我是大家的老朋友CPU阿甘， 每天你一開(kāi)機(jī)，我就忙得不亦樂(lè)乎，從內(nèi)存中讀取一條條的指令，挨個(gè)執(zhí)行。
最早的時(shí)候我認(rèn)為程序都是順序執(zhí)行的，后來(lái)發(fā)現(xiàn)并不是這樣，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一條跳轉(zhuǎn)指令，讓我到另外一個(gè)內(nèi)存地址處去下一條指令去執(zhí)行。
時(shí)間久了我就明白這是人類代碼中的if ... else ，或者for ,while等循環(huán)導(dǎo)致的。
這樣跳來(lái)跳去，讓我覺(jué)得有點(diǎn)頭暈，不過(guò)沒(méi)有辦法，這是人類做出的規(guī)定。
后來(lái)我發(fā)現(xiàn)，有些指令經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)重復(fù)，尤其是下面這幾個(gè)：
pushl %ebp
movl %esp %ebp
call xxxx
ret
正當(dāng)我疑惑的時(shí)候，內(nèi)存炫耀地說(shuō)：這些指令是為了函數(shù)調(diào)用，建立棧幀所所必需的啊。
“函數(shù)調(diào)用？這是什么鬼？”
“函數(shù)調(diào)用你都不知道？ 我告訴你吧，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，甭管你是面向?qū)ο筮€是函數(shù)式、動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)、解釋還是編譯，只要想在我們馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)下運(yùn)行，最終都得變成順序、循環(huán)、分支，以及函數(shù)調(diào)用！”
內(nèi)存說(shuō)著給我舉了一個(gè)例子：
這個(gè)例子非常簡(jiǎn)單，一看就明白。
“但是棧幀是什么？”
“阿甘你知道棧是什么意思吧？”
“不就是一個(gè)先進(jìn)后出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)嗎？”
“對(duì)，通俗來(lái)說(shuō)：一個(gè)棧幀就是這個(gè)棧中的一個(gè)元素，表示了一個(gè)函數(shù)在運(yùn)行時(shí)的結(jié)構(gòu)。” 內(nèi)存繼續(xù)給我科普：
“你這種畫(huà)法好古怪，怎么倒過(guò)來(lái)了，棧底在上方，棧頂反而在下方！”
“這也是人類規(guī)定的，一個(gè)進(jìn)程的虛擬內(nèi)存中有個(gè)區(qū)域，就是棧，這個(gè)棧就是從高地址向低地址發(fā)展的啊?！?/p>
“奧，原來(lái)我執(zhí)行的代碼在一個(gè)叫做代碼區(qū)的地方存放著啊，執(zhí)行的時(shí)候會(huì)操作你的棧，對(duì)不對(duì)？”
“沒(méi)錯(cuò)，我再給你看看那個(gè)棧幀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)吧！”
這張圖看起來(lái)很復(fù)雜，但是和代碼一對(duì)應(yīng)，還是比較清楚的。
我心中模擬了一下這個(gè)執(zhí)行過(guò)程，hello()函數(shù)正在被執(zhí)行，當(dāng)要調(diào)用add函數(shù)的時(shí)候，需要準(zhǔn)備參數(shù)，即x = 10, y=20 。
還要記錄下返回地址，即printf(....)這個(gè)指令在內(nèi)存的地址。當(dāng)add函數(shù)調(diào)用完成以后，就可以返回到這里執(zhí)行了。
真正開(kāi)始執(zhí)行add函數(shù)的時(shí)候，也需要給它建立一個(gè)棧幀（其中要記錄下上個(gè)函數(shù)棧幀的開(kāi)始地址），還有這個(gè)函數(shù)的參數(shù)，在棧幀也會(huì)分配內(nèi)存空間，例如sum， buf等。
等到執(zhí)行結(jié)束，add函數(shù)的棧幀就廢棄了（相當(dāng)于從棧中彈出），找到返回地址，繼續(xù)執(zhí)行printf指令。
hello函數(shù)執(zhí)行完畢，也會(huì)廢棄掉，回到上一個(gè)函數(shù)的棧幀，繼續(xù)執(zhí)行，如此持續(xù)下去....
我對(duì)內(nèi)存說(shuō)：“明白了，我已經(jīng)迫不及待地想執(zhí)行一下這個(gè)函數(shù)，看看效果了?！?/p>
內(nèi)存說(shuō)：“真的明白了？正好，操作系統(tǒng)老大已經(jīng)發(fā)出指令，讓我們運(yùn)行了，開(kāi)始吧！”
建立hello函數(shù)的棧幀，調(diào)用add函數(shù)，建立add棧幀，執(zhí)行add函數(shù)的代碼， 一切都很順利。
add函數(shù)中調(diào)用了scanf ，要求用戶輸入一些數(shù)據(jù)，人類是超級(jí)慢的，我耐心等待。
用戶輸入了8個(gè)字符A，我把他們都放到了buf所在的內(nèi)存中：
但是人類還在輸入，接下里是一些很奇怪的數(shù)據(jù)，其長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了char buf[8]中的8個(gè)字節(jié)。
可是我還得把數(shù)據(jù)給放到內(nèi)存中啊，于是函數(shù)棧幀就變成了這個(gè)樣子。
（注：用戶輸入的數(shù)據(jù)是從低地址向高地址存放的。）
我覺(jué)得特別古怪的是，這個(gè)返回地址也被沖掉了，被改寫(xiě)了。
這個(gè)用戶到底要干啥？
add函數(shù)執(zhí)行完畢，要返回到hello函數(shù)了， 我明明知道返回地址已經(jīng)被改掉， 可是我沒(méi)有選擇，還得把那個(gè)新的（用戶輸入的）返回地址給取出來(lái)， 老老實(shí)實(shí)地去那個(gè)地址取出下一條指令去執(zhí)行。
完了，這根本就不是原來(lái)的prinf函數(shù)，而是一段惡意代碼的入口！
與此同時(shí)....
黑客三兄弟中的老三大叫： 大哥二哥，我的這次緩沖區(qū)溢出攻擊實(shí)驗(yàn)成功了！
“不錯(cuò)啊，你是怎么搞的？” 老大問(wèn)道。
“正如二哥說(shuō)的，那個(gè)scanf函數(shù)沒(méi)有邊界檢查，我成功地把代碼注入到了棧幀中，并且修改了返回地址！于是程序就跳到我指定的地方執(zhí)行了?！?/p>
聯(lián)系客服
