谈谈windows线程栈

发表于:2012-6-29 10:21

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 作者:ithzhang    来源:51Testing软件测试网采编

  当系统创建线程时会为线程预订一块地址空间区域,注意仅仅是预订。默认情况下预定的这块区域的大小是1MB,虽然预订这么多,但是系统并不会给全部区域调拨物理存储器。默认情况下,仅仅为两个页面挑拨。x86系统下每个页面是4KB.其他页面会在访问的时候由系统调拨。这仅仅是在创建线程时,程序员指定CreateThread的第二个参数StackSize为0时才会发挥作用。如果程序员传入的是非零值,那么调拨的物理存储器的数量就是这个非零值。

  这两个默认的页面是从哪里来的呢?原来是在链接的时候,系统会将当前编译器中指定的大小写入PE文件中。(PE文件即为exe可执行文件),如果StackSize被指定为0,系统就将PE文件中读出的值作为预订和调拨的页面数。在编译器将预定和挑拨的数量写入PE文件之前,我们可以用两种方法,改变编译器写入的大小。一种是使用/F选项,另一种是使用/STACK选项。

  预定空间后,系统会为线程栈的最上方的两个页面调拨物理存储器,esp指向第一个挑拨页面的起始位置。第二个页面也被调拨了页面,它被称为防护页面,具有PAGE_GUARD属性,当线程试图访问防护页面时,系统会得到通知,会为防护页面下方的页面调拨物理存储器,同时,将原来防护页面的PAGE_GUARD的属性去掉,为他下方刚刚调拨的页面指定PAGE_GUARD属性,他就变成了防护页面,此操作,会使防护页面不断下移.不断为页面调拨物理存储器。

  由于栈空间默认是1M,(即使再大他也是有限的)当调用函数时,或是局部变量增多时,被调拨的页面越来越多,

  使防护页面不断下移,最终他会到达这样一个状态:(3000,2000,1000仅仅起标记作用并不代表实际情况)

  此时,线程访问地址为3000的页面,由于它具有保护属性,因此系统会为地址为2000的页面调拨物理存储器,系统会去除页面地址为3000的PAGE_GUARD属性,然后给地址为2000的页面调拨物理存储器。但此时会与原来不同。

  原来为页面调拨物理存储器后,会将他上方的页面的保护属性去掉,而把他设为保护属性,现在区别在于,新调拨的页面并没有被设为保护属性。与此同时,系统会抛出EXCEPTION_STACK_OVERFLOW异常,此异常会被系统捕捉,进而通知我们的程序,至于如何响应这个通知,则有程序员自己定义。另外由于系统是在线程访问具有保护属性的页面时,才会为他下方的页面调拨物理存储器,地址2000的页面没有保护属性,所以地址为1000的页面永远也不会被调拨物理存储器。

  之所以不为地址为1000的页面,(即栈底)调拨物理存储器,是为了保护进程内的其他数据。因为当栈增长到超过预定的区域后,他会覆盖进程地址空间的其他数据。如果线程在引发堆栈溢出异常后继续使用栈,即访问地址为1000的页面,由于此页面永远不会被调拨物理存储区,而访问未被调拨的页面会引发违规访问异常,此时进程将会被终止。

  系统故意不为栈底调拨物理存储器,用来检测程序溢出的情况。但这样仍然不能完全阻止这种情况。如:

DWORD WINAPI threadpro(PVOID)
{
      int array[10];
      array[2000]=100;    //假设此时array+2000的地址在栈外
     return 0;
}

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