偵錯 Stack Overflow
堆疊溢位是使用者模式執行緒可能會遇到的錯誤。 此錯誤有三個可能的原因：
執行緒會使用保留給它的整個堆疊。 這通常是由無限遞迴所造成。
執行緒無法擴充堆疊，因為頁面檔案已上限，因此無法認可其他頁面來擴充堆疊。
執行緒無法擴充堆疊，因為系統在用來擴充頁面檔案的簡短期間內。
當執行緒上執行的函式配置區域變數時，變數會放線上程的呼叫堆疊上。 函式所需的堆疊空間數量可能會與所有區域變數的大小總和相同。 不過，編譯器通常會執行優化，以減少函式所需的堆疊空間。 例如，如果兩個變數位於不同的範圍內，編譯器就可以針對這兩個變數使用相同的堆疊記憶體。 編譯器也可以藉由優化計算來完全消除某些區域變數。
優化數量會受到在建置時間套用的編譯器設定所影響。 例如，由 /F (設定堆疊大小) - C++ 編譯器選項。
本主題假設概念的一般知識，例如執行緒、執行緒區塊、堆疊和堆積。 如需這些基本概念的其他資訊，請參閱 Mark Russinovich 和 David Foundation 的 Microsoft Windows 內部 。
在沒有符號的情況下偵錯堆疊溢位
以下是如何偵錯堆疊溢位的範例。 在此範例中，NTSD 正在與目標應用程式相同的電腦上執行，並將輸出重新導向主機電腦上的 KD。 如需詳細資訊 ，請參閱從核心偵錯工具控制 User-Mode 偵錯工具 。
第一個步驟是查看造成偵錯工具中斷的事件：
0:002> .lastevent
Last event: Exception C00000FD, second chance
您可以在 ntstatus.h 中查詢例外狀況程式碼0xC00000FD，此例外狀況代碼STATUS_STACK_OVERFLOW，這表示 無法建立堆疊的新防護頁面。 所有狀態碼都會列在 2.3.1 NTSTATUS 值中。
您也可以使用 ！error 命令來查閱 Windows 偵錯工具中的錯誤。
0:002> !error 0xC00000FD
Error code: (NTSTATUS) 0xc00000fd (3221225725) - A new guard page for the stack cannot be created.
若要重複檢查堆疊是否溢位，您可以使用 k (顯示堆疊回溯) 命令：
0:002> k
ChildEBP RetAddr
009fdd0c 71a32520 COMCTL32!_chkstk+0x25
009fde78 77cf8290 COMCTL32!ListView_WndProc+0x4c4
009fde98 77cfd634 USER32!_InternalCallWinProc+0x18
009fdf00 77cd55e9 USER32!UserCallWinProcCheckWow+0x17f
009fdf3c 77cd63b2 USER32!SendMessageWorker+0x4a3
009fdf5c 71a45b30 USER32!SendMessageW+0x44
009fdfec 71a45bb0 COMCTL32!CCSendNotify+0xc0e
009fdffc 71a1d688 COMCTL32!CICustomDrawNotify+0x2a
009fe074 71a1db30 COMCTL32!Header_Draw+0x63
009fe0d0 71a1f196 COMCTL32!Header_OnPaint+0x3f
009fe128 77cf8290 COMCTL32!Header_WndProc+0x4e2
009fe148 77cfd634 USER32!_InternalCallWinProc+0x18
009fe1b0 77cd4490 USER32!UserCallWinProcCheckWow+0x17f
009fe1d8 77cd46c8 USER32!DispatchClientMessage+0x31
009fe200 77f7bb3f USER32!__fnDWORD+0x22
009fe220 77cd445e ntdll!_KiUserCallbackDispatcher+0x13
009fe27c 77cfd634 USER32!DispatchMessageWorker+0x3bc
009fe2e4 009fe4a8 USER32!UserCallWinProcCheckWow+0x17f
00000000 00000000 0x9fe4a8
目標執行緒已分成COMCTL32！_chkstk，這表示堆疊問題。 現在您應該調查目標進程的堆疊使用量。 進程有多個執行緒，但重要的執行緒是造成溢位的執行緒，因此請先使用 ~ (執行緒狀態) 命令來識別此執行緒：
0:002> ~*k
0 id: 570.574 Suspend: 1 Teb 7ffde000 Unfrozen
.....
1 id: 570.590 Suspend: 1 Teb 7ffdd000 Unfrozen
.....
. 2 id: 570.598 Suspend: 1 Teb 7ffdc000 Unfrozen
ChildEBP RetAddr
009fdd0c 71a32520 COMCTL32!_chkstk+0x25
.....
