feat(axruntime): add compiler-backed stack protector support

[shilei-massclouds]

Problem

The existing stack canary mechanism mainly protects kernel stack boundaries, but it does not cover per-function stack frame
corruption. Linux stack protector support relies on compiler-inserted canary checks in function prologues/epilogues, while the kernel provides the runtime guard and failure handler symbols. This change adds the missing compiler-side and runtime-side integration.

Changes

• Add stack protector runtime support in axruntime, including __stack_chk_guard and __stack_chk_fail.
• Propagate the stack-protector feature through ArceOS, StarryOS, and Axvisor related crates.
• Teach axbuild to inject -Zstack-protector=strong when the feature is enabled.
• Document the Linux reference mechanism, current project gap, four-architecture support assessment, and implementation plan in docs/docs/debug/check-mechanisms-summary.md.
• Add tests for axbuild stack protector flag injection and Axvisor feature merging.

[mai-team-app]

审查结论：APPROVE

PR 概览

此 PR 为项目增加了编译器支持的栈帧级 stack protector 支持，是现有 stack-canary（任务栈底 canary）的补充——后者仅检查栈底是否被覆盖，而编译器插入的 canary 可以发现函数局部栈溢出。

实现逻辑

1. 运行时支持 (os/arceos/modules/axruntime/src/stack_protector.rs)：提供 __stack_chk_guard（全局 canary 值）和 __stack_chk_fail（溢出失败时的 panic 处理）。cfg 条件为 feature = "stack-protector" 且 target_os = "none" 或 target_env = "musl"，正确覆盖了 bare-metal 和 std-compat 两种构建目标。

2. 特性传播：stack-protector 特性从 axruntime → axfeat → axstd/axlibc → starry-kernel/starryos/axvisor 的传播链完整且一致。

3. 构建系统 (scripts/axbuild/src/build.rs)：新增 features_enable_stack_protector() 和 toolchain_rustflags_for_features()，在特性启用时注入 -Zstack-protector=strong。该函数同时替换了 ArceOS C app 构建和 std 构建中的调用点，Axvisor 构建路径也通过 apply_makefile_features_with_metadata 正确处理了 Makefile FEATURES 环境变量的合并。

4. 文档：在 docs/docs/debug/check-mechanisms-summary.md 中新增了 Linux 参考机制说明、项目当前差距分析、四架构支持评估及分阶段实施计划。

验证结果

检查项	结果
cargo fmt --check	✅ 通过
cargo clippy --manifest-path scripts/axbuild/Cargo.toml --all-features -- -D warnings	✅ 通过
cargo clippy --manifest-path os/arceos/modules/axruntime/Cargo.toml --all-features -- -D warnings	✅ 通过
cargo test --manifest-path scripts/axbuild/Cargo.toml --all-features	✅ 633/634 通过（1 个预存失败 checked_in_build_configs_do_not_declare_default_dynamic_builds 与本次变更无关）
cargo test --manifest-path os/arceos/modules/axruntime/Cargo.toml --all-features	✅ 8/8 通过
[patch.crates-io] 检查	✅ 未发现

CI 状态

• Run sync-lint / run_container: ✅ success
• Detect changed paths: ✅ success
• Cancel stale CI runs: ✅ success
• Check formatting / run_host: ⏳ queued（等待 runner，本地 cargo fmt --check 已通过）
• 其余 skipped 的 job（run_host sync-lint、run_container formatting、容器镜像发布）均为预期的矩阵/路径过滤行为，非 PR 引起

mergeable_state: unstable 是因 formatting 检查尚未完成所致，非合并冲突。

重复/重叠分析

• 搜索 stack-protector、stack_chk、__stack_chk 关键字，base 分支无现有实现。
• 同名 open PR 搜索仅返回 #1239 自身，无重复或重叠 PR。
• PR #1237（同一作者的 Starry fd/wait/timerfd 修复）改动范围与此 PR 完全无交集，无冲突风险。

注意事项（非阻塞）

__stack_chk_guard 当前为硬编码常量 0x57AC_CE11_5A7A_CE11。文档中已明确将此作为"第一阶段全局 guard 方案"，后续再评估 per-task/per-cpu guard。这一设计在当前阶段是合理的第一步，建议在第二阶段实现时增加启动时随机化。

Powered by deepseek-v4-pro

[ZR233]

