[求助] 关于栈的扩展

kouu

记得在linux内核的do_page_fault中, 如果产生缺页异常的地址不超过栈的增长方向若干(32)字节, 则内核让栈自动增长.

而应用程序编译后, 进入一个函数时总是直接就通过add esp把栈上的变量划好了(栈上的变量应该不限于32字节).

那么, 什么情况下会通过do_page_fault来扩展栈呢? 函数调用时, 如果esp超出了栈的范围, 栈会得到扩展吗?

望指点, 感激不尽~

eexplorer

Linux kernel判断的是，如果你fault的address < esp - 32，认为是非法的。因为访问< esp的地址都是非法的，除了pusha, 它是先访问栈，然后在decrease esp，所以kernel加了32byte的余量。

(看了一下最新的kernel, 又有了点变化，好像有了新的指令"enter"，也和pusha一样，但是有可能会access栈下65536+32*4的地方)

你说的情况是，栈上的局部变量，这些变量的地址不可能 < esp (先decrease esp, 然后再访问着些变量，产生page fault, kernel expand stack)。expand stack的话，根据vma->start 和 fault的address决定expand几个page。
        
        vma = find_vma(mm, address);
        if (!vma)
                goto bad_area;
        if (vma->vm_start <= address)
                goto good_area;
        if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
                goto bad_area;
        if (error_code & 4) {
                /*
                 * accessing the stack below %esp is always a bug.
                 * The "+ 32" is there due to some instructions (like
                 * pusha) doing post-decrement on the stack and that
                 * doesn't show up until later..
                 */
                if (address + 32 < regs->esp)
                        goto bad_area;
        }
        if (expand_stack(vma, address))
                goto bad_area;

[ 本帖最后由 eexplorer 于 2009-8-13 09:40 编辑 ]

accessory

你说的是用户态的栈吧？ 内核态的好像是固定的。

peimichael

lz的问题我也没想通，关注。
个人感觉这样应该会造成段错误。
另外，貌似现在用户堆栈扩展的大小已经不限于32字节了
而是65536 + 32 * sizeof(unsigned long)，
do_page_fault注释写的清楚，这是因为x86的enter指令的引入
这么大的限制应该不太容易越界了吧。。。

peimichael

To ls
栈上局部变量地址确实不会<esp，但是在进入函数的时候esp是直接加上一个数来给局部变量留出空间的，假如局部变量很多的话，这时esp可能指向堆栈合法空间之下很远的位置，如果在这个函数中直接访问最低地址的变量不是就会超出linux给定的栈扩展限制么？

eexplorer

原帖由 peimichael 于 2009-8-13 09:46 发表
To ls
栈上局部变量地址确实不会

在acct_stack_growth()会check你说的这种情况，

        if (size > rlim[RLIMIT_STACK].rlim_cur)
                return -ENOMEM;

kouu

哦，明白了，非常感谢 eexplorer 兄~

之前最大的误解就是： 处理缺页异常时，不是以vma来判断栈的大小，而是以当时的esp。

那么，esp是可以由用户态程序自由控制增减的，do_page_fault应该不能判断esp的当前值是不是被用户程序恶意加减过。 这里应该就只有靠 rlim 来限制了。 是这样吧？

eexplorer

> 那么，esp是可以由用户态程序自由控制增减的，do_page_fault应该不能判断esp的当前值是不是
> 被用户程序恶意加减过。 这里应该就只有靠 rlim 来限制了。 是这样吧？

这个kernel应该判断不了，acct_stack_growth会判断
1. 有没有超过address space limit (RLIMIT_AS)
2. stack limit (RLIMIT_STACK)
3. 有没有enough free memory

如果out of memory的话，kernel应该会首先kill掉这个process