3 id: 570.760 Suspend: 1 Teb 7ffdb000 Unfrozen
現在您需要調查執行緒 2。 這一行左邊的句點表示這是目前的執行緒。
堆疊資訊包含在0x7FFDC000的 TEB (執行緒環境區塊) 中。 列出它最簡單的方式是使用 ！teb。
0:000> !teb
TEB at 000000c64b95d000
ExceptionList: 0000000000000000
StackBase: 000000c64ba80000
StackLimit: 000000c64ba6f000
SubSystemTib: 0000000000000000
FiberData: 0000000000001e00
ArbitraryUserPointer: 0000000000000000
Self: 000000c64b95d000
EnvironmentPointer: 0000000000000000
ClientId: 0000000000003bbc . 0000000000004ba0
RpcHandle: 0000000000000000
Tls Storage: 0000027957243530
PEB Address: 000000c64b95c000
LastErrorValue: 0
LastStatusValue: 0
Count Owned Locks: 0
HardErrorMode: 0```
不過，這需要您有適當的符號。 較困難的情況是，當您沒有符號，而且需要使用 dd (Display Memory) 命令來顯示該位置的原始值：
0:002> dd 7ffdc000 L4
7ffdc000 009fdef0 00a00000 009fc000 00000000
若要解譯此問題，您需要查閱 TEB 資料結構的定義。 使用 dt Display Type 命令，在可用的符號系統上執行此動作。
0:000> dt _TEB
ntdll!_TEB
+0x000 NtTib : _NT_TIB
+0x01c EnvironmentPointer : Ptr32 Void
+0x020 ClientId : _CLIENT_ID
+0x028 ActiveRpcHandle : Ptr32 Void
+0x02c ThreadLocalStoragePointer : Ptr32 Void
+0x030 ProcessEnvironmentBlock : Ptr32 _PEB
+0x034 LastErrorValue : Uint4B
+0x038 CountOfOwnedCriticalSections : Uint4B
+0x03c CsrClientThread : Ptr32 Void
+0x040 Win32ThreadInfo : Ptr32 Void
+0x044 User32Reserved : [26] Uint4B
+0x0ac UserReserved : [5] Uint4B
+0x0c0 WOW32Reserved : Ptr32 Void
...
執行緒資料結構
若要深入瞭解執行緒，您也可以顯示執行緒控制區塊相關結構 ethread 和 kthread 的相關資訊。 (請注意，此處顯示 64 位範例。)
0:001> dt nt!_ethread
ntdll!_ETHREAD
+0x000 Tcb : _KTHREAD
+0x430 CreateTime : _LARGE_INTEGER
+0x438 ExitTime : _LARGE_INTEGER
+0x438 KeyedWaitChain : _LIST_ENTRY
+0x448 PostBlockList : _LIST_ENTRY
+0x448 ForwardLinkShadow : Ptr64 Void
+0x450 StartAddress : Ptr64 Void
...
0:001> dt nt!_kthread
ntdll!_KTHREAD
+0x000 Header : _DISPATCHER_HEADER
+0x018 SListFaultAddress : Ptr64 Void
+0x020 QuantumTarget : Uint8B
+0x028 InitialStack : Ptr64 Void
+0x030 StackLimit : Ptr64 Void
+0x038 StackBase : Ptr64 Void
如需執行緒資料結構的詳細資訊，請參閱 Microsoft Windows 內部 。
查看 32 位版本的 _TEB 結構，表示 TEB 結構中的第二個和第三個 DWORD 分別指向堆疊的底部和頂端。 在此範例中，這些位址0x00A00000和0x009FC000。 (堆疊會在 memory 中向下成長。) 您可以使用 ？ (Evaluate Expression) 命令來計算堆疊大小：
0:002> ? a00000-9fc000
Evaluate expression: 16384 = 00004000
這會顯示堆疊大小為 16 K。堆疊大小上限會儲存在 [DeallocationStack] 欄位中。 一些計算之後，您可以判斷此欄位的位移0xE0C。
0:002> dd 7ffdc000+e0c L1
7ffdce0c 009c0000
0:002> ? a00000-9c0000
Evaluate expression: 262144 = 00040000
這會顯示堆疊大小上限為 256 K，這表示已保留足夠的堆疊空間。
此外，此程式看起來很乾淨-- 它不在無限的遞迴中，或使用過多的堆疊式資料結構超過其堆疊空間。
現在會分成 KD，並使用 ！vm 擴充功能命令查看整體系統記憶體使用量：
0:002> .breakin
Break instruction exception - code 80000003 (first chance)
ntoskrnl!_DbgBreakPointWithStatus+4:
80148f9c cc int 3
kd> !vm
*** Virtual Memory Usage ***
Physical Memory: 16268 ( 65072 Kb)
Page File: \??\C:\pagefile.sys
Current: 147456Kb Free Space: 65988Kb
Minimum: 98304Kb Maximum: 196608Kb
Available Pages: 2299 ( 9196 Kb)
ResAvail Pages: 4579 ( 18316 Kb)
Locked IO Pages: 93 ( 372 Kb)
Free System PTEs: 42754 ( 171016 Kb)
Free NP PTEs: 5402 ( 21608 Kb)
Free Special NP: 348 ( 1392 Kb)
Modified Pages: 757 ( 3028 Kb)
NonPagedPool Usage: 811 ( 3244 Kb)
NonPagedPool Max: 6252 ( 25008 Kb)
PagedPool 0 Usage: 1337 ( 5348 Kb)
PagedPool 1 Usage: 893 ( 3572 Kb)
PagedPool 2 Usage: 362 ( 1448 Kb)
PagedPool Usage: 2592 ( 10368 Kb)
PagedPool Maximum: 13312 ( 53248 Kb)
Shared Commit: 3928 ( 15712 Kb)
Special Pool: 1040 ( 4160 Kb)
Shared Process: 3641 ( 14564 Kb)
PagedPool Commit: 2592 ( 10368 Kb)
Driver Commit: 887 ( 3548 Kb)
Committed pages: 45882 ( 183528 Kb)
Commit limit: 50570 ( 202280 Kb)
Total Private: 33309 ( 133236 Kb)
.....
