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

26,458 条评论

  1. Частная наркологическая клиника организует лечение запоя на дому, амбулаторное сопровождение, медикаментозное снятие похмельного синдрома и лечение в стационаре. Нарколог выезжает круглосуточно, оценивает физическое и психическое самочувствие пациента, проверяет пульс и артериальное давление, а затем определяет подходящий вариант лечения. Все услуги оказываются анонимно, без передачи сведений по месту работы и без постановки на государственный учет.
    Узнать больше – вывод из запоя на дому круглосуточно

  2. Снятие запоя – это не только прекращение приема спиртных напитков, но и целый комплекс мероприятий, включающий очищение и восстановление организма, а также нормализацию общего состояния больного. В современных условиях наркологическая клиника может предложить вывод из запоя на дому, лечение запоя в стационаре, капельницу, детоксикацию, медикаментозный курс, психологическую поддержку, кодирование, реабилитацию и дальнейшее сопровождение семьи. Такой подход позволяет не просто вывести человека из тяжелого состояния, а определить причины зависимости, подобрать индивидуально эффективное лечение алкоголизма и снизить вероятность повторного срыва.
    Подробнее можно узнать тут – вывод из запоя на дому в анапе

  5. Быстро собираем первичную информацию, оцениваем риски и предлагаем подходящий вариант обращения.
    Подробнее – vyvod-iz-zapoya

  8. Лечение начинается с оценки клинической картины. Врач-нарколог проводит осмотр, при необходимости назначает обследование, ЭКГ, анализы, тест на употребление веществ, проверяет основные показатели, уточняет данные о принимаемых лекарствах, хронических диагнозах, аллергии, опыте кодирования и прошлых попытках остановиться. На этой основе назначается детоксикация: витаминно-минеральный раствор, средства для восстановления водно-солевого баланса, успокоительные препараты, нейропротекторы, кардиопротекторы, гепатопротекторы и другие медикаменты, которые улучшают самочувствие, поддерживают функции головного мозга, печени, сердца и нервной системы.
    Ознакомиться с деталями – нарколог вывод из запоя

  9. Продолжительное употребление алкоголя постепенно истощает водно-солевой баланс, снижает уровень глюкозы и калия, нарушает сон и усиливает психическое напряжение. Чем дольше длится запой, тем сложнее зависимому выйти из него без медицинской поддержки. Особенно высокая вероятность осложнений наблюдается у людей старшего возраста, при сердечно-сосудистой недостаточности, заболеваниях печени, перенесенном инсульте, эпилептических припадках и тяжелых формах алкоголизма. Срочный выезд требуется, когда самочувствие быстро ухудшается, а близкие не знают, как правильно действовать.
    Получить больше информации – вывод из запоя в стационаре

  12. Вывод из запоя необходим, когда человек несколько дней употребляет алкоголь, не может самостоятельно остановиться и чувствует выраженное ухудшение здоровья. Продолжительный запой носит опасный характер: в крови накапливаются продукты распада этанола, развивается обезвоживание, нарушается обмен веществ, повышается нагрузка на сердце, печень, почки и головной мозг. Даже если зависимый уверен, что сможет выйти из запоя сам, резкое прерывание употребления способно привести к тяжелой абстиненции, судорожным припадкам, алкогольному делирию и другим серьезным последствиям.
    Получить дополнительную информацию – вывод из запоя цена

  13. Right now it sounds like Movable Type is the best blogging platform available right now. (from what I’ve read) Is that what you’re using on your blog?

  14. Вывод из запоя в Королеве — профессиональная наркологическая помощь человеку, который не может самостоятельно прекратить прием спиртного. Продолжительный запой является опасным состоянием: в крови накапливаются токсические продукты распада этанола, нарушаются функции печени, сердца, сосудов, головного мозга и нервной системы. Чем дольше зависимый употребляет алкоголь, тем больше вероятность тяжелой абстиненции, судорог, психоза, сердечной недостаточности и других осложнений.
    Углубиться в тему – vyvod iz zapoya korolev

  15. Здорова, народ Отец не выходит из штопора Родственники не знают что делать Нужен врач прямо сейчас Короче, врач приехал и поставил систему — наркологическая помощь на дому эффективно Осмотрел и поставил капельницу В общем, телефон и цены тут — вызвать нарколога на дом вызвать нарколога на дом Нарколог на дом — это реальный выход Перешлите тем кто в такой же ситуации