审查当前 head 5be05adba01b98d408237fa713f1825de1d01751，批准。

本次改动的合入条件逐项检查如下：

• 变更范围：axruntime 提供 __stack_chk_guard/__stack_chk_fail，stack-protector feature 从 ax-runtime 向 axfeat、axstd/axlibc、StarryOS 和 Axvisor 传播，axbuild 在启用相关 feature 时注入 -Zstack-protector=strong。实现链路和 PR 目标一致。
• 运行时约束：模块只在 feature = "stack-protector" 且 target_os = "none" 或 target_env = "musl"、非 test 构建下启用，避免影响普通 host test；当前阶段使用全局 guard，与文档中的阶段性方案一致。
• 重复/重叠检查：base 分支没有已有 stack-protector/__stack_chk 实现；open PR 中未发现重复实现。#1076 虽也触及 axruntime，但不是 stack protector 运行时和 axbuild feature 注入这条路径，未构成阻塞重叠。
• 本地验证：cargo fmt --check 通过；git diff --check origin/dev...HEAD 通过；未发现新增 [patch.crates-io]。
• 本地验证：cargo test --manifest-path scripts/axbuild/Cargo.toml --all-features stack_protector -- --nocapture 通过，覆盖 stack protector feature 检测、rustflags 注入、std build config、Axvisor Makefile FEATURES 合并路径。
• 本地验证：cargo clippy --manifest-path os/arceos/modules/axruntime/Cargo.toml --all-features -- -D warnings 通过；cargo xtask clippy --package axbuild 通过；cargo xtask clippy --package ax-runtime 通过。
• 实际构建验证：使用显式临时 config 运行 FEATURES=stack-protector cargo xtask arceos build --config /tmp/pr1239-arceos-build.toml --package arceos-helloworld --target x86_64-unknown-none 通过；生成的 axbuild config 含 -Zstack-protector=strong；产物 ELF 定义了 __stack_chk_fail 和 __stack_chk_guard，且没有未解析的 stack check 符号。
• CI 状态：当前 head 上 Detect changed paths、Run sync-lint / run_container、Cancel stale CI runs 已通过；Check formatting / run_host 仍在 runner 队列中。本地 fmt/diff check 已覆盖格式风险，其余 skipped job 符合当前 CI 矩阵/路径过滤。

默认本地 --arch x86_64 build config 在该 worktree 中不存在，因此实际构建验证改用了等价的显式 config；这不是本 PR 引入的问题。当前不需要额外 reviewer 指派。

[mai-team-app]

审查结论：APPROVE

PR 概览

为 axruntime 增加编译器栈帧级 stack protector 支持：提供 __stack_chk_guard / __stack_chk_fail 运行时符号，并将 stack-protector 特性沿 ArceOS → StarryOS → Axvisor 构建链路传播，在启用时注入 -Zstack-protector=strong。当前阶段使用四架构通用全局 guard，文档中已明确分阶段实施计划。

审查要点

运行时实现 (stack_protector.rs)：

• __stack_chk_guard 为硬编码常量 0x57AC_CE11_5A7A_CE11，与文档中「第一阶段全局 guard」的描述一致
• __stack_chk_fail 在溢出时 panic，符合预期
• cfg 条件正确覆盖 target_os = "none" (bare-metal) 和 target_env = "musl" (std-compat)，且排除 test 构建

特性传播链路：

• axruntime/stack-protector → axfeat/stack-protector → axstd/axlibc → starry-kernel/starryos/axvisor，完整且一致
• Axvisor 路径通过 apply_makefile_features_with_metadata 正确合并 Makefile FEATURES 环境变量

构建系统 (build.rs)：

• features_enable_stack_protector() 检测四个已知特征表面名
• toolchain_rustflags_for_features() 替换了 ArceOS C app 和 std 构建路径的调用点
• 新增测试覆盖 feature 检测、rustflags 注入、std build config、Axvisor Makefile FEATURES 合并

本地验证

检查项	结果
cargo fmt --check	✅ 通过
cargo clippy --manifest-path os/arceos/modules/axruntime/Cargo.toml --all-features -- -D warnings	✅ 通过
cargo clippy --manifest-path scripts/axbuild/Cargo.toml --all-features -- -D warnings	✅ 通过
cargo test --manifest-path scripts/axbuild/Cargo.toml --all-features	✅ 650/651 通过，1 个预存失败 (checked_in_build_configs_do_not_declare_default_dynamic_builds，与本次变更无关)
[patch.crates-io] 检查	✅ 未发现

