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

15,564 条评论

  1. Шаблоны юридических документов — удобное решение для быстрого и грамотного оформления договоров, заявлений и иных правовых бумаг. Переходите по запросу примеры составления правовых 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.

  2. 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.
    Исследовать вопрос подробнее – вывод из запоя цена

  3. Читатели получат представление о том, как современные технологии влияют на развитие медицины. Обсуждаются новые методы лечения, персонализированный подход и роль цифровых решений в повышении качества медицинских услуг.
    Подробности по ссылке – наркологическая клиника стационар

  4. 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 – http://narcologicheskaya-klinika-v-rostove19.ru

  6. В этой статье представлен занимательный и актуальный контент, который заставит вас задуматься. Мы обсуждаем насущные вопросы и проблемы, а также освещаем истории, которые вдохновляют на действия и изменения. Узнайте, что стоит за событиями нашего времени!
    Прочесть заключение эксперта – сколько стоит капельница от запоя

  10. Эта статья освещает различные аспекты освобождения от зависимости и пути к выздоровлению. Мы обсуждаем важность осознания своей проблемы и обращения за помощью. Читатели получат практические советы о том, как преодолевать трудности и строить новую жизнь без зависимости.
    Где почитать поподробнее? – наркологическая клиника стационар

  11. 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.
    Ознакомиться с деталями – капельница от похмелья на дом

  12. На каждом этапе лечения нарколог контролирует витальные показатели, оценивает динамику восстановления и при необходимости корректирует терапию. Такой подход исключает резкие перепады давления, нарушения сердечного ритма и другие побочные эффекты, часто возникающие при попытках вывести пациента из запоя без медицинского участия.
    Узнать больше – анонимный вывод из запоя в ростове-на-дону

  16. Публикация предлагает читателю не просто информацию, а инструменты для анализа и саморазвития. Мы стимулируем критическое мышление, предлагая различные точки зрения и призывая к самостоятельному поиску решений.
    Получить дополнительную информацию – сколько стоит капельница от запоя

  17. Hey there! I know this is kinda off topic however I’d figured I’d ask. Would you be interested in trading links or maybe guest authoring a blog article or vice-versa? My blog addresses a lot of the same topics as yours and I believe we could greatly benefit from each other. If you happen to be interested feel free to send me an email. I look forward to hearing from you! Fantastic blog by the way!
    在线购买他达拉非片用于肛交XXX色情

  19. Hurrah, that’s what I was searching for, what a data! existing here at this webpage, thanks admin of this web site.

  20. Основой лечения является капельное введение растворов — метод, который помогает быстро вывести токсины, восполнить жидкость и восстановить баланс электролитов. Инфузии проводятся под наблюдением нарколога, что исключает перегрузку сердечно-сосудистой системы. В таблице ниже приведены типы капельниц и их предназначение при разных степенях тяжести состояния.
    Разобраться лучше – вывод из запоя в ростове-на-дону

  21. I think this is among the so much significant information for me. And i’m satisfied reading your article. However want to remark on some normal things, The website taste is wonderful, the articles is in point of fact great : D. Good task, cheers

  22. В этом интересном тексте собраны обширные сведения, которые помогут вам понять различные аспекты обсуждаемой темы. Мы разбираем детали и факты, делая акцент на важности каждого элемента. Не упустите возможность расширить свои знания и взглянуть на мир по-новому!
    А что дальше? – вывод из запоя нижний новгород

  23. Please let me know if you’re looking for a article writer for your blog. You have some really great articles and I think I would be a good asset. If you ever want to take some of the load off, I’d really like to write some content for your blog in exchange for a link back to mine. Please shoot me an email if interested. Regards!
    在线购买大麻用于XXX成人色情视频

  24. 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.
    Изучить вопрос глубже – https://kapelnicza-ot-pokhmelya-voronezh-4.ru

  25. Основой лечения является капельное введение растворов — метод, который помогает быстро вывести токсины, восполнить жидкость и восстановить баланс электролитов. Инфузии проводятся под наблюдением нарколога, что исключает перегрузку сердечно-сосудистой системы. В таблице ниже приведены типы капельниц и их предназначение при разных степенях тяжести состояния.
    Выяснить больше – https://vyvod-iz-zapoya-v-rostove-na-donu19.ru/vyvedenie-iz-zapoya-rostov-na-donu/

  26. Fantastic goods from you, man. I’ve take into account your stuff prior to and you’re simply too wonderful. I really like what you’ve obtained here, really like what you are saying and the best way in which you are saying it. You’re making it entertaining and you still care for to stay it wise. I cant wait to learn much more from you. That is actually a great site.