首先，查看非分頁和分頁集區使用量。 這兩者都位於限制內，因此這不是問題的原因。
接下來，查看已認可的頁面數目：183528 202280 年。 這非常接近限制。 雖然此顯示不會完全顯示此數位，但請注意，當您執行使用者模式偵錯時，其他進程會在系統上執行。 每次執行 NTSD 命令時，這些其他進程也會配置並釋放記憶體。 這表示您不知道發生堆疊溢位時的記憶體狀態完全相同。 假設已認可的頁碼與限制有多接近，因此合理地判斷頁面檔案在某個時間點已用完，這會導致堆疊溢位。
這並不常見，而且目標應用程式實際上無法對此發生錯誤。 如果經常發生，建議您考慮針對失敗的應用程式引發初始堆疊承諾。
分析單一函式呼叫
瞭解特定函式呼叫配置多少堆疊空間也很有用。
若要這樣做，請反組譯前幾個指示，並尋找指令 sub esp編號。 這會移動堆疊指標，有效地保留本機資料 的數位 位元組。
範例如下。 首先，使用 k 命令來查看堆疊。
0:002> k
ChildEBP RetAddr
009fdd0c 71a32520 COMCTL32!_chkstk+0x25
009fde78 77cf8290 COMCTL32!ListView_WndProc+0x4c4
009fde98 77cfd634 USER32!_InternalCallWinProc+0x18
009fdf00 77cd55e9 USER32!UserCallWinProcCheckWow+0x17f
009fdf3c 77cd63b2 USER32!SendMessageWorker+0x4a3
009fdf5c 71a45b30 USER32!SendMessageW+0x44
009fdfec 71a45bb0 COMCTL32!CCSendNotify+0xc0e
009fdffc 71a1d688 COMCTL32!CICustomDrawNotify+0x2a
009fe074 71a1db30 COMCTL32!Header_Draw+0x63
009fe0d0 71a1f196 COMCTL32!Header_OnPaint+0x3f
009fe128 77cf8290 COMCTL32!Header_WndProc+0x4e2
然後使用 u、ub、uu (Unassemble) 命令來查看該位址的組合器程式碼。
0:002> u COMCTL32!Header_Draw
COMCTL32!Header_Draw :
71a1d625 55 push ebp
71a1d626 8bec mov ebp,esp
71a1d628 83ec58 sub esp,0x58
71a1d62b 53 push ebx
71a1d62c 8b5d08 mov ebx,[ebp+0x8]
71a1d62f 56 push esi
71a1d630 57 push edi
71a1d631 33f6 xor esi,esi
這會顯示 Header_Draw 已配置0x58個堆疊空間的位元組。
r (Registers) 命令提供暫存器目前內容的相關資訊，例如 esp。
當符號可用時偵錯堆疊溢位
符號會提供標籤給儲存在記憶體中的專案，而且當可用時，可以更輕鬆地檢查程式碼。 如需符號的概觀，請參閱 使用符號。 如需設定符號路徑的詳細資訊，請參閱 . (設定符號路徑) 。
若要建立堆疊溢位，我們可以使用此程式碼，它會繼續呼叫副程式，直到堆疊耗盡為止。
// StackOverFlow1.cpp
// This program calls a sub routine using recursion too many times
// This causes a stack overflow
//
#include <iostream>
void Loop2Big()
{
const char* pszTest = "My Test String";
for (int LoopCount = 0; LoopCount < 10000000; LoopCount++)
{
std::cout << "In big loop \n";
std::cout << (pszTest), "\n";
std::cout << "\n";
Loop2Big();
}
}
int main()
{
std::cout << "Calling Loop to use memory \n";
Loop2Big();
}
編譯器代碼並在 WinDbg 下執行時，它會迴圈執行一些次數，然後擲回堆疊溢位例外狀況。
(336c.264c): Break instruction exception - code 80000003 (first chance)
eax=00000000 ebx=00000000 ecx=0fa90000 edx=00000000 esi=773f1ff4 edi=773f25bc
eip=77491a02 esp=010ffa0c ebp=010ffa38 iopl=0 nv up ei pl zr na pe nc
cs=0023 ss=002b ds=002b es=002b fs=0053 gs=002b efl=00000246
ntdll!LdrpDoDebuggerBreak+0x2b:
77491a02 cc int 3
0:000> g
(336c.264c): Stack overflow - code c00000fd (first chance)
使用 ！analyze 命令來檢查迴圈確實有問題。
...
