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

15,570 条评论

  1. В данной обзорной статье представлены интригующие факты, которые не оставят вас равнодушными. Мы критикуем и анализируем события, которые изменили наше восприятие мира. Узнайте, что стоит за новыми открытиями и как они могут изменить ваше восприятие реальности.
    Подробности по ссылке – вывести из запоя в домашних условиях капельница

  4. В этой статье-обзоре мы соберем актуальную информацию и интересные факты, которые освещают важные темы. Читатели смогут ознакомиться с различными мнениями и подходами, что позволит им расширить кругозор и глубже понять обсуждаемые вопросы.
    Личный опыт — читайте сами – выведение из запоя на дому

  9. В практической работе выделяются последовательные этапы, обеспечивающие медицинскую целостность:
    Выяснить больше – http://

  10. My spouse and I absolutely love your blog and find nearly all of your post’s to be exactly what I’m looking for. can you offer guest writers to write content for yourself? I wouldn’t mind creating a post or elaborating on many of the subjects you write regarding here. Again, awesome website!
    new online casino slots

  14. Вывод из запоя на дому — это формат медицинской помощи, при котором лечение проводится в привычной для пациента обстановке с использованием инфузионной терапии и врачебного контроля. Такой подход позволяет начать детоксикацию без задержек и снизить нагрузку на организм, связанную с транспортировкой. В наркологической клинике «Частный медик 24» выезд специалиста организуется круглосуточно, а терапия подбирается с учётом текущего состояния пациента.
    Получить дополнительную информацию – http://www.domen.ru

  15. 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.
    Узнать больше – нарколог на дом цена

  16. В этой публикации мы предложим ряд рекомендаций по избавлению от зависимостей и успешному восстановлению. Мы обсудим методы привлечения поддержки и важность самосознания. Эти советы помогут людям вернуться к нормальной жизни и стать на путь выздоровления.
    Погрузиться в детали – услуги нарколога на дому

  21. 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.
    Разобраться лучше – частная наркологическая клиника

  23. После алкоголя в организме накапливаются токсичные продукты распада, нарушается водно-солевой баланс и страдает нервная система, что особенно выражено после запоя или при алкоголизме. Это проявляется головной болью, слабостью, тошнотой и нарушением сна. Капельница помогает ускорить процессы очищения и восстановить внутренние системы, обеспечивая более быстрое облегчение состояния и помогая человеку выйти из состояния запоев.
    Получить дополнительную информацию – капельница от похмелья анонимно в воронеже

  25. Для оценки состояния используется расширенная диагностика: лабораторные анализы, ЭКГ, психологическое тестирование и биохимические маркеры. По результатам обследования составляется индивидуальный план, включающий детоксикацию, фармакотерапию и реабилитационные мероприятия. Ниже представлена таблица, описывающая структуру этапов лечения.
    Получить больше информации – http://narcologicheskaya-clinika-v-rnd19.ru/narkolog-rostov-na-donu/

  29. В Воронеже капельница от похмелья применяется в ситуациях, когда симптомы выражены и не проходят самостоятельно, особенно после запоя или в запое. Врач проводит консультацию, оценивает состояние пациента, выраженность интоксикации и принимает решение о проведении процедуры. Важно, что лечение направлено не только на снятие симптомов, но и на восстановление организма после алкоголизма. При необходимости можно оставить заявку и уточнить цены или получить помощь бесплатно в рамках первичной консультации.
    Детальнее – капельница от похмелья

  33. В Санкт-Петербурге лечение на дому применяется в ситуациях, когда состояние пациента требует медицинского вмешательства, но не требует наблюдения в стационаре. Врач проводит консультацию, анализирует данные пациента, оценивает длительность употребления, выраженность симптомов и общее состояние, после чего принимает решение о тактике лечения при алкоголизме. При необходимости можно оформить вызов специалиста, заказать услуги на сайте или уточнить детали заранее.
    Исследовать вопрос подробнее – http://www.domen.ru

  34. Today, while I was at work, my cousin stole my iPad and tested to see if it can survive a forty foot drop, just so she can be a youtube sensation. My iPad is now destroyed and she has 83 views. I know this is completely off topic but I had to share it with someone!
    Watch sexual porno video xxx sex adults site

  35. Этот информативный текст отличается привлекательным содержанием и актуальными данными. Мы предлагаем читателям взглянуть на привычные вещи под новым углом, предоставляя интересный и доступный материал. Получите удовольствие от чтения и расширьте кругозор!
    Читать далее > – выведение из запоя в стационаре наркология

  38. Похмельный синдром сопровождается головной болью, слабостью, нарушением сна, сухостью во рту и нестабильностью давления, что часто наблюдается после запоя или при алкоголизме. Эти симптомы связаны с накоплением токсинов и нарушением водно-солевого баланса. Капельница позволяет ускорить выведение вредных веществ и восстановить нормальное функционирование организма, помогая человеку быстрее выйти из состояния запоев.
    Получить больше информации – капельница от похмелья на дому

  39. Шаблоны юридических документов — удобное решение для быстрого и грамотного оформления договоров, заявлений и иных правовых бумаг. Переходите по запросу шаблоны оформления юридических документов. Готовые формы разработаны с учетом законодательства и помогают избежать ошибок. Скачивайте, адаптируйте под свою ситуацию и экономьте время на подготовке документов без лишних затрат.

  40. Реализация данных задач позволяет наркологу на дом в Ростове-на-Дону оказывать помощь в контролируемом и безопасном формате.
    Исследовать вопрос подробнее – http://narkolog-na-dom-v-rnd19.ru

  46. Когда человек или его родственники понимают, что нужен нарколог на дом в Екатеринбурге, время становится решающим фактором. Запой, ломка, тяжёлая интоксикация — в таких ситуациях промедление может привести к необратимым последствиям для здоровья и жизни. Наша клиника создана именно для того, чтобы оказывать эффективную круглосуточную помощь в самых сложных случаях. Мы не заставляем ждать в очередях государственных учреждений, не ставим на учёт и не разглашаем информацию. Всё происходит анонимно, в домашних условиях или в комфортных условиях нашей партнёрской клиники. Пациенты из Екатеринбурга, Свердловской области, а также соседних регионов уже более 12 лет выбирают «НЕО+» благодаря сочетанию скорости, профессионализма, полной анонимности и доказанной результативности. Алкогольной зависимости и проблем с наркотиками подвержены как алкоголиков, так и наркозависимых, и мы помогаем всем.
    Подробнее – нарколог на дом цена екатеринбург

  48. Its like you read my mind! You seem to know a lot about this, like you wrote the book in it or something. I think that you can do with some pics to drive the message home a little bit, but other than that, this is fantastic blog. An excellent read. I’ll definitely be back.
    在线购买他达拉非片用于肛交XXX色情

  49. В этом обзоре представлены различные методы избавления от зависимости, включая терапевтические и психологические подходы. Мы сравниваем их эффективность и предоставляем рекомендации для тех, кто хочет вернуться к трезвой жизни. Читатели смогут найти информацию о реабилитационных центрах и поддерживающих группах.
    Кликни, не пожалеешь – вызвать нарколога на дом срочно

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注