浅析C语言编程中的数组越界问题

2020-05-23 14:13:37

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供稿：网友

这篇文章主要介绍了浅析C语言编程中的数组越界问题,通过内存空间来讨论其导致的程序崩溃问题,需要的朋友可以参考下

因为C语言不检查数组越界，而数组又是我们经常用的数据结构之一，所以程序中经常会遇到数组越界的情况，并且后果轻者读写数据不对，重者程序crash。下面我们来分析一下数组越界的情况：

1) 堆中的数组越界

因为堆是我们自己分配的，如果越界，那么会把堆中其他空间的数据给写掉，或读取了其他空间的数据，这样就会导致其他变量的数据变得不对，如果是一个指针的话，那么有可能会引起crash

2) 栈中的数组越界

因为栈是向下增长的，在进入一个函数之前，会先把参数和下一步要执行的指令地址(通过call实现)压栈，在函数的入口会把ebp压栈，并把esp赋值给ebp，在函数返回的时候，将ebp值赋给esp，pop先前栈内的上级函数栈的基地址给ebp，恢复原栈基址，然后把调用函数之前的压入栈的指令地址pop出来(通过ret实现)。

栈是由高往低增长的，而数组的存储是由低位往高位存的，如果越界的话，会把当前函数的ebp和下一跳的指令地址覆盖掉，如果覆盖了当前函数的ebp，那么在恢复的时候esp就不能指向正确的地方，从而导致未可知的情况，如果下一跳的地址也被覆盖掉，那么肯定会导致crash。

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压入的参数和函数指针

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aa[4]

aa[3]

合法的数组空间 aa[2]

aa[1]

aa[0]

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###sta.c###

#include <stdio.h>

void f(int ai)

{

int aa[5]={1,2,3};

int i = 1;

for (i=0;i<10;i++)

aa[i]=i;

printf("f()/n");

}

void main()

{

f(3);

printf("ok/n");

}

###sta.s###

.file "sta.c" ;说明汇编的源程序

.section .rodata ;说明以下是只读数据区

.LC0:

.string "f()" ;"f()" 的类型是string，地址为LC0

.text ;代码段开始

.globl f ;f为全局可访问

.type f, @function ; f是函数

f:

pushl %ebp

movl %esp, %ebp

subl $40, %esp

movl $0, -24(%ebp)

movl $0, -20(%ebp)

movl $0, -16(%ebp)

movl $0, -12(%ebp)

movl $0, -8(%ebp)

movl $1, -24(%ebp)

movl $2, -20(%ebp)

movl $3, -16(%ebp)

movl $1, -4(%ebp)

movl $0, -4(%ebp)

jmp .L2

.L3:

movl -4(%ebp), %edx

movl -4(%ebp), %eax

movl %eax, -24(%ebp,%edx,4)

addl $1, -4(%ebp)

.L2:

cmpl $9, -4(%ebp)

jle .L3

movl $.LC0, (%esp)

call puts

leave

ret

.size f, .-f ;用以计算函数f的大小

.section .rodata

.LC1:

.string "ok"

.text

.globl main

.type main, @function

main:

leal 4(%esp), %ecx

andl $-16, %esp

pushl -4(%ecx)

pushl %ebp

movl %esp, %ebp

pushl %ecx

subl $4, %esp

movl $3, (%esp)

call f

movl $.LC1, (%esp)

call puts

addl $4, %esp

popl %ecx

popl %ebp

leal -4(%ecx), %esp

ret

.size main, .-main

.ident "GCC: (GNU) 4.1.2 20070115 (SUSE Linux)" ;说明是用什么工具编译的

.section .note.GNU-stack,"",@progbits