FAULTING_SOURCE_LINE_NUMBER: 25
FAULTING_SOURCE_CODE:
21: int main()
22: {
23: std::cout << "Calling Loop to use memory \n";
24: Loop2Big();
> 25: }
26:
使用 kb 命令，我們會看到迴圈程式有許多實例使用記憶體。
0:000> kb
# ChildEBP RetAddr Args to Child
...
0e 010049b0 00d855b5 01004b88 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x57 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 13]
0f 01004a9c 00d855b5 01004c74 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x85 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 17]
10 01004b88 00d855b5 01004d60 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x85 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 17]
11 01004c74 00d855b5 01004e4c 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x85 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 17]
12 01004d60 00d855b5 01004f38 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x85 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 17]
13 01004e4c 00d855b5 01005024 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x85 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 17]
14 01004f38 00d855b5 01005110 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x85 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 17]
15 01005024 00d855b5 010051fc 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x85 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 17]
16 01005110 00d855b5 010052e8 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x85 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 17]
17 010051fc 00d855b5 010053d4 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x85 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 17]
18 010052e8 00d855b5 010054c0 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x85 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 17]
19 010053d4 00d855b5 010055ac 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x85 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 17]
1a 010054c0 00d855b5 01005698 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x85 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 17]
1b 010055ac 00d855b5 01005784 00d81023 00ff5000 StackOverFlow1!Loop2Big+0x85 [C:\StackOverFlow1\StackOverFlow1.cpp @ 17]
...
如果有符號可用， dt _TEB 可用來顯示執行緒區塊的相關資訊。 如需執行緒記憶體的詳細資訊，請參閱 執行緒堆疊大小。
0:000> dt _TEB
ntdll!_TEB
+0x000 NtTib : _NT_TIB
+0x01c EnvironmentPointer : Ptr32 Void
+0x020 ClientId : _CLIENT_ID
+0x028 ActiveRpcHandle : Ptr32 Void
+0x02c ThreadLocalStoragePointer : Ptr32 Void
+0x030 ProcessEnvironmentBlock : Ptr32 _PEB
+0x034 LastErrorValue : Uint4B
+0x038 CountOfOwnedCriticalSections : Uint4B
+0x03c CsrClientThread : Ptr32 Void
+0x040 Win32ThreadInfo : Ptr32 Void
+0x044 User32Reserved : [26] Uint4B
+0x0ac UserReserved : [5] Uint4B
+0x0c0 WOW32Reserved : Ptr32 Void
我們也可以使用顯示 StackBase abd StackLimit 的 ！teb 命令。
0:000> !teb
TEB at 00ff8000
ExceptionList: 01004570
StackBase: 01100000
StackLimit: 01001000
SubSystemTib: 00000000
FiberData: 00001e00
ArbitraryUserPointer: 00000000
Self: 00ff8000
EnvironmentPointer: 00000000
ClientId: 0000336c . 0000264c
RpcHandle: 00000000
Tls Storage: 00ff802c
PEB Address: 00ff5000
LastErrorValue: 0
LastStatusValue: c00700bb
Count Owned Locks: 0
HardErrorMode: 0
我們可以使用此命令來計算堆疊大小。
0:000> ?? int(@$teb->NtTib.StackBase) - int(@$teb->NtTib.StackLimit)
int 0n1044480
命令摘要
- k (顯示堆疊回溯)
- ~ (執行緒狀態)
- d， da， db， dc， dd， dD， df， dp， dq， du， dw (Display Memory)
- u、ub、uu (Unassemble)
- r (Registers)
- . (設定符號路徑)
- x (檢查符號)
- dt (顯示類型)
- ！分析
- ！teb
另請參閱
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