指针传递内存深入探讨(一)

本文通过分析《高质量C/C++程序设计指南》中的例子,深入探讨了在C/C++中使用指针作为参数传递内存时可能出现的问题。通过查看gcc编译后的汇编代码,解释了为什么在GetMemory函数中分配的内存无法被main函数正确访问,从而导致strcpy函数尝试写入非法地址,引发错误。文章以堆栈模型为辅助,帮助读者理解指针传递内存的工作原理。

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林锐的《高质量C/C++程序设计指南》有这样一个例子:

void GetMemory(char *p, int num)
{
 p = (char*)malloc(sizeof(char)*num);
}

int main()
{
 char *str = NULL;
 GetMemory(str, 100);
 strcpy(str, "hello");
 
}
书中也说这样用是完全错误的,但是错误的原因书中解释的并不是很容易让人理解

为了便于大家理解我们可以用gcc这个工具来查看汇编代码

以下是GetMemory函数:
 

.file "neicun.c"
 .text
 .align 2
.globl GetMemory
 .type GetMemory,@function
GetMemory:
 pushl %ebp
 movl %esp, %ebp
 subl $8, %esp
 subl $12, %esp
 pushl 12(%ebp)
 call malloc
 addl $16, %esp
 movl %eax, 8(%ebp)      //虽然将申请的内存空间的地址存放在了(%ebp+8)
                         //的位置但函数返到main函数后,刚才的函数工作栈的空间是
                         //无法访问的
                         //换句话说也就是GetMemory()没有和main函数中的str也就是
                         //(%ebp-4)这个局部的指针变量建立任何联系
以下是main函数: 

leave
 ret
.Lfe1:
 .size GetMemory,.Lfe1-GetMemory
 .section .rodata
.LC0:
 .string "hello"
 .text
 .align 2
.globl main
 .type main,@function
main:
 pushl %ebp                //将%ebp指针压入堆栈,保存原始%ebp
 movl %esp, %ebp           //保存原%esp的值
 subl $8, %esp             //为局部变量分配空间
 andl $-16, %esp           //16字节对齐
 movl $0, %eax             //%eax清0 
 subl %eax, %esp       
 movl $0, -4(%ebp)         //main中的栈   GetMemory中的栈
   
 subl $8, %esp
 pushl $100                //采用堆栈来传递参数,将100压入堆栈
 pushl -4(%ebp)            //将局部变量(%ebp-4)的值也就是str的值(str初始化为NULL)压入堆栈
 call GetMemory            //调用GetMemory     
 addl $16, %esp            //-------------------->注意这里很重要 通过堆栈指针上指的方式来清空堆栈

                           //堆栈指针以下的内存空间是无法访问的
 subl $8, %esp             //由于将两个参数压入堆栈所以堆栈指针共向上指了8个字节
 pushl $.LC0   
 pushl -4(%ebp)            //将str也就是(%ebp-4)它的值是0传递给strcpy()函数

 call strcpy               //strcpy()中试图将字符串"hello"写入0x0然而这是非法的

                           //所以运行是会报错非法写入内存
  
 addl $16, %esp  
 leave
 ret
.Lfe2:
 .size main,.Lfe2-main
 .ident "GCC: (GNU) 3.2 20020903 (Red Hat Linux 8.0 3.2-7)"

以下为内存中的堆栈模型:

 

请继续关注:

指针传递内存深入探讨(二)
指针传递内存深入探讨(三)

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