在 Windows x86-64 下，发生异常时，有多少内容被推送到 32 位堆栈上？

2023-12-14

In this 这个问题，我给出了一些我已经实现的并行语言的背景知识。编译器生成本机 x86-32 代码。

一个关键的实现决策是为每个函数（调用）从堆中分配堆栈空间。这允许递归直到你用完虚拟机，并为词法范围启用仙人掌堆栈，甚至对于嵌套的并行子项等也是如此。

编译器的代码生成器可以计算函数本身需要多少堆栈空间；这很混乱但很简单，而且它已经做得很好了。操作系统调用的堆栈需求没有问题；我的函数不做任何事情（如果需要，代码会切换到标准“大堆栈”，执行系统调用，然后切换回来）。为了安全地面对异常和异步调用，它向函数所需的堆栈空间添加了一个令人震惊的常量（目前约为 500 字节），旨在覆盖 x86-32 完整的上下文保存，根据 Windows 32 经验进行校准。

这种语言和异步异常处理在 x86-32 系统上都运行良好。我们在 x86-64 系统上运行这个 32 位实现时偶尔会遇到问题。我怀疑异常时堆栈溢出。

问题是，当在 Windows 64 机器上运行我的 32 位实现时，Windows 可以针对（除以零）硬件异常或 StopThread 调用向堆栈推送多少内容？我很担心 Windows 推送完整的 x86-64 上下文，它比 x86-32 上下文大得多。有人知道吗？有没有一个文档可以回答这一章的问题？

我准备进行一些动态实验来看看。

[回答完成；请参阅 Win32 Vista 和 Win64 Wow64 for Windows7 的具体值]

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运行于32位 Windows Vista，使用零除数进行 IDIV，我得到以下值：

EBP@div == x01C00800  // base of heap-allocated stack frame
ESP@div == x01C00FF8  // stack at "top" of allocated stack frame
ESP@entry to SEH  == 0x1C00C30 // ESP measured at first instruction of Structured Exception Handler
ContextOffset[ESP]== 0x1C00D2C // Pointer to context block at entry to SEH

因此，从分割点的 ESP=0x1C00FF8 到推送上下文块的底部，0x1C00FF8-0x1C00D2C = 0x2CC =716字节被推送。从推送上下文块的底部到 SEH 的条目，0x1C00D2C-0x1C00C30 = 0xFC ==252字节被推送。所以appears716+252 = 968 字节被推送（我觉得这很荒谬）。

情况变得更糟。接下来是 SEH 入口处堆栈帧的转储；请注意 0x1C00C30 以下到 0x1C00B78 之间的值（至少请参阅 0x1C00BD8 处的“明显的 Win32 返回地址”0x77c39534）cdcdcdcd;我相信 Windows 已经践行了这些价值观，同时将控制权交给了我的 SEH。即 0x1C00B78-0x1C00C30 = 0xB8 = 184 个额外字节。（所以，可笑+难以置信）=1152需要字节才能到达 SEH，最小值。 [奇怪的是，由另一个线程执行的 Win32 ThreadStop 似乎会推动nothing在停止的线程堆栈上]

0x01C00800  01b002f0 00000001 cd4b1b19 cdcdcdcd cdcdcdcd 0000000b cdcdcdcd cdcdcdcd  ð.°.......KÍÍÍÍÍÍÍÍÍ....ÍÍÍÍÍÍÍÍ
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0x01C00840  cdcdcdcd cdcdcdcd cdcdcdcd cdcdcdcd cdcdcdcd cdcdcdcd cdcdcdcd cdcdcdcd  ÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍ
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0x01C00880  cdcdcdcd cdcdcdcd cdcdcdcd cdcdcdcd cdcdcdcd cdcdcdcd cdcdcdcd cdcdcdcd  ÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍ
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运行于64位Windows 7，在WOW64下运行32位进程，用零除数进行IDIV，我得到以下值：

EBP@div == x02100800  // base of heap-allocated stack frame
ESP@div == x02100FF8  // stack at "top" of allocated stack frame
ESP@entry to SEH  == 0x02100BD4 // ESP measured at first instruction of Structured Exception Handler
ContextOffset[ESP]== 0x02100D10 // Pointer to context block at entry to SEH

因此，从分割点的 ESP=0x02100FF8 到推送上下文块的底部，0x02100FF8-0x02100D10 = 0x2E8 =744字节被推送（Win32 推送716）。从推送上下文块的底部到 SEH 的条目，0x02100D10-0x02100BD4 = 0x132 ==316字节被推送（Windows32 推送252）。所以appears744+316 = 1060 字节被推送（我发现这比 Win32 推送的荒谬数量还要糟糕）。

情况变得更糟。接下来是 SEH 入口处堆栈帧的转储；请注意 0x02100BD4 以下到 0x021009D8 之间的值（至少请参阅 0x021009D8 处的“明显的 Win32 返回地址”0x77c39534）cdcdcdcd;我相信 Windows 已经践行了这些价值观，同时将控制权交给了我的 SEH。即 0x02100BD4-0x021009D8 = 0x1FC = 508 个额外字节。（所以，可笑+难以置信）=1568到达 SEH 至少需要字节。

0x02100800  020402f0 00000001 fa0ad4b0 cdcdcdcd cdcdcdcd 0000000b cdcdcdcd cdcdcdcd  ð.......°Ô.úÍÍÍÍÍÍÍÍ....ÍÍÍÍÍÍÍÍ
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进入 SEH 的费用最终总结：

Windows32 推送 968 字节并丢弃超过该值的 184 字节；除了陷阱处的堆栈之外，您还需要 1152 字节的额外堆栈。
Windows64 (WOW64) 推送 1060 字节并丢弃超过该值的 508 字节；除了陷阱处的字节之外，您还需要 1568 字节。

面对Windows对堆栈空间的挥霍使用，定义“小激活记录”方案非常困难。

我猜想 Windows 下的异常处理启动起来一定非常慢；读取和写入所有这些字节需要时间。

我可能会在 Windows8 测试版上再次尝试此操作。我预计会被厌恶。

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