем психотерапевтическое сопровождение. Родственники получают отдельную поддержку: консультации психолога помогают правильно выстроить общение с зависимым человеком и мотивировать его на дальнейшее лечение. Реабилитация может проходить амбулаторно или в стационаре партнёрских центров с комфортабельными условиями, где пациенты находятся под круглосуточным наблюдением.
    Углубиться в тему – нарколог на дом анонимно в екатеринбурге

  49. Запой сопровождается выраженной интоксикацией, нарушением сна, нестабильностью давления и изменениями в работе нервной системы. При длительном течении состояние может ухудшаться, и самостоятельный выход становится затруднённым. В таких случаях стационар рассматривается как пространство, где можно безопасно стабилизировать показатели и обеспечить постепенное восстановление.
    Подробнее тут – вывод из запоя клиника нижний новгород

  50. Выбор между домашней помощью и стационарным лечением часто определяется степенью физиологической зависимости и наличием сопутствующих патологий. В условиях клиники исключаются внешние триггеры, обеспечивается изоляция от источников алкоголя и создается контролируемая среда, где медицинские решения принимаются на основе объективных показателей, а не субъективных ощущений пациента. Такой подход критически важен для предотвращения осложнений, минимизации дискомфорта абстиненции и формирования устойчивой базы для дальнейшей противорецидивной работы.
    Получить дополнительные сведения – вывод из запоя в стационаре нижний новгород

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注