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c - 越界访问数组有多危险？

coder 2023-06-04 原文

访问超出其边界的数组(在 C 中)有多危险？有时可能会发生我从数组外部读取的情况(我现在明白我会访问程序的其他部分甚至超出该部分使用的内存)，或者我试图为数组外部的索引设置一个值。该程序有时会崩溃，但有时只是运行，只会给出意想不到的结果。

现在我想知道的是，这到底有多危险？如果它损坏了我的程序，那还不错。另一方面，如果它破坏了我的程序之外的某些东西，因为我以某种方式设法访问了一些完全不相关的内存，那么我想这是非常糟糕的。 我读了很多“任何事情都可能发生”，'segmentation might be the least bad problem' ，“你的硬盘可能会变成粉红色， unicorn 可能会在你的窗下唱歌”，这一切都很好，但真正的危险是什么？

我的问题:

  1. 从数组外部读取值会损坏任何东西 除了我的程序？我会想象只是看东西 不改变任何东西，或者它会例如改变'最后一次 我碰巧到达的文件的opened'属性？
  2. 在数组之外设置值会损坏我以外的任何东西吗 程序？由此 Stack Overflow question我认为可以访问 任何内存位置，都没有安全保证。
  3. 我现在在 XCode 中运行我的小程序。这样做 在我的程序无法提供的地方提供一些额外的保护 到达自己的内存之外？它会损害 XCode 吗？
  4. 关于如何安全地运行我固有的错误代码有什么建议吗？

我使用 OSX 10.7、Xcode 4.6。

最佳答案

就 ISO C 标准(语言的官方定义)而言，访问超出其边界的数组具有“未定义的行为”。这个字面意思是:

behavior, upon use of a nonportable or erroneous program construct or of erroneous data, for which this International Standard imposes no requirements

非规范性注释对此进行了扩展:

Possible undefined behavior ranges from ignoring the situation completely with unpredictable results, to behaving during translation or program execution in a documented manner characteristic of the environment (with or without the issuance of a diagnostic message), to terminating a translation or execution (with the issuance of a diagnostic message).

这就是理论。现实是什么？

在“最佳”情况下，您将访问当前正在运行的程序所拥有的一些内存(这可能会导致您的程序行为异常)，或者您当前所拥有的不正在运行的程序(这可能会导致您的程序因段错误而崩溃)。或者您可能会尝试写入您的程序拥有的内存，但它被标记为只读；这也可能会导致您的程序崩溃。

这是假设您的程序在操作系统下运行，该操作系统试图保护同时运行的进程彼此之间。如果您的代码在“裸机”上运行，比如它是操作系统内核或嵌入式系统的一部分，那么就没有这种保护；你的行为不端的代码应该提供这种保护。在这种情况下，损坏的可能性要大得多，在某些情况下，包括对硬件(或附近的事物或人)的物理损坏。

即使在 protected 操作系统环境中，保护也并非总是 100%。例如，存在允许非特权程序获得 root(管理)访问权限的操作系统错误。即使拥有普通用户权限，故障程序也会消耗过多的资源(CPU、内存、磁盘)，可能会导致整个系统瘫痪。许多恶意软件(病毒等)利用缓冲区溢出来获得对系统的未经授权的访问。

(一个历史例子:我听说在一些带有 core memory 的旧系统上，在紧密循环中重复访问单个内存位置可能会导致该内存块融化。其他可能性包括破坏 CRT 显示器，并以驱动器柜的谐波频率移动磁盘驱动器的读/写磁头，使其穿过 table 并掉到地板上。)

而且总是有 Skynet担心。

底线是这样的:如果你可以编写一个程序来做坏事故意，那么至少理论上有可能一个有缺陷的程序不小心做同样的事情.

在实践中，非常在 MacOS X 系统上运行的错误程序不太可能发生比崩溃更严重的事情。但是不可能完全防止有缺陷的代码做坏事。

关于c - 越界访问数组有多危险？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/15646973/

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