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

15,578 条评论

  1. За выездом врача чаще обращаются тогда, когда человеку тяжело добраться до клиники, он ослаблен после нескольких дней употребления алкоголя или родственникам важно быстрее понять, какая тактика будет безопасной. После осмотра можно определить, нужна ли капельница, достаточно ли детоксикации на дому, требуется ли повторное наблюдение, а в дальнейшем — консультация по лечению алкоголизма, кодирование или реабилитация. В части случаев уже первый звонок позволяет понять, идет ли речь только о временном ухудшении самочувствия или о состоянии, при котором может потребоваться вывод из запоя в стационаре.
    Подробнее тут – вызвать нарколога на дом екатеринбург

  2. Нарколог на дом в Екатеринбурге — это формат помощи, который рассматривают при состояниях после употребления алкоголя, когда больному требуется врачебный осмотр без поездки в клинику. Обычно речь идет о запое, выраженном похмельном синдроме, нарушении сна, обезвоживании, слабости, треморе, тревоге, скачках давления, сердцебиении и общем ухудшении самочувствия. Дальнейшая тактика зависит от состояния больного на момент осмотра, длительности употребления алкоголя и наличия сопутствующих заболеваний.
    Детальнее – врач нарколог на дом екатеринбург

  3. Наша клиника предлагает полный цикл услуг — от экстренного вызова нарколога до долгосрочной реабилитации. Каждый этап разрабатывается индивидуально с учётом возраста, стажа зависимости и сопутствующих заболеваний. Современные протоколы 2026 года позволяют проводить лечение максимально комфортно и эффективно, минимизируя болезненные симптомы и снижая риск срывов. В этом виде деятельности мы используем только проверенные методы медицины.
    Получить дополнительные сведения – http://narkolog-na-dom-ekaterinburg-1.ru

  4. В Воронеже круглосуточная помощь при похмелье востребована в ситуациях, когда симптомы появляются внезапно или усиливаются в ночное время, особенно в запое или после запоя. Врач проводит консультацию, оценивает состояние пациента и принимает решение о проведении инфузионной терапии. Такой подход позволяет своевременно устранить симптомы и предотвратить их дальнейшее развитие. При необходимости можно оставить заявку, уточнить цены или получить помощь бесплатно на первичном этапе.
    Ознакомиться с деталями – капельница от похмелья на дом воронеж

  10. Этот текст посвящён сложным аспектам зависимости и её влиянию на жизнь человека. Мы обсудим психологические, физические и социальные последствия зависимого поведения, а также важность своевременного обращения за помощью.
    Читать дальше – наркологическая клиника со стационаром

  15. Эта публикация завернет вас в вихрь увлекательного контента, сбрасывая стереотипы и открывая двери к новым идеям. Каждый абзац станет для вас открытием, полным ярких примеров и впечатляющих достижений. Подготовьтесь быть вовлеченными и удивленными каждый раз, когда продолжите читать.
    Открой скрытое – цена вывод из запоя на дому

  16. Этот информативный текст сочетает в себе темы здоровья и зависимости. Мы обсудим, как хронические заболевания могут усугубить зависимости и наоборот, как зависимость может влиять на общее состояние здоровья. Читатели получат представление о комплексном подходе к лечению как физического, так и психического состояния.
    Открой скрытое – наркологический стационар в спб

  19. В этой публикации мы обсуждаем современные методы лечения различных заболеваний. Читатели узнают о новых медикаментах, терапиях и исследованиях, которые активно применяются для лечения. Мы нацелены на то, чтобы предоставить практические знания, которые могут помочь в борьбе с недугами.
    Изучить материалы по теме – вызвать нарколога на дом

  21. Такой подход позволяет достичь устойчивого результата без срывов и рецидивов. Пациенты получают помощь не только на уровне физиологии, но и на уровне личностных изменений, что делает лечение глубоким и эффективным.
    Выяснить больше – наркологическая клиника

  23. ставки на спорт, новости спорта, прогнозы и
    читайте подробнее про ставки и букмекеров на bkradar.com

  24. 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.
    Разобраться лучше – http://vyvod-iz-zapoya-na-domu-sankt-peterburg-12.ru

  26. Эта разъяснительная статья содержит простые и доступные разъяснения по актуальным вопросам. Мы стремимся сделать информацию понятной для широкой аудитории, чтобы каждый мог разобраться в предмете и извлечь из него максимум пользы.
    Прочесть заключение эксперта – капельница после запоя цена

