饼子堂比武贴--如何计算提交栈和保留栈的大小

[laomai]

今天上午在饼子堂里讨论提交栈和保留栈，饼子们各舒己见，不过还是没有解答我的疑惑
故此开本比武贴请各方英豪同台献技，交流切磋，共同进益。
一、本此比武的内容
1、本贴主要讨论提交栈(commited stack)和保留栈(reserved stack)的具体含义，及
c/c++程序员应该如何设置这两个编译选项的值
2、名词解释
本文中所说的提交栈(commited stack)和保留栈是指windows平台下pe文件格式中_IMAGE_OPTIONAL_HEADER
结构中的两个成员
DWORD SizeOfStackReserve; //栈的保留大小 72-75
DWORD SizeOfStackCommit; //提交的栈的大小 76-79
pe文件的官方规范见
http://download.microsoft.com/download/9/c/5/9c5b2167-8017-4bae-9fde-d599bac8184a/pecoff_v8.doc
3、编译选项的设置
在vc6的菜单中，project->settings->link，在category中选择output,即可看到reserve和commit的输入框

二、讨论时的假设
为简化讨论，抓住问题的本质，对示例代码中的函数做如下要求
1、各函数的参数个数在编译时已知，函数的返回类型均为void
2、函数中的声明语句均为基本类型或者基本类型的数组，
诸如动态数组、结构数组、自定义类型数组不在考虑范围之内
3、函数间的调用均为直接调用，不存在递归关系，换句话，调用层数在编译时已知，阅读者从代码即可算出函数的调用层数
4、为了避免编译器优化掉未使用的变量，函数中的语句均为简单赋值语句，这样就不考虑临时对象的产生

综上所述，示例代码应保证函数栈中最好只为如下对象分配空间：
1、返回地址
2、数目固定的形参
3、数目已知的简单局部变量


三、示例代码
int main(int argc, char* argv[])
{
int buf[2<<20]={0}; //故意分配一个溢出的栈
buf [2<<19] = 1;
return 0;
}
这个代码在vc6可以编译通过，但是运行会提示stack overflow

四、比武要求
1、要求通过修改1.3中说的选项设置，使代码运行通过，并给出你设置的reserve和commit的值，
设置值最小者将获得50分的奖励
2、写出你的设置的根据，即在满足二、的假设的前提下，如何来计算reserve stck和commit stack
的取值范围，最好能给出一个通用的计算公式，达到此要求者奖励100分。
3、你可以自己写出其他测试代码说明你对这两个概念的理解，参与者奖励50分

[做鸡真好吃]

mark~

[robin97]

老迈，你试试把那两个值都设为0x1000000，然后运行你那个测试程序

[goldendreams]

高手
数组中的2<<20何意呀?int buf[2<<20]={0};

[zyl910]

当创建一个新线程时（假设没有在调用CreateThread时设置栈大小），操作系统会这样初始化栈空间：
操作系统先为该线程的栈预留一片空间，这就是栈的保留大小（SizeOfStackReserve）。
然后为了避免浪费内存，操作系统只将其中的一部分（SizeOfStackCommit）映射到进程的虚拟内存空间去。


当程序递归调用时，会不断占用栈空间，最终会访问到SizeOfStackCommit尺寸之外的空间，此时会触发缺页中断。
操作系统对该缺页中断是这样处理的：增大栈空间，直至栈尺寸达到SizeOfStackReserve。若地址超过SizeOfStackReserve，就触发异常。

实际的处理还有很多细节
比如最后两页不可访问，专用于检测栈溢出
一般会在栈空间的最后保留几页，在普通情况下不可访问，只有在触发异常时才可访问，这是为了保证异常处理程序有足够的栈空间。


可以这样理解：
SizeOfStackCommit：栈的初始大小
SizeOfStackReserve：栈的最大尺寸

[Leomaxking]

唔

[shileiyu]

1024*64*4=0x40000
使用了建立堆栈桢使用4 byte
所以40000不能过，40004能过

[ruidiisy]

reserve stack是保留栈的大小，当使用栈达到这个数值就会触发异常
示例程序中使用了2^21的大小，最小要设置为2^21+1才能运行通过。

commit stack是初始栈的意思吧，当超过这个大小的时候，会引发换页，这个值会影响程序运行的速度性能，不导致程序崩溃。

[DrawText]

学习一下！

[ReverseEngineering]

