C语言内存管理及栈攻击

内存管理

Linux虚拟内存空间分布（重要）

（1）bss段存放初始化的变量：

1.未初始化的全局变量和静态局部变量

初始值为0的全局变量和静态局部变量(依赖于编译器实现)

（2）.data数据段存放初始化的变量：

数据段通常用于存放程序中已初始化且初值不为0的全局变量、静态全局变量和静态局部变量。数据段属于静态内存分配(静态存储区)，可读可写。其中有一个.rodata段，一般用于存放常量字符串和只读变量。

（3）.text(代码段)

可执行文件加载到内存中的只有数据和指令之分，而指令被存放在.text段中，一般是共享的，编译时确定,只读，不允许修改

（4）.heap(堆)

用于存放进程运行时动态分配的内存，可动态扩张或缩减，这块内存由程序员自己管理，通过malloc/new可以申请内存，free/delete用来释放内存，heap的地址从低向高扩展，是不连续的空间

（5）.stack(栈)

记录函数调用过程相关的维护性信息，栈的地址一般从高地址向低地址扩展，是连续的内存区域

（6）共享库(libc.so)

静态链接库和动态链接库的区别：

不同操作系统下后缀不一样

	windows	linux
静态库	.lib	.a
动态/共享库	.dll	.so

加载方法的时间点不同

*.a 在程序生成链接的时候已经包含(拷贝)进来了

*.so 程序在运行的时候才加载使用

静态库把包含调用函数的库是一次性全部加载进去的，动态库是在运行的时候，把用到的函数的定义加载进去，所以包含静态库的程序所以用静态库编译的文件比较大，如果静态库改变了，程序得重新编译，相反的，动态库编译的可执行文件较小，但.so改变了，不影响程序，动态库的开发很方便
程序对静态库没有依赖性，对动态库有依赖性。

栈溢出（栈攻击）

堆栈的特点

栈增长方向（现在的内核）：高地址->低地址
函数调用栈的示意图

栈攻击

在旧版本的内核，栈空间是向下增长的由于栈空间后面紧挨着内核空间，所有一旦栈溢出，就会对内核空间进行非法访问，这样就是所谓的栈攻击（黑客常用攻击手段）

因此Linux内核在2.0升级维护的时候，在系统内核和栈之间增加了一个保护区，大概2M。作用是一旦栈溢出到了保护区，系统就自动报错（栈溢出错误）

还要一种做法，就是改变栈的增长方向，改为向下增长（Linux内核5.0的做法）。

栈攻击的实现

原理

如果忘了压栈的具体过程，可参考：

C/C++函数调用的压栈模型

当函数从入口函数main函数开始执行时，编译器会将我们操作系统的运行状态，main函数的返回地址、main的参数、main函数中的变量、进行依次压栈;当main函数开始调用func1()函数时，编译器此时会将main函数的运行状态进行压栈，再将func1()函数的返回地址、func1函数的参数、func1定义变量依次压栈;当func1调用func2的时候，编译器此时会将func2函数的运行状态进行压栈，再将func2函数的返回地址、func2函数的参数、func2定义变量依次压栈。

以向上增长的栈为例：

我们可以很容易的想到一种攻击方式，比如我们想要获取func2的使用权，我们可以在func1中使用一个数组，通过增加数组的大小，让它能够触及的地址一直增加，最终就能够越界获取到func2的入口地址，这样就能够获取到func2的使用权限