  16. Информация об обращении не передается третьим лицам, а детали лечения обсуждаются только с пациентом.
    Углубиться в тему – pomoshch-vyvod-iz-zapoya

  19. После поступления обращения в нашу клинику специалист-нарколог выезжает на дом к пациенту незамедлительно, ведь так важно не упустить время. Выездной врач может приехать в любой район города, а при наличии показаний организуется транспортировка в наркологический стационар Королева или Москвы. Срочный вызов доступен сейчас, включая ночные часы, выходные и праздничные дни.
    Получить больше информации – vyvod iz zapoya korolev

  20. I’m extremely impressed along with your writing abilities as neatly as with the format for your weblog. Is this a paid subject or did you modify it yourself? Anyway stay up the nice high quality writing, it is rare to peer a great weblog like this one today..

  21. Профессиональная наркологическая помощь на дому или в стационаре позволяет подобрать препараты индивидуально, провести диагностику состояния, использовать инфузионные растворы, витамины, гепатопротекторы, седативные средства и другие медикаменты только по результатам осмотра. Такой подход особенно важен при хронических заболеваниях сердца, печени, желудка, поджелудочной железы, сахарном диабете, пожилом возрасте, длительном запойном периоде и высоком уровне интоксикации.
    Подробнее можно узнать тут – нарколог вывод из запоя геленджик

  24. Слушайте кто ОСАГО оформлял В офисах очереди и нервотрёпка Обзвонил кучу страховых Короче, быстро и без гемора — оформить осаго онлайн за 5 минут Экономия почти 3000 рублей В общем, сохраняйте себе — оформить полис осаго через интернет онлайн оформить полис осаго через интернет онлайн Не переплачивайте в офисах Перешлите тому у кого машина

  27. Здорово, народ Продавцы вообще ничего не понимают То алюминий гнется Короче, реально толковые ребята — какой карниз лучше выбрать по дизайну Сравнение всех брендов В общем, там рейтинг и отзывы — лучшие карнизы лучшие карнизы Не покупайте наугад Перешлите тому кто ищет карнизы

  28. Всем привет Объездил кучу магазинов — везде одно и то же То дизайн ужасный Короче, реально толковые ребята — какой карниз для штор лучше выбрать Выбор огромный В общем, смотрите сами по ссылке — лучшая компания по производству потолочных карнизов лучшая компания по производству потолочных карнизов Изучите рейтинг перед покупкой Перешлите тому кто ищет карнизы

  30. Симптомы запоя включают непреодолимую тягу к спиртным напиткам, агрессию, тревогу, нарушения сна и повышенную раздражительность. В случае длительного запоя физическое состояние больного ухудшается: появляется слабость, проблемы с сердцем, артериальным давлением и работой головного мозга. Квалифицированные специалисты проводят тщательный осмотр и диагностику, чтобы подобрать подходящую терапию. Это позволяет избежать осложнений и начать процесс восстановления организма максимально безопасно.
    Исследовать вопрос подробнее – вывод из запоя в стационаре

  31. Все процедуры проводятся под круглосуточным наблюдением. Применяются инфузионные растворы, седативные и противосудорожные средства, а также поддерживающие препараты, позволяющие уменьшить нагрузку на жизненно важные органы.
    Получить дополнительные сведения – http://narkologicheskaya-klinika-volgograd9.ru

  32. Продолжительное употребление алкоголя постепенно истощает водно-солевой баланс, снижает уровень глюкозы и калия, нарушает сон и усиливает психическое напряжение. Чем дольше длится запой, тем сложнее зависимому выйти из него без медицинской поддержки. Особенно высокая вероятность осложнений наблюдается у людей старшего возраста, при сердечно-сосудистой недостаточности, заболеваниях печени, перенесенном инсульте, эпилептических припадках и тяжелых формах алкоголизма. Срочный выезд требуется, когда самочувствие быстро ухудшается, а близкие не знают, как правильно действовать.
    Изучить вопрос глубже – http://www.domen.ru

  33. После первичной консультации пациент проходит обследование, позволяющее точно определить стадию зависимости и сопутствующие патологии. Используются лабораторные анализы, оценка неврологического статуса и сбор анамнеза. Уже на этом этапе начинается выстраивание контакта между пациентом и врачом, что особенно важно для доверия и готовности включиться в процесс.
    Детальнее – http://narkologicheskaya-klinika-volgograd9.ru

