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[原创]堆栈分配检测函数chkstk执行过程分析
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发表于: 2012-3-10 15:05
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在分配较大空间的临时变量的时候系统会插入chkstk函数来检测是否超过堆栈上已经分配的空间
IDA pro反汇编识图
代码版
.text:00401F40 ___chkstk proc near ; CODE XREF: _main+2Ap
.text:00401F40 push ecx ; 保存ecx的值
.text:00401F41 mov ecx, esp ; 把chkstk函数栈顶地址给ecx，为后面的分配做准备
.text:00401F43 add ecx, 8 ; 找到未调用函数前的栈顶 chkstk函数调用前压入一个返回地址+push的ecx=8
.text:00401F46
.text:00401F46 probe: ; CODE XREF: ___chkstk+1Bj
.text:00401F46 cmp eax, 1000h ; 比较 eax 跟 4K（系统默认内存页大小）
.text:00401F4B jb short done ; 如果需要的不是一个页就跳到 done 处
.text:00401F4D sub ecx, 1000h ; ecx 地址减去4096 也就是准备分配4K内存页
.text:00401F53 or dword ptr [ecx], 0 ; 系统进行实际分配内存
.text:00401F53 ; 这个时候之前只不过是分配虚存，内存没有 commit ,
.text:00401F53 ; 这个时候对这个内存地址进行读写操作都会引发一个 page fault 异常
.text:00401F53 ; (_XCPT_GUARD_PAGE_VIOLATION), OS捕获这个异常,检查一定的条件,
.text:00401F53 ; 适合的时候就把这个内存页 commit 了，即分配了实际的物理内存
.text:00401F56 sub eax, 1000h ; 将eax的值减去已经分配的4K内存
.text:00401F5B jmp short probe ; 调回继续判断是否还需要一个页内存
.text:00401F5D ; ---------------------------------------------------------------------------
.text:00401F5D
.text:00401F5D done: ; CODE XREF: ___chkstk+Bj
.text:00401F5D sub ecx, eax ; 求得还需要的空间（堆栈负增长 高地址代表的空间较小）
.text:00401F5F or dword ptr [ecx], 0 ; 系统进行实际分配内存
.text:00401F62 mov eax, esp ; 把当年函数的exp赋给eax，为恢复ecx作准备 exp处放的是原始的ecx
.text:00401F64 mov esp, ecx ; 把分配好的顶部地址赋给esp
.text:00401F66 mov ecx, [eax] ; 恢复ecx的值（eax=chkstk函数的exp，exp地址处存放的是前面push的ecx）
.text:00401F68 mov eax, [eax+4] ; 找到返回地址 chkstk+4地址就是函数调用前压入的返回地址
.text:00401F6B jmp eax ; 返回到执行chkstk函数之前的地址继续执行
图形识图
堆栈里面内容布局如下，
最近没用OD堆栈什么的都忘记了，一般c语言写的函数调用函数之前都会
.text:00401290 push ebp
.text:00401291 mov ebp, esp
.text:00401293 sub esp 154h
这种，不过这些都是编译器帮忙生成的函数调用处理过程，有些时候如果你不是用的vc自然就不一定会遵循这些了
我今天的这个程序就是里面的系统函数chkstk就是用asm写的没有任何参数压栈动作也没有处理 ebp 什么的
就是拿eax来传递参数的，函数调用前会把函数返回地址压栈（汇编编译器应该做了这个工作了吧？否则我的分析就有问题了
编译器的安装目录下面有这个ASM文件
;_chkstk - check stack upon procedure entry
;
;Purpose:
; Provide stack checking on procedure entry. Method is to simply probe
; each page of memory required for the stack in descending order. This
; causes the necessary pages of memory to be allocated via the guard
; page scheme, if possible. In the event of failure, the OS raises the
; _XCPT_UNABLE_TO_GROW_STACK exception.
;
; NOTE: Currently, the (EAX < _PAGESIZE_) code path falls through
; to the "lastpage" label of the (EAX >= _PAGESIZE_) code path. This
; is small; a minor speed optimization would be to special case
; this up top. This would avoid the painful save/restore of
; ecx and would shorten the code path by 4-6 instructions.
;
;Entry:
; EAX = size of local frame
;
;Exit:
; ESP = new stackframe, if successful
;
;Uses:
; EAX
;
;Exceptions:
; _XCPT_GUARD_PAGE_VIOLATION - May be raised on a page probe. NEVER TRAP
; THIS!!!! It is used by the OS to grow the
; stack on demand.
; _XCPT_UNABLE_TO_GROW_STACK - The stack cannot be grown. More precisely,
; the attempt by the OS memory manager to
; allocate another guard page in response
; to a _XCPT_GUARD_PAGE_VIOLATION has
; failed.
;
;*******************************************************************************
public _alloca_probe
_chkstk proc
_alloca_probe = _chkstk
push ecx
; Calculate new TOS.
lea ecx, [esp] + 8 - 4 ; TOS before entering function + size for ret value
sub ecx, eax ; new TOS
; Handle allocation size that results in wraparound.
; Wraparound will result in StackOverflow exception.
sbb eax, eax ; 0 if CF==0, ~0 if CF==1
not eax ; ~0 if TOS did not wrapped around, 0 otherwise
and ecx, eax ; set to 0 if wraparound
mov eax, esp ; current TOS
and eax, not ( _PAGESIZE_ - 1) ; Round down to current page boundary
cs10:
cmp ecx, eax ; Is new TOS
jb short cs20 ; in probed page?
mov eax, ecx ; yes.
pop ecx
xchg esp, eax ; update esp
mov eax, dword ptr [eax] ; get return address
mov dword ptr [esp], eax ; and put it at new TOS
ret
; Find next lower page and probe
cs20:
sub eax, _PAGESIZE_ ; decrease by PAGESIZE
test dword ptr [eax],eax ; probe page.
jmp short cs10
_chkstk endp
end
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不知道分析的对不对，有人来讨论下
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