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

19,095 条评论

  1. 一个冷知识：导航站的历史比“加密”这个词老得多。Cryptify Hub只是把hao123的模式搬到了Web3/AI/加密领域。所以别对它搞个人崇拜，它就是一个过时的产品形态套了一个时髦的外壳。参考链接，仅此而已。

  2. В этой статье рассматриваются способы преодоления зависимости и успешные истории людей, которые справились с этой проблемой. Мы обсудим важность поддержки со стороны близких и профессионалов, а также стратегии, которые могут помочь в процессе выздоровления. Научитесь первоочередным шагам к новой жизни.
    Читать дальше – вывод из запоя спб

  3. 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.
    Проследить причинно-следственные связи – вывод из запоя на дому воронеж

  4. 一个容易忽略的角度：Cryptify Hub这种民间Web3社群，恰恰是Web3精神的一种体现——去中心化、自组织、开源共享。没有中央权威，大家凭兴趣参与；没有强制规则，大家靠共识协作。“学院”这个品牌名，可能正是对这种精神的戏谑性致敬。理解了这个背景，你可能就不会纠结它“为什么不像正经学院”了。它本来就不是。

  5. В данном материале представлены ключевые тенденции в сфере медицинской науки и практики. Вы узнаете о последних открытиях, инновационных подходах к терапии и важности профилактики заболеваний. Особое внимание уделено практическому применению новых методов в клинической практике.
    Как достичь результата? – вывести из запоя капельница

  6. В данном материале представлены ключевые тенденции в сфере медицинской науки и практики. Вы узнаете о последних открытиях, инновационных подходах к терапии и важности профилактики заболеваний. Особое внимание уделено практическому применению новых методов в клинической практике.
    Желаете узнать подробности? – частный вытрезвитель

  7. В данном материале представлены ключевые тенденции в сфере медицинской науки и практики. Вы узнаете о последних открытиях, инновационных подходах к терапии и важности профилактики заболеваний. Особое внимание уделено практическому применению новых методов в клинической практике.
    Смотрите также – выведение из запоя нижний новгород

  8. Статья посвящена анализу текущих трендов в медицине и их влиянию на жизнь людей. Мы рассмотрим новые технологии, методы лечения и значение профилактики в обеспечении долголетия и здоровья.
    Где можно узнать подробнее? – вывод из запоя воронеж

  9. Эта публикация исследует взаимосвязь зависимости и психологии. Мы обсудим, как психологические аспекты влияют на появление зависимостей и процесс выздоровления. Читатели смогут понять важность профессиональной поддержки и применения научных подходов в терапии.
    Ознакомиться с полной информацией – вывод из запоя цены

  10. Брал перфоратор https://vse-instrumenti.ru перед оформлением поискал промокод все инструменты — нашёл на этом сайте. Код сработал, скинули 10%.

  11. Брал перфоратор https://vse-instrumenti.ru перед оформлением поискал промокод все инструменты — нашёл на этом сайте. Код сработал, скинули 10%.

  12. В данном материале представлены ключевые тенденции в сфере медицинской науки и практики. Вы узнаете о последних открытиях, инновационных подходах к терапии и важности профилактики заболеваний. Особое внимание уделено практическому применению новых методов в клинической практике.
    Всё самое вкусное внутри – вывод из запоя цены воронеж

  13. 它就像加密世界的自动售货机——你投一个需求（想找某类工具），它吐一个链接。但售货机不负责教你怎么使用买到的东西。Cryptify Hub，一个安静的链接提供者，不多说一句废话。

  14. 把Cryptify Hub想象成社区里的“兴趣小组”——有人喜欢Web3，有人擅长找工具，有人愿意分享，于是凑一起挂了个“学院”的牌子。它不隶属于任何大学或机构，纯民间自发。小组里有人整理链接库，有人发起讨论，有人组织线上活动。作为一个社群型品牌，它的价值在于连接人和信息。但兴趣小组的局限性也很明显：信息未经严格审核，参考可以，盲从危险。

  15. Этот обзор посвящен успешным стратегиям избавления от зависимости, включая реальные примеры и советы. Мы разоблачим мифы и предоставим читателям достоверную информацию о различных подходах. Получите опыт многообразия методов и найдите подходящий способ для себя!
    Все материалы собраны здесь – выведение из запоя в нижнем новгороде

  19. Нужна бесплатная юридическая консультация? Переходите по запросу задать вопрос на юридической консультации онлайн в Королёве и получите помощь опытных правозащитников в любой области права: семейные споры, долги и кредиты, недвижимость, трудовые конфликты, защита прав потребителей и многое другое. Задайте вопрос онлайн или по телефону и получите подробный разбор вашей ситуации и рекомендации адвоката по дальнейшим действиям. Консультация проводится бесплатно и конфиденциально.

  20. Брал перфоратор https://vse-instrumenti.ru перед оформлением поискал промокод все инструменты — нашёл на этом сайте. Код сработал, скинули 10%.