  34. Здорова, народ Отец не выходит из штопора Дети напуганы Нужна срочная помощь на дому Короче, только это реально спасло — вывод из запоя на дому недорого с гарантией Сняли ломку и стабилизировали состояние В общем, жмите чтобы сохранить — вывод из запоя дешево вывод из запоя дешево Звоните прямо сейчас Перешлите тем кто в такой же ситуации

  35. Кодирование от алкоголизма в Одинцово применяется как важный этап комплексного лечения алкогольной зависимости. Процедура помогает прекратить регулярное употребление спиртного, уменьшить патологическую тягу и получить время для восстановления здоровья, отношений и привычного ритма жизни. Частная наркологическая клиника принимает совершеннолетних пациентов анонимно, проводит предварительную диагностику и подбирает современные методы с учетом возраста, стажа алкоголизма, перенесенных болезней и личной мотивации.
    Узнать больше – centr kodirovaniya ot alkogolizma

  36. Врач-нарколог проводит осмотр, собирает анамнез, оценивает клиническую картину, уточняет данные о лекарствах, прошлых кодированиях, хронических диагнозах, нарушениях сна и психики. При необходимости назначаются ЭКГ, анализы, тест на вещества, консультация психиатра или психотерапевта. В лечении используются солевой раствор, витамины, седативные препараты, гепатопротекторы, кардиопротекторы и средства, которые нормализуют обменные процессы, восстанавливают водно-солевой баланс и улучшают работу внутренних органов.
    Получить дополнительную информацию – вывод из запоя стационар

  38. Слушайте кто знает Ситуация критическая Жена в истерике Нужна срочная помощь на дому Короче, только это реально спасло — вывод из запоя на дому недорого с гарантией Поставили капельницу с детоксикационным раствором В общем, не потеряйте контакты — вывод из запоя круглосуточно вывод из запоя круглосуточно Вывод из запоя на дому — это реальный выход Перешлите тем кто в такой же ситуации

  39. Вывод из запоя включает комплекс мер, направленных на детоксикацию организма, стабилизацию состояния и снятие абстинентного синдрома. В течение первых часов специалист контролирует давление, пульс, дыхание и уровень сознания. Современные методики позволяют уменьшить тошноту, тремор, тревогу, болевой синдром и другие проявления отравления. Эффективность лечения повышается, когда пациент соблюдает рекомендации и после стабилизации продолжает лечение алкогольной зависимости.
    Подробнее – vyvod iz zapoya cena

  42. Помощь может включать консультацию, детоксикацию, стационар и дальнейшее сопровождение по показаниям.
    Детальнее – vyvod-iz-zapoya-kruglosutochno

  43. Right now it seems like Expression Engine is the best blogging platform available right now. (from what I’ve read) Is that what you are using on your blog?

  45. Can I simply just say what a comfort to discover an individual who truly knows what they’re discussing online. You actually know how to bring an issue to light and make it important. More and more people really need to check this out and understand this side of the story. I can’t believe you’re not more popular since you certainly possess the gift.

  47. Народ всем привет Цены космос а качество мыло То пластик трескается Короче, нашел нормальный рейтинг — какой карниз настенный лучше для легких штор Алюминий, сталь, пластик, дерево В общем, вся инфа вот здесь — карниз для штор выбираем лучший карниз для штор выбираем лучший Изучите рейтинг перед покупкой Перешлите тому кто ищет карнизы

  48. Информация об обращении не передается третьим лицам, а детали лечения обсуждаются только с пациентом.
    Узнать больше – http://www.domen.ru

  49. May I just say what a relief to uncover somebody who truly understands what they are talking about online. You actually know how to bring a problem to light and make it important. More people must check this out and understand this side of your story. It’s surprising you are not more popular because you certainly possess the gift.

  50. Зависимость — это заболевание, которое разрушает не только тело, но и личность. Оно затрагивает мышление, поведение, разрушает отношения и лишает человека способности контролировать свою жизнь. Наркологическая клиника в Волгограде — профессиональное лечение зависимостей строит свою работу на понимании природы болезни, а не на осуждении. Именно это позволяет добиваться стойких результатов, восстанавливая пациента физически, эмоционально и социально.
    Подробнее можно узнать тут – наркологическая клиника клиника помощь в волгограде

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注