如果我尝试访问超出malloc()分配区域的内存会发生什么？

Question

如果我尝试访问超出malloc()分配区域的内存会发生什么？

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我使用了char* memoryChunk = malloc ( 80* sizeof(char) + 1);来分配一块内存。如果我尝试在81个单位之外的内存位置写入数据，会遇到什么问题？我应该怎么做才能避免这种情况发生？

void testStage2(void) {
 char c_str1[20] = "hello";
 char* ut_str1;
 char* ut_str2;

 printf("Starting stage 2 tests\n");
 strcat(c_str1, " world");
 printf("%s\n", c_str1); // nothing exciting, prints "hello world"

 ut_str1 = utstrdup("hello ");
 ut_str1 = utstrrealloc(ut_str1, 20);
 utstrcat(ut_str1, c_str1);
 printf("%s\n", ut_str1); // slightly more exciting, prints "hello hello world"

 utstrcat(ut_str1, " world");
 printf("%s\n", ut_str1); // exciting, should print "hello hello world wo", 'cause there's not enough room for the second world
}

char* utstrcat(char* s, char* suffix){
 int i = strlen(s),j;
 int capacity = *(s - sizeof(unsigned) - sizeof(int));
 for ( j =0; suffix[j] != '\0'; j++){
  if ((i+j-1) == 20)
   return s;
  s[i+j] = suffix[j];
 }
 //strcpy(s, suffix);
 s[i + j] = '\0';
 return s;
}// append the suffix to s

- user133466

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根据定义，sizeof(char) 的值为 1。如果你想要乘以一个大小，请使用 sizeof *memoryChunk，例如：malloc((80 + 1) * sizeof *memoryChunk);。这样做的好处是，如果将来将 memoryChunk 改为 wchar_t*，则不需要修改 malloc 参数。 - pmg

第一个 strcat() 很危险。strcat() 要求目标缓冲区有足够的空间来追加新字符串；你的代码没有任何保证。 - Carl Norum

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由于c_str被分配了20个位置，足以容纳“hello world”。 - user133466

好的呼叫 - 完全没读懂那个。我看到了 c_str1[] = "hello";。 - Carl Norum

从问题中删除（C编程）-这就是标签的用途。 - Jed Smith

5个回答

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没有任何东西会阻止你这样做。如果你这样做，任何事情都可能发生：程序可能会像什么都没发生一样继续执行，它可能会现在崩溃，也可能以后崩溃，甚至可能抹掉你的硬盘。这是 未定义行为 的领域。

有许多工具尝试检测或减轻这些问题，但没有什么是百分之百可靠的。其中一个工具是valgrind。valgrind观察你程序的内存访问模式，并通知你这样的问题。它通过在某种虚拟机中运行你的程序来实现这一点，因此它会显著降低你程序的性能，但如果正确使用，它可以帮助你捕捉大量错误。

- Adam Rosenfield

0

没有任何东西能阻止你继续编写超过此范围的内容，而后果取决于此范围之外的内容。标准黑客技巧（缓冲区溢出）用于攻击不检查并确保不会覆盖缓冲区限制的程序。

正如其他帖子中提到的那样，你只需要仔细编程。不要使用像strlen、strcpy这样的调用 - 而是使用长度受限的版本，例如strncpy等。

- Larry Watanabe

strncpy有时不会终止它的缓冲区，因此它会将一个问题换成另一个问题；请谨慎使用。snprintf是另一个选择。 - M.M

0

Carl建议使用strncpy()，这是朝着正确方向迈出的一步。主要思想是通过采用特定的实践习惯来避免缓冲区溢出。更加谨慎的库可以在strlcpy和strlcat--一致、安全的字符串复制和连接中找到。

- Don Wakefield

-4

发生的事情：没有任何反应，或者您的程序会抛出 SIGSEGV。您应该做什么：仔细编写程序。使用诸如valgrind之类的工具。

- p__

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“nothing”和“SIGSEGV”不幸地并非仅有的两种可能性。发生了什么事情无法预测。 - Pascal Cuoq

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- strager · Accepted Answer

什么阻止我写入超过81个单位的内存位置？

没有。但是这样做会导致未定义的行为。这意味着任何事情都可能发生，你不应该依赖它两次做同样的事情。99.999%的情况下这是一个错误。

我该怎么做才能防止这种情况发生？

在访问（读取或写入）指针之前，始终检查它们是否在范围内。将字符串传递给字符串函数时，请始终确保以\0结尾。

您可以使用调试工具（如valgrind）来帮助您定位与越界指针和数组访问相关的错误。

stdlib的方法

对于您的代码，您可以有类似utstrcat但带有最大大小（即缓冲区大小）的utstrncat。

stdc++的方法

您还可以创建数组结构/类或在C++中使用std::string。例如：

typedef struct UtString {
    size_t buffer_size;
    char *buffer;
} UtString;

然后让您的函数在该位置上操作。您甚至可以使用此技术进行动态重新分配（但这似乎不是您想要的）。

结束缓冲标记方法

另一种方法是拥有“缓冲区结尾”标记，类似于“字符串结尾”标记。当遇到该标记时，不要写入该位置或其前面的位置（对于字符串结尾标记），或者您可以重新分配缓冲区以获得更多空间。

例如，如果您将`"hello world\0xxxxxx\1"`作为字符串（其中`\0`是字符串结尾标记，`\1`是缓冲区结尾标记，而`x`是随机数据），则附加`" this is fun"`将如下所示：

hello world\0xxxxxx\1
hello world \0xxxxx\1
hello world t\0xxxx\1
hello world th\0xxx\1
hello world thi\0xx\1
hello world this\0x\1
hello world this \0\1
*STOP WRITING* (next bytes are end of string then end of buffer)

你的问题

你的代码问题在这里：

  if ((i+j-1) == 20)
   return s;

尽管您在溢出缓冲区之前停下来了，但是您没有标记字符串的结束。

您可以使用 break 来提前结束 for 循环，而不是返回。这将导致在 for 循环后运行的代码。这会设置字符串的结束标记并返回字符串，这正是您想要的。

此外，我担心您分配的有一个 bug。您在分配大小之前增加了 +1，是吗？有一个问题：unsigned 通常不是 1 个字符；您需要 + sizeof(unsigned)。我还会编写 utget_buffer_size 和 utset_buffer_size，以便更轻松地进行更改。