WINDOWS的内存管理永远那么神秘！

[linguangcan]

学习

[wshcdr]

看来要翻翻 某些 操作系统 的书本

[wshcdr]

mLee79() 同学写得不错,小小地鼓掌一下

[eqyao]

up

[thinkinnight]

因为连续回复不能超过3次，只能等到现在再发。

还是错了，看来/FA生成的还是少了
这是debug window中的汇编
还是要push edi,esi等4个

00401010 push ebp
00401011 mov ebp,esp
00401013 mov eax,800040h
00401018 call $$$00001 (00401080)
0040101D push ebx
0040101E push esi
0040101F push edi
00401020 lea edi,[ebp-800040h]
00401026 mov ecx,200010h
0040102B mov eax,0CCCCCCCCh
00401030 rep stos dword ptr [edi]
5: int buf[2<<20]={0}; //故意分配一个溢出的栈
00401032 mov dword ptr [ebp-800000h],0
0040103C mov ecx,1FFFFFh
00401041 xor eax,eax
00401043 lea edi,[ebp-7FFFFCh]
00401049 rep stos dword ptr [edi]
6: buf [2<<19] = 1;
0040104B mov dword ptr [ebp-400000h],1
7: return 0;
00401055 xor eax,eax
8: }
00401057 pop edi
00401058 pop esi
00401059 pop ebx
0040105A mov esp,ebp
0040105C pop ebp
0040105D ret


而且上面也计算错了，现在答案为
reserve:0x00800004
而commit可以不设，也可以设置为小于或者等于0x00800004的值。

但是上面mLee79()的程序，还是没看懂是什么意思。
为什么stack:0x1000
输出为 COMMIT: 0X2000 , RESERVED: 0X3C000
程序没看懂。希望有人能够帮着解释一下就好了。

[thinkinnight]

对于示例程序
int main(int argc, char* argv[])
{
int buf[2<<20]={0}; //故意分配一个溢出的栈
buf [2<<19] = 1;
return 0;
}
一开始以为分配buf为2^21，即1024*1024*2=2097152
再加上main函数的push，加上几个数
大概2^22肯定是可以的，但是根据实验，一直到设置
reserve=0x8fffff commit=0x8fffff
程序才运行通过
而reserve=0x7fffff commit=0x7fffff
程序继续stack overflow

0x8fffff=2^3*2^20=1024*1024*8=9437183

至于为什么，还是不了解，等看完mLee79()等大侠的程序再来看看是否可以解决出来。

[thinkinnight]

汗，忽然发现错误了，分配的是int的，应该乘以4才是，这样就不错了

[thinkinnight]

产生了一下汇编

TITLE mm1.c
.386P
include listing.inc
if @Version gt 510
.model FLAT
else
_TEXT SEGMENT PARA USE32 PUBLIC 'CODE'
_TEXT ENDS
_DATA SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'DATA'
_DATA ENDS
CONST SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'CONST'
CONST ENDS
_BSS SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'BSS'
_BSS ENDS
_TLS SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'TLS'
_TLS ENDS
; COMDAT _main
_TEXT SEGMENT PARA USE32 PUBLIC 'CODE'
_TEXT ENDS
FLAT GROUP _DATA, CONST, _BSS
ASSUME CS: FLAT, DS: FLAT, SS: FLAT
endif
PUBLIC _main
; COMDAT _main
_TEXT SEGMENT
_main PROC NEAR ; COMDAT
; File mm1.c
; Line 5
xor eax, eax
; Line 6
ret 0
_main ENDP
_TEXT ENDS
END

可以看到main没有push参数，因此8M都是int的buffer使用，此时不会overflow

[thinkinnight]

要计算栈大小，就需要知道栈的组成，按我的理解，应该就是函数参数、寄存器ebp,esi等值和函数内部变量的值，这些都相加起来就可以计算出来最终需要栈的大小了。

[KenYuan2016]

自己重载new还delete函数啊，申请释放空间自己决定如何操作。

[fixopen]

这个问题似乎应该完全没有讨论的基础，因为其实这是一个关于VMM的问题，跟C/C++的语法和语义没有任何关系，跟程序的结构和解析更没有任何关系，而且，这是一个随着实现的不同而完全不同的问题，所以，这个问题的前提或者环境就非常重要了。至于要计算其大小，更是非hack入kernel才能搞定的事情，而且，这样做带不来任何好处，只是1、让程序复杂了，2、让程序不可移植了。