用例子解释编程中的栈溢出和堆溢出？ [复制]

Posted 2023-02-25

【中文标题】用例子解释编程中的栈溢出和堆溢出？ [复制]

【英文标题】：Explain stack overflow and heap overflow in programming with example? [duplicate]

【发布时间】：2011-06-09 17:11:38

【问题描述】：

可能重复：What is a stack overflow error?

谁能告诉我程序中实际发生堆栈溢出和堆溢出的方式和原因，以及如何克服编程中的堆栈溢出-如何避免？

【参考方案1】：

堆栈溢出

void stack_overflow(const char *x)

    char y[3];
    strcpy(y, x);

堆溢出

void heap_overflow(const char *x)

    char *y = malloc(strlen(x));
    strcpy(y, x);

分析

这两个函数都超出了分配的空间。

如果您调用stack_overflow("abc")，它会将 4 个字符（包括空字符）复制到分配给 3 个字符的空间中。之后会发生什么取决于损坏发生的位置。变量y在栈上，所以是栈溢出。

无论您如何调用heap_overflow()，它都会从堆中请求一个太少的字节，然后写入超出末尾。阴险的是，在某些时候——甚至大部分时间——它似乎会起作用，因为堆系统分配的空间比你请求的要多。但是，您可能会践踏控制数据，然后所有赌注都被取消。

堆溢出非常小，很难检测到。堆栈溢出可能很小（如果传递的字符串足够短，则不存在）或剧烈。当您在分配空间之外写入时，通常会获得更戏剧性的效果，但是任何超出分配空间的写入都会导致未定义的行为 - 任何事情都可能发生。

通过了解您要复制的对象有多大以及有多少空间可以接收它，并确保您复制的材料不会超过空间，您可以确保没有问题。总是，每次。

【讨论】：

对于“堆栈溢出”和“堆溢出”的含义有两种看法。一种变体，即此答案中说明的变体，是缓冲区溢出，您在缓冲区（内存块）边界之外写入（或读取）。另一种变体是资源耗尽，您尝试使用比可用空间更多的空间。特别是堆栈是一种有限资源（通常只有 8 MiB，在某些系统上甚至更少），因此在堆栈上创建基于堆栈的大型变量（例如数组）可能会导致麻烦。使用虚拟内存，更难用完堆，但内存泄漏也可以做到这一点。

你说“堆系统分配的空间比你请求的多”。你能提供一些很好的参考/文章，这对我有更多的解释吗？

@user2393267：如果你找到malloc() 的任何示例实现，你可能会发现它将N 字节的请求四舍五入为((N + BLOCK_SIZE - 1) / BLOCK_SIZE) * BLOCK_SIZE 字节，因此请求是内部块大小（在 32 位或 64 位系统上通常分别为 8 或 16 个字节）。在请求的内存之前存储有关分配大小的信息也是很常见的，这样当它被释放时，free() 可以知道最初分配了多大的块。所以计算很可能比上面的数字多出一个 BLOCK_SIZE。

@user2393267：malloc() 的示例实现在 K&R 第 2 版（或第 1 版）中，但您不应该使用它——尽管它在我的个人库中占有重要地位，因为它我买的时候是最新的）。毫无疑问，您可以在网上找到许多其他工具（Linux GLIBC、BSD、dlmalloc 等等）。

如果我们这样做malloc(strlen(x))，堆溢出会如何发生。那分配空间不应该完全等于用户输入吗？没看懂

【参考方案2】：

“堆栈溢出”不同于“基于堆栈的缓冲区溢出”。前者是由于激活记录太深，例如不间断的递归调用。后者是由于边界检查不足导致的软件错误，是最常被利用的漏洞。

【参考方案3】：

堆栈溢出：

 static void f(void)  f() ; 
 int main()  f() ; 

堆溢出：

 #include <stdlib.h>
 int main()  while (1) malloc (1000) ; 

编辑显然这不是堆溢出的意思。请参阅下面的 cmets。

【讨论】：

那些显示堆栈耗尽和堆耗尽，但不显示堆栈溢出或堆溢出。

-1 表示错误答案和memory.h。 malloc 的标头是 stdlib.h。

@Jonathan Leffler：我认为堆栈溢出是正确的。对于它的价值，*** (en.wikipedia.org/wiki/Stack_overflow) 支持我（文章将您的概念描述为“堆栈缓冲区溢出”）。但是你说的堆溢出是对的。

如果你区分'堆栈溢出'和'堆栈缓冲区溢出'，那么你的堆栈溢出代码最终会耗尽堆栈（这也是'耗尽'），但这也可以视为溢出.很多时候，堆栈溢出被用作堆栈缓冲区溢出的简写，而您的示例并未说明这一点。所以，我可以将您的堆栈溢出称为堆栈溢出的一种变体的示例。