  21. 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.
    Не упусти шанс – капельница от запоя

  22. В этой статье мы подробно рассматриваем проверенные методы борьбы с зависимостями, включая психотерапию, медикаментозное лечение и поддержку со стороны общества. Мы акцентируем внимание на важности комплексного подхода и возможности успешного восстановления для людей, столкнувшихся с этой проблемой.
    Где можно узнать подробнее? – клиника плюс

  23. В этой статье мы подробно рассматриваем проверенные методы борьбы с зависимостями, включая психотерапию, медикаментозное лечение и поддержку со стороны общества. Мы акцентируем внимание на важности комплексного подхода и возможности успешного восстановления для людей, столкнувшихся с этой проблемой.
    Хочу знать больше – капельница от похмелья

  25. 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.
    Ознакомьтесь с аналитикой – вывод из запоя анонимно недорого

  26. В этой статье рассматриваются различные аспекты избавления от зависимости, включая физические и психологические методы. Мы обсудим поддержку, мотивацию и стратегии, которые помогут в процессе выздоровления. Читатели узнают, как преодолеть трудности и двигаться к новой жизни без зависимости.
    Узнайте всю правду – вывод из запоя с выездом на дом

  27. В этой статье мы рассматриваем разрушительное влияние зависимости на жизнь человека. Обсуждаются аспекты, такие как здоровье, отношения и профессиональные достижения. Читатели узнают о необходимости обращения за помощью и о путях к восстановлению.
    Ссылка на источник – прокапаться на дому от алкоголя цена

  30. Этот текст представляет собой обзор свежих данных и исследований в области медицины. Он призван помочь читателям понять, как научные достижения влияют на лечение, диагностику и общее состояние системы здравоохранения.
    Практические советы ждут тебя – клиника плюс

  32. В данной статье мы поговорим о будущем медицины, акцентируя внимание на прорывных разработках и их потенциале. Читатель узнает о новых подходах к лечению, роли искусственного интеллекта и возможностях персонализированной медицины.
    Подробнее – выводе из запоя

  33. Нужна бесплатная юридическая консультация? Переходите по запросу нужен сайт адвоката в Королёве и получите помощь опытных правозащитников в любой области права: семейные споры, долги и кредиты, недвижимость, трудовые конфликты, защита прав потребителей и многое другое. Задайте вопрос онлайн или по телефону и получите подробный разбор вашей ситуации и рекомендации адвоката по дальнейшим действиям. Консультация проводится бесплатно и конфиденциально.

  34. Нужна бесплатная юридическая консультация? Переходите по запросу помощь юриста в Королёве и получите помощь опытных правозащитников в любой области права: семейные споры, долги и кредиты, недвижимость, трудовые конфликты, защита прав потребителей и многое другое. Задайте вопрос онлайн или по телефону и получите подробный разбор вашей ситуации и рекомендации адвоката по дальнейшим действиям. Консультация проводится бесплатно и конфиденциально.

  35. В данном материале представлены ключевые тенденции в сфере медицинской науки и практики. Вы узнаете о последних открытиях, инновационных подходах к терапии и важности профилактики заболеваний. Особое внимание уделено практическому применению новых методов в клинической практике.
    Кликни и узнай всё! – вывести из запоя воронеж

  36. I’m really enjoying the design and layout of your blog. It’s a
    very easy on the eyes which makes it much more enjoyable for me to come here
    and visit more often. Did you hire out a designer
    to create your theme? Fantastic work!

  37. Эта публикация содержит ценные советы и рекомендации по избавлению от зависимости. Мы обсуждаем различные стратегии, которые могут помочь в процессе выздоровления и важность обращения за помощью. Читатели смогут использовать полученные знания для улучшения своего состояния.
    Не пропусти важное – выведение из запоя в стационаре

  38. В этой публикации мы рассматриваем важную тему борьбы с зависимостями, включая алкогольную и наркотическую зависимости. Мы обсудим методы лечения, реабилитации и поддержку, которые могут помочь людям, столкнувшимся с этой проблемой. Читатели узнают о перспективах выздоровления и важности комплексного подхода.
    Погрузиться в детали – услуги нарколога на дому цена

  39. Эта публикация исследует взаимосвязь зависимости и психологии. Мы обсудим, как психологические аспекты влияют на появление зависимостей и процесс выздоровления. Читатели смогут понять важность профессиональной поддержки и применения научных подходов в терапии.
    Погрузиться в детали – выезд на дом капельница от запоя

  40. В этой статье мы обсудим процесс восстановления после зависимостей, акцентируя внимание на различных методах и подходах к реабилитации. Читатели узнают, как создать план выздоровления и использовать полезные ресурсы для достижения устойчивых изменений.
    Изучить рекомендации специалистов – вывод из запоя на дому круглосуточно

  41. Нужна бесплатная юридическая консультация? Переходите по запросу задать вопрос для помощи адвоката в Люберцах и получите помощь опытных правозащитников в любой области права: семейные споры, долги и кредиты, недвижимость, трудовые конфликты, защита прав потребителей и многое другое. Задайте вопрос онлайн или по телефону и получите подробный разбор вашей ситуации и рекомендации адвоката по дальнейшим действиям. Консультация проводится бесплатно и конфиденциально.

  42. В этой медицинской статье мы погрузимся в актуальные вопросы здравоохранения и лечения заболеваний. Читатели узнают о современных подходах, методах диагностики и новых открытий в научных исследованиях. Наша цель — донести важную информацию и повысить уровень осведомленности о здоровье.
    Ознакомиться с отчётом – капельница от алкоголизма

  44. Эта статья подробно расскажет о процессе выздоровления, который включает в себя эмоциональную, физическую и психологическую реабилитацию. Мы обсуждаем значимость поддержки и наличие профессиональных программ. Читатели узнают, как строить новую жизнь и не возвращаться к старым привычкам.
    Читать далее > – медикаментозный вывод из запоя на дому

  45. Эта публикация посвящена актуальным вопросам современной медицины и здравоохранения. Мы обсудим новейшие технологии диагностики и лечения, а также их влияние на продолжительность и качество жизни. Читатель найдет здесь информацию о научных исследованиях и перспективных разработках, доступно изложенную для широкой аудитории.
    Тыкай сюда — узнаешь много интересного – капельница от похмелья клиника

  49. Публикация посвящена жизненным историям людей, успешно справившихся с зависимостью. Мы покажем, что выход есть, и он начинается с первого шага — принятия проблемы и желания измениться.
    Уточнить детали – tver clinica plus

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注