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

19,005 条评论

  1. Подбор займы быстро на карту онлайн начинается с грамотного сравнения условий, и именно для данной цели разработан наш сервис. Мы собрали и регулярно актуализируем информацию по 35 легальным МФО, которые выдают займы в рамках действующего законодательства и предлагают займы со ставкой не выше 0,8% в день. На одном ресурсе можно сравнить сумму, срок, требования к заемщику, условия первого займа и скорость получения денег. После выбора нужного предложения вы можете подать заявку на займ онлайн на карту и получить до 30 000 рублей очень быстро. Многие компании принимают заявки без выходных, а решение по анкете часто поступает в течение нескольких минут. Для оформления обычно нужны паспорт, банковская карта и возраст от 18 лет.

  2. 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.
    Разобраться лучше – лечение алкоголизма в Курске

  3. Эта медицинская заметка содержит сжатую информацию о новых находках и методах в области здравоохранения. Мы предлагаем читателям свежие данные о заболеваниях, профилактике и лечении. Наша цель — быстро и доступно донести важную информацию, которая поможет в повседневной жизни и понимании здоровья.
    Прочитать подробнее – вызов нарколога

  4. 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 упусти важное! – прокапаться от алкоголя в самарае

  7. Этот обзор сосредоточен на различных подходах к избавлению от зависимости. Мы изучим традиционные и альтернативные методы, а также их сочетание для достижения максимальной эффективности. Читатели смогут открыть для себя новые стратегии и подходы, которые помогут в их борьбе с зависимостями.
    Наши рекомендации — тут – капельницы от похмелья в Курске

  10. Этот обзор медицинских исследований собрал самое важное из последних публикаций в области медицины. Мы проанализировали ключевые находки и представили их в доступной форме, чтобы читатели могли легко ориентироваться в актуальных темах. Этот материал станет отличным подспорьем для изучения медицины.
    Следуйте по ссылке – синдром туретта лечение

  11. В этом обзоре мы обсудим современные методы борьбы с зависимостями, включая медикаментозную терапию и психотерапию. Мы представим последние исследования и их результаты, чтобы читатели могли быть в курсе наиболее эффективных подходов к лечению и поддержке.
    Что ещё? Расскажи всё! – синдром туретта лечение

  12. Сравнение займы быстро на карту онлайн начинается прежде всего с грамотного анализа вариантов, и именно для удобства пользователей разработан наш проект. Мы собрали и постоянно проверяем информацию по 35 легальным МФО, которые выдают займы в соответствии с требованиями действующего законодательства и выдают займы со ставкой не выше 0,8% в день. На одном ресурсе можно изучить сумму, срок, требования к заемщику, условия первого займа и скорость получения денег. После выбора оптимального предложения вы можете оформить займ онлайн на карту и получить до 30 000 рублей очень быстро. Многие компании рассматривают заявки 24/7, а решение по анкете часто поступает в течение нескольких минут. Для оформления обычно достаточно паспорт, банковская карта и возраст от 18 лет.

  13. Выбор займ быстрый на карту начинается прежде всего с грамотного изучения предложений, и как раз для данной цели создан наш сервис. Мы отобрали и регулярно обновляем информацию по 35 лицензированным МФО, которые выдают займы в рамках действующего законодательства и предлагают займы со ставкой не выше 0,8% в день. На сайте можно изучить сумму, срок, требования к заемщику, условия первого займа и скорость получения денег. После выбора нужного предложения вы можете получить займ онлайн на карту и получить до 30 000 рублей в кратчайшие сроки. Многие компании принимают заявки 24/7, а решение по анкете часто поступает в течение нескольких минут. Для оформления обычно потребуются паспорт, банковская карта и возраст от 18 лет.

  14. Simply want to say your article is as surprising. The clarity in your post is simply cool and i could assume you’re an expert on this subject. Fine with your permission let me to grab your RSS feed to keep updated with forthcoming post. Thanks a million and please keep up the gratifying work.

  15. 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.
    А есть ли продолжение? – клиника плюс

  18. 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.
    Более того — здесь – клиника плюс екатеринбург

  19. Хочешь клубнику? доставка клубники свежие, спелые и ароматные ягоды по выгодным ценам. Сезонная клубника от проверенных поставщиков, оптовые и розничные продажи, быстрая доставка по городу и области.