  27. 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.
    Читать далее > – нарколог москва на дом

  28. В обзорной статье вы найдете собрание важных фактов и аналитики по самым разнообразным темам. Мы рассматриваем как современные исследования, так и исторические контексты, чтобы вы могли получить полное представление о предмете. Погрузитесь в мир знаний и сделайте шаг к пониманию!
    Более того — здесь – вывод из запоя на дому недорого

  29. Лечебный процесс организуется таким образом, чтобы каждый этап логически дополнял предыдущий и формировал устойчивую динамику. Это позволяет избежать резких изменений состояния и поддерживать медицинскую безопасность.
    Получить больше информации – наркологическая клиника вывод из запоя в ростове-на-дону

  32. Эта информационная публикация освещает широкий спектр тем из мира медицины. Мы предлагаем читателям ясные и понятные объяснения современных заболеваний, методов профилактики и лечения. Информация будет полезна как пациентам, так и медицинским работникам, желающим поддержать уровень своих знаний.
    Прочитать подробнее – наркологические стационары

  33. 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.
    Выяснить больше – нарколог на дом анонимно в екатеринбурге

  34. 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.
    Есть чему поучиться – вывод из запоя на дому круглосуточно

  36. Эта публикация погружает вас в мир увлекательных фактов и удивительных открытий. Мы расскажем о ключевых событиях, которые изменили ход истории, и приоткроем завесу над научными достижениями, которые вдохновили миллионы. Узнайте, чему может научить нас прошлое и как применить эти знания в будущем.
    Лучшее решение — прямо здесь – вывод из запоя стоимость

  37. 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.
    Разобраться лучше – капельница от похмелья цена

  41. 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!
    Исследовать вопрос подробнее – вывод из запоя в клинике

  42. Многие семьи слишком долго откладывают обращение к услугам нарколога, надеясь, что человек «отойдет сам», выспится, восстановится за день-два или просто даст очередное обещание больше не повторять употребление. На практике такие ожидания часто только отнимают время. Если зависимость уже начала формироваться, самочувствие после алкоголя становится тяжелее, а промежутки между срывами сокращаются, это говорит о том, что проблема вышла за пределы бытовой и требует профессиональной оценки.
    Выяснить больше – скорая наркологическая помощь в воронеже

  45. При наличии этих симптомов помощь должна быть оказана в кратчайшие сроки. Выезд нарколога позволяет не только стабилизировать состояние, но и определить дальнейшую тактику лечения.
    Изучить вопрос глубже – скорая наркологическая помощь

  46. 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 – вывод из запоя на дому круглосуточно

  47. В этом исследовании рассмотрены методы лечения зависимостей и их эффективность. Мы проанализируем различные подходы, используемые в реабилитационных центрах, и представим данные о результативности программ. Читатели получат надежные и научно обоснованные сведения о данной проблеме.
    Исследовать вопрос подробнее – наркологический стационар в спб

  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.
    Подробнее можно узнать тут – нарколог на дом цена екатеринбург

  49. Pretty section of content. I just stumbled upon your blog and in accession capital to assert that I acquire actually enjoyed account your blog posts. Any way I’ll be subscribing to your augment and even I achievement you access consistently quickly.
    adult xxx video porn site xxx sex video

  50. В этом исследовании рассмотрены методы лечения зависимостей и их эффективность. Мы проанализируем различные подходы, используемые в реабилитационных центрах, и представим данные о результативности программ. Читатели получат надежные и научно обоснованные сведения о данной проблеме.
    Более того — здесь – нарколог на дом москва цены

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注