CI 状态

• Detect changed paths: ✅ success
• Test arceos aarch64 qemu / run_host: ✅ success
• Test arceos riscv64 qemu / run_container: skipped（预期，host 变体已通过）
• Test arceos loongarch64 qemu / run_container: skipped（预期，host 变体已通过）
• Test axvisor self-hosted board phytiumpi-linux / run_host: ✅ success
• Test axvisor self-hosted board roc-rk3568-pc-linux / run_host: ✅ success
• Test axvisor x86_64 svm hosted / run_host: ✅ success
• Test starry loongarch64 qemu / run_container: ✅ success
• Test starry self-hosted board orangepi-5-plus / run_host: ✅ success
• Test with std / run_container: skipped（路径过滤）
• Publish base container image: skipped（路径过滤）

mergeable_state: unstable 状态由部分 CI matrix job 的 skipped/queued 状态引起，非合并冲突。所有实际执行的 CI job 均通过。

重复/重叠分析

• base 分支无现有 stack-protector / __stack_chk 实现
• open PR 中未发现重复或重叠实现（#1148 为 HTTP bootloader、#1135 为 ASUS board 支持、#1266 为 Wi-Fi AP/STA 切换、#1265 为 serial 重构，均无交集）
• 无 [patch.crates-io] 引入

备注（非阻塞）

__stack_chk_guard 当前为编译时常量，文档已明确第二阶段再评估 per-task / per-cpu guard 及启动时随机化。当前设计作为四架构通用的第一阶段方案是合理的。

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[mai-team-app]

审查结论：APPROVE

PR 概览

此 PR 为项目增加编译器栈帧级 stack protector 支持，作为现有 stack-canary（任务栈底 canary）的补充。编译器插入的 canary 可以发现函数局部栈溢出，而现有机制仅检查栈底覆盖。

实现逻辑

运行时 (stack_protector.rs)：

• 提供 __stack_chk_guard（全局 canary 值 0x57AC_CE11_5A7A_CE11）和 __stack_chk_fail（溢出 panic）
• cfg 条件正确覆盖 target_os = "none"（bare-metal）和 target_env = "musl"（std-compat），且排除 test 构建
• 使用 #[unsafe(no_mangle)]（Rust 2024 edition 语法）和 #[used] 保证符号不被优化

特性传播：

• axruntime/stack-protector → axfeat/stack-protector → axstd/axlibc → starry-kernel → starryos/axvisor，链路完整一致
• StarryOS: starryos/stack-protector → ax-std/stack-protector + starry-kernel/stack-protector
• Axvisor: axvisor/stack-protector → ax-std/stack-protector

构建系统 (build.rs)：

• features_enable_stack_protector() 检测四个已知特征表面名
• toolchain_rustflags_for_features() 替换 ArceOS C app 和 std 构建路径调用点，注入 -Zstack-protector=strong
• Axvisor 构建路径通过 apply_makefile_features_with_metadata 正确合并 Makefile FEATURES 环境变量
• is_known_axstd_feature 列表已更新包含 stack-protector

文档：新增 Linux 参考机制说明、项目当前差距分析、四架构支持评估及分阶段实施计划。

CI 状态

所有实际执行的 CI job 均已通过（本地无需重复测试）：

• Detect changed paths: ✅ success
• Test arceos aarch64 qemu / run_host: ✅ success
• Test axvisor self-hosted board phytiumpi-linux / run_host: ✅ success
• Test axvisor self-hosted board roc-rk3568-pc-linux / run_host: ✅ success
• Test axvisor x86_64 svm hosted / run_host: ✅ success
• Test starry loongarch64 qemu / run_container: ✅ success
• Test starry self-hosted board orangepi-5-plus / run_host: ✅ success

skipped job（riscv64/loongarch64 container 变体、Test with std、Publish base container image）均为预期的矩阵/路径过滤行为。

mergeable_state: unstable 由部分 CI matrix job 的 queued/skipped 状态引起，非合并冲突。

重复/重叠分析

• base 分支无现有 stack-protector / __stack_chk 实现
• open PR 中未发现重复或重叠实现（#1266 为 Wi-Fi AP/STA 切换、#1265 为 serial IRQ 重构，均无交集）
• 未引入 [patch.crates-io]

之前审查意见

已有 3 个 APPROVE 审查（ZR233 人工审查 + 2 次自动审查），均确认实现正确。无未解决的 review thread。

非阻塞备注

__stack_chk_guard 当前为编译时常量，文档已明确将此作为「第一阶段全局 guard 方案」，第二阶段再评估 per-task / per-cpu guard 及启动时随机化。当前设计作为四架构通用的第一阶段方案是合理的。

新增测试覆盖了 feature 检测、rustflags 注入、std build config 生成、Axvisor Makefile FEATURES 合并路径，验证充分。

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