栈区的非法访问导致的死循环(x64)

简介: 这段内容主要分析了一段C语言代码在VS2022中形成死循环的原因,涉及栈区内存布局和数组越界问题。代码中`arr[15]`越界访问,修改了变量`i`的值,导致`for`循环条件始终为真,形成死循环。原因是VS2022栈区从低地址到高地址分配内存,`arr`数组与`i`相邻,`arr[15]`恰好覆盖`i`的地址。而在VS2019中,栈区先分配高地址再分配低地址,因此相同代码表现不同。这说明编译器对栈区内存分配顺序的实现差异会导致程序行为不一致,需避免数组越界以确保代码健壮性。

1.栈区问题:
解释以下代码为什么在vs2022里面会变为死循环?

include

int main()
{

int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 };
int i = 0;
system("pause");
for (i = 0; i <= 15; i++)
{
    printf("hehe\n");
    arr[i] = 0;
}
return 0;

}
该代码为非法访问了6次,这本身就出现了错误,但又为什么非访问了还变为了死循环呢?

那么为了解决疑惑我们看一下代码,

image.png

你看画红线的地方俩者的地址为一样也就是说arr[15]就是i,那么在越界访问的时候就会越界到

arr【15】,然后改变arr【15】的值从而改变i的值导致死循环。

通俗的解释也就是如上,(不同编译器i对应的地址不同,只是vs2022恰巧对应的为15,vs2019的为12),那么怎么用官方的话解释呢?

栈区内存的使⽤习惯是从低地址向 高地址使⽤的,所以变量i的地址是 较⼤的。arr数组的地址整体是⼩ 于i的地址。
注意:栈区的默认的使⽤习惯是先使⽤⾼地址,再使⽤低地址的空间,但是这个具体还是要编译器的 实现,⽐如:vs2022栈区的默认使用先使用低地址的空间;后使用高地址的空间;随着数组的下标增加,地址由低到高进行访问,当越界非法访问到arr【15】时恰巧访问的为i的地址,进行arr[i]=0的操作就会使得变为死循环;
在VS上切换到X64,这个使⽤的顺序就是相反的,在Release版本的程序中,这个使⽤的顺序也是相反 的

但是在vs2019里面

以下代码为死循环,上面的不是死循环

include

int main()
{
int i = 0;
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 };
system("pause");
for (i = 0; i <= 15; i++)
{
printf("hehe\n");
arr[i] = 0;
}
return 0;
}
原因就是

vs2022和vs2019栈区存放不同
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