  20. 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.
    Узнать больше > – вызов нарколога на дом

  21. HairNeva operates as a leading Istanbul-based hair restoration clinic offering expertise in FUE, DHI, Sapphire FUE, unshaven hair transplants, beard restoration, and innovative hair regeneration solutions. Directed by European Board-certified plastic surgeon Assoc. Prof. Dr. Guncel Ozturk, the clinic integrates personalized treatment planning, AI-powered hair analysis, inclusive treatment packages, and long-term aftercare. HairNeva focuses on realistic-looking results, surgeon-led procedures, patient satisfaction, and dedicated support for international patients.
    hair transplant turkey

  23. В данной статье рассматриваются проблемы общественного здоровья и социальные факторы, влияющие на него. Мы акцентируем внимание на значении профилактики и осведомленности в защите здоровья на уровне общества. Читатели смогут узнать о новых инициативах и программах, направленных на улучшение здоровья населения.
    Читать дальше – клиника плюс курск

  28. 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.
    Хочу знать больше – капельницы от похмелья в Курске

  29. Хочешь клубнику? клубника Клери свежие, спелые и ароматные ягоды по выгодным ценам. Сезонная клубника от проверенных поставщиков, оптовые и розничные продажи, быстрая доставка по городу и области.

  30. Хочешь клубнику? где купить клубнику в Красноярске свежие, спелые и ароматные ягоды по выгодным ценам. Сезонная клубника от проверенных поставщиков, оптовые и розничные продажи, быстрая доставка по городу и области.

  31. 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.
    Хочу знать больше – вытрезвитель краснодар

  32. В этой статье обсуждаются актуальные медицинские вопросы, которые волнуют общество. Мы обращаем внимание на проблемы, касающиеся здравоохранения и лечения, а также на новшества в области медицины. Читатели будут осведомлены о последних событиях и смогут следить за тенденциями в медицине.
    Полезно знать – clinica plus в краснодаре

  33. 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.
    Жми сюда — получишь ответ – капельница от запоя в Костроме

  34. Ремонт грузовых автомобилей https://minskdiesel.by в Минске? Сервис «Дизель Практик» вернёт технику в строй в кратчайшие сроки! Срочный ремонт, выездная диагностика, запчасти в наличии. Доверьтесь профессионалам с многолетним опытом — надёжность и прозрачность на каждом этапе.

  35. Мы рассмотрим современные вызовы здравоохранения и пути их решения с помощью технологий и научных исследований. В статье собраны данные о новых лекарствах, методах диагностики и системном подходе к улучшению здоровья населения.
    Узнать больше > – капельницы от запоя в Курске

  37. Simply desire to say your article is as astonishing. The clearness in your post is just nice and i can assume you’re an expert on this subject. Well with your permission allow me to grab your feed to keep updated with forthcoming post. Thanks a million and please continue the gratifying work.

  38. 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.
    Более подробно об этом – капельница от запоя в Магадане

  40. Ремонт грузовых автомобилей https://minskdiesel.by в Минске? Сервис «Дизель Практик» вернёт технику в строй в кратчайшие сроки! Срочный ремонт, выездная диагностика, запчасти в наличии. Доверьтесь профессионалам с многолетним опытом — надёжность и прозрачность на каждом этапе.

  41. 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.
    Что ещё нужно знать? – наркологическая клиника в краснодаре

  42. Ремонт грузовых автомобилей https://minskdiesel.by в Минске? Сервис «Дизель Практик» вернёт технику в строй в кратчайшие сроки! Срочный ремонт, выездная диагностика, запчасти в наличии. Доверьтесь профессионалам с многолетним опытом — надёжность и прозрачность на каждом этапе.

  45. Разработка сайтов на 1С-Битрикс — надежное решение для бизнеса любого масштаба. Переходите по запросу разработка сайтов на Битрикс. Создаем корпоративные сайты, интернет-магазины и порталы с удобным управлением, высокой производительностью и интеграцией с CRM, 1С и другими сервисами. Выполняем полный цикл работ: от проектирования и дизайна до запуска и технической поддержки. Разрабатываем современные сайты, которые помогают привлекать клиентов и увеличивать продажи.

  46. 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.
    Лови подробности – clinica plus в магадане

  47. Simply want to say your article is as surprising. The clarity in your post is just excellent and i could assume you’re an expert on this subject. Fine with your permission let me to grab your RSS feed to keep up to date with forthcoming post. Thanks a million and please keep up the rewarding work.

  48. 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.
    Проверенные методы — узнай сейчас – выезд нарколога на дом москва

  49. В этом обзоре мы обсудим современные методы борьбы с зависимостями, включая медикаментозную терапию и психотерапию. Мы представим последние исследования и их результаты, чтобы читатели могли быть в курсе наиболее эффективных подходов к лечению и поддержке.
    Изучить аспект более тщательно – клиника плюс екатеринбург

  50. 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.
    Изучить рекомендации специалистов – клиника плюс

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注