有趣的异常

缘起

最近，在项目中遇到一个有趣的异常。在没附加调试器的情况下会直接崩溃。附加调试器后，会中断到调试器中，但是按 F5 继续运行后，程序还能继续执行。interesting ！你能猜出这是个什么异常吗？

初遇错误

在测试程序功能的时候，意外的崩溃了。以为是偶发事件，于是重新执行，依然会崩溃。一般遇到这种问题可以先考虑在调试器中运行，看看是否能重现。

上调试器

附加 vs 到目标进程，再次执行相应的功能，果然中断到了调试器中。简单查看调用栈及出错的代码，并没有显著异常（其实，有相当明显的提示，只是当时没有注意）。偶然点了 F5，没想到居然可以继续运行，有点意思。由于项目比较紧，就一直将就着挂着调试器运行测试代码。前些日子有点时间，再次看了下这个问题。

再次检查

再次在调试器中运行程序，异常果然再次发生了。这次心态比较平和，不急不躁，仔细一看异常提示信息，差点被自己气吐血。具体是什么异常呢？请看下图：

这不是栈溢出吗？这么明显的提示，当时怎么就给华丽丽的错过了呢？一定要仔细看提示啊！知道是栈溢出，后面的问题就不用查了。这里简单介绍一下 32 位程序的栈增长过程。

栈增长过程

默认情况下，每个线程有 1 MB 的栈空间，这 1 MB 的空间对应的虚拟内存（按页面组织的，页面大小一般是 4KB）并不是一开始就有对应的物理页面的，而是按需分配的。

开始时，最上方的两个虚拟页面（栈是向下增长的）有对应的物理页面，这两个页面有 PAGE_READWRITE 保护属性，其中第二个页面还额外包含 PAGE_GUARD 保护属性，是防护页面。当线程试图访问防护页面中的内存时，系统会得到通知 ，系统会去除第二个页面的 PAGE_GUARD 保护属性标志，为第三个页面调拨物理页面，然后为第三个页面设置 PAGE_GUARD 保护属性标志，以此类推。

第 1022 个页面是最后一个带 PAGE_GUARD 的页面，也就是最后一个保护页面。当线程访问第 1022 个页面的时候，系统会得到通知，系统会去除第 1022 个页面的 PAGE_GUARD 保护属性标志，为第 1023 个页面调拨物理页面，但是系统并不会为第 1023 个页面设置 PAGE_GUARD 保护属性标志，相反的，会抛出 EXCEPTION_STACK_OVERFLOW 异常，该异常对应的值是 0xC00000FD。

系统永远不会为第 1024 个页面调拨物理页面。这样是为了保护进程的其它数据，使它们不会因为意外的内存写越界而遭到破坏。

现象解释

相信弄明白栈的增长过程，基本就明白了为什么在调试器中可以继续运行的原因了。当调试器收到栈溢出异常时，系统已经把保护页面的PAGE_GUARD 保护属性标志去除了，并且为下一个页面调拨了物理页面。在调试器中按 F5 继续运行，再次访问相同的地址已经不会产生异常。所以就可以继续运行了。但并不是所有情况下都可以这么幸运，当使用内存过多，访问到第 1024 个页面时，还是会报页面访问异常（对应的异常码是 0xC0000005）。

总结

• 一定要仔细看错误提示！

• 遇到诡异的问题可以试试在调试器中运行程序。

参考资料

《Windows 核心编程（第 5 版）》