C语言中入栈顺序与变量输出
时间：2018-09-29 来源：未知
1).内存区域划分：
图1 程序运行时的内存区域
如图所示：C程序中，栈区主要存储函数的参数，局部变量等，并且栈底为高地址，栈顶为低地址（如图：由高地址向低地址扩展）。
2).入栈顺序：
A:函数参数的入栈顺序：自右向左
原因：
函数参数的入栈顺序和具体编译器的实现有关。有些参数是从左向右入栈，如：Pascal语言从左到右入栈(不支持变参)，被调用者清栈；有些语言还可以通过修饰符进行指定，如：Visual C++；但是C语言（cdecl）采用自右向左的方式入栈,调用者清栈。
这是因为自右向左入栈顺序的好处就是可以动态的变化参数个数。通过堆栈分析可知，自左向右入栈方式中，前面的参数会被压入栈底。除非知道参数个数，否则无法通过栈指针的相对位移求得左边的参数。这样就无法实现可变参数。因此，C语言采用自右向左入栈顺序，主要是因为实现可变长参数形式（如：printf函数）。可变长参数主要通过第一个定参数来确定参数列表，所以自右向左入栈后，函数调用时栈顶指针指向的就是参数列表的第一个确定参数，这样就可以了。
例子1：
#include <stdio.h>
void print(int x, int y, int z)
{
printf("x = %d addr %p\n", x, &x);
printf("y = %d addr %p\n", y, &y);
printf("z = %d addr %p\n", z, &z);
}
int main()
{
print(1,2,3);//自右向入压栈
return 0;
}
运行结果：
x = 1 addr 0xbfb5c760 //栈顶，后压栈
y = 2 addr 0xbfb5c764
z = 3 addr 0xbfb5c768 //栈底，先入栈
B:局部变量的入栈顺序：
在没有栈溢出保护机制下编译时，所有局部变量按系统为局部变量申请内存中栈空间的顺序，即：先申请哪个变量，哪个先入栈，正向的。也就是说，编译器给变量空间的申请是直接按照变量申请顺序执行的。（见例子2）
在有栈溢出保护机制下编译时，入栈顺序有所改变，先按照类型划分，再按照定义变量的先后顺序划分，即：char型先申请，int类型后申请（与编译器溢出保护时的规定相关）；然后栈空间的申请顺序与代码中变量定义顺序相反（后定义的先入栈）。（见例子2）
例子2：stack.c
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[5] = {1,2,3,4,5};
int b[5] = {6,7,8,9,10};
char buf1[6] = "abcde";
char buf2[6] = "fghij";
int m = -1;
int n = -2;
printf("a[0] = %3d, addr: %p\n", a[0], &a[0]);
printf("a[4] = %3d, addr: %p\n", a[4], &a[4]);
printf("b[0] = %3d, addr: %p\n", b[0], &b[0]);
printf("b[4] = %3d, addr: %p\n", b[4], &b[4]);
printf("buf1[0] = %3d, addr: %p\n", buf1[0], &buf1[0]);
printf("buf1[5] = %3d, addr: %p\n", buf1[5], &buf1[5]);
printf("buf2[0] = %3d, addr: %p\n", buf2[0], &buf2[0]);
printf("buf2[5] = %3d, addr: %p\n", buf2[5], &buf2[5]);
printf("m = %3d, addr: %p\n", m, &m);
printf("n = %3d, addr: %p\n", n, &n);
}
没有栈溢出保护机制下的编译：
$ gcc stack.c -g -o stack -fno-stack-pprotector
$ ./stack
a[0] = 1, addr: 0xbfa5185c //数组内部，地址由低到高不变
a[4] = 5, addr: 0xbfa5186c //栈底，高地址
b[0] = 6, addr: 0xbfa51848
b[4] = 10, addr: 0xbfa51858
buf1[0] = 97, addr: 0xbfa51842
buf1[5] = 0, addr: 0xbfa51847
buf2[0] = 102, addr: 0xbfa5183c
buf2[5] = 0, addr: 0xbfa51841
m = -1, addr: 0xbfa51838
n = -2, addr: 0xbfa51834 //栈顶，低地址
可以看出入栈顺序：a -> b -> buf1 -> buf2 -> m -> n(先定义，先压栈)
栈溢出保护机制下的编译：
$ gcc stack.c -g -o stack
$ ./stack
a[0] = 1, addr: 0xbfc69130 //栈顶
a[4] = 5, addr: 0xbfc69140
b[0] = 6, addr: 0xbfc69144
b[4] = 10, addr: 0xbfc69154
buf1[