  28. 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.
    Получить больше информации – вывод из запоя клиника в нижнем новгороде

  31. Программы лечения в клинике «ДонМед Трезвость» направлены на полное восстановление человека — физическое, психологическое и социальное. Каждое направление терапии адаптируется под конкретного пациента, чтобы достичь максимально устойчивого результата. Врачи используют современные методы и препараты, снижающие риски побочных эффектов и ускоряющие процесс реабилитации.
    Исследовать вопрос подробнее – наркологические клиники алкоголизм

  37. Нарколог на дом в Екатеринбурге востребован в ситуациях, когда человеку нужна врачебная помощь после употребления алкоголя, при запое, выраженном похмельном синдроме, нарушении сна, тревоге, скачках давления, слабости и других признаках ухудшения самочувствия. Такой формат обращения часто выбирают семьи, которые хотят вызвать врача без поездки в клинику и быстро получить консультацию по состоянию больного. Домашний выезд особенно важен тогда, когда требуется детоксикация, наблюдение после нескольких дней употребления спиртного и оценка рисков, связанных с последствиями алкоголизма.
    Подробнее тут – вызов нарколога на дом

  38. Такой подход позволяет достичь устойчивого результата без срывов и рецидивов. Пациенты получают помощь не только на уровне физиологии, но и на уровне личностных изменений, что делает лечение глубоким и эффективным.
    Ознакомиться с деталями – https://narcologicheskaya-clinika-v-rnd19.ru/

  39. 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.
    Подробнее можно узнать тут – нарколог на дом цена екатеринбург

  40. В Санкт-Петербурге вывод из запоя на дому рассматривается, когда состояние пациента позволяет проводить лечение вне стационара, но требует контроля специалиста. Врач оценивает общее состояние, длительность запоя и выраженность симптомов, после чего принимает решение о формате помощи при алкоголизме. Важно, что лечение начинается сразу после осмотра, без необходимости ожидания госпитализации. При необходимости можно заказать услуги на сайте клиники или получить консультацию специалистов.
    Подробнее – вывод из запоя на дому анонимно санкт-петербург

  42. В этой статье собраны факты, которые освещают целый ряд важных вопросов. Мы стремимся предложить читателям четкую, достоверную информацию, которая поможет сформировать собственное мнение и лучше понять сложные аспекты рассматриваемой темы.
    Как достичь результата? – вывод из запоя капельница

  43. Запой сопровождается выраженной интоксикацией, нарушением сна, слабостью, тревожностью и колебаниями давления, что характерно для алкоголизма и других форм зависимости. При этом самостоятельный выход из состояния часто оказывается затруднённым из-за ухудшения самочувствия и невозможности контролировать симптомы. В таких случаях выезд нарколога позволяет начать лечение без задержек и помочь пациенту снизить нагрузку на организм за счёт отсутствия транспортировки.
    Разобраться лучше – нарколог на дом вывод из запоя

  44. 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.
    Подробнее – вывод из запоя на дому цена в санкт-петербурге

  45. Simply wish to say your article is as astonishing. The clarity to your publish is simply spectacular and i can suppose you’re knowledgeable on this subject. Well together with your permission let me to grasp your RSS feed to stay updated with coming near near post. Thank you a million and please continue the gratifying work.
    new online slots casino

  46. Эта обзорная заметка содержит ключевые моменты и факты по актуальным вопросам. Она поможет читателям быстро ориентироваться в теме и узнать о самых важных аспектах сегодня. Получите краткий курс по современной информации и оставайтесь в курсе событий!
    Тыкай сюда — узнаешь много интересного – нарколог домой

  48. Мы собрали для вас самые захватывающие факты из мира науки и истории. От малознакомых деталей до грандиозных событий — эта статья расширит ваш кругозор и подарит новое понимание того, как устроен наш мир.
    Есть чему поучиться – вывод из запоя самара на дому

  49. Эта статья сочетает познавательный и занимательный контент, что делает ее идеальной для любителей глубоких исследований. Мы рассмотрим увлекательные аспекты различных тем и предоставим вам новые знания, которые могут оказаться полезными в будущем.
    Смотрите также – вывести из запоя капельница

  50. Hey this is kinda of off topic but I was wanting to know if blogs use WYSIWYG editors or if you have to manually code with HTML. I’m starting a blog soon but have no coding skills so I wanted to get guidance from someone with experience. Any help would be enormously appreciated!
    new online casino slots

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注