淺析C語言編程中的數組越界問題

2020-01-26 14:49:27

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供稿：網友

因為C語言不檢查數組越界，而數組又是我們經常用的數據結構之一，所以程序中經常會遇到數組越界的情況，并且后果輕者讀寫數據不對，重者程序crash。下面我們來分析一下數組越界的情況：
1）堆中的數組越界

因為堆是我們自己分配的，如果越界，那么會把堆中其他空間的數據給寫掉，或讀取了其他空間的數據，這樣就會導致其他變量的數據變得不對，如果是一個指針的話，那么有可能會引起crash

2）棧中的數組越界

因為棧是向下增長的，在進入一個函數之前，會先把參數和下一步要執行的指令地址（通過call實現）壓棧，在函數的入口會把ebp壓棧，并把esp賦值給ebp，在函數返回的時候，將ebp值賦給esp，pop先前棧內的上級函數棧的基地址給ebp，恢復原棧基址，然后把調用函數之前的壓入棧的指令地址pop出來（通過ret實現）。

棧是由高往低增長的，而數組的存儲是由低位往高位存的，如果越界的話，會把當前函數的ebp和下一跳的指令地址覆蓋掉，如果覆蓋了當前函數的ebp，那么在恢復的時候esp就不能指向正確的地方，從而導致未可知的情況，如果下一跳的地址也被覆蓋掉，那么肯定會導致crash。

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壓入的參數和函數指針

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aa[4]

aa[3]

合法的數組空間 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"                 ;說明匯編的源程序    .section    .rodata           ;說明以下是只讀數據區.LC0:    .string "f()"                  ;"f()" 的類型是string，地址為LC0    .text                       ;代碼段開始.globl f                         ;f為全局可訪問    .type  f, @function            ; f是函數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                     ;用以計算函數f的大小    .section    .rodata.LC1:    .string "ok"    .text.globl main    .type  main, @functionmain:    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)"        ;說明是用什么工具編譯的    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

從main函數開始壓入f函數的參數開始，堆棧的調用情況如下

20151117171954436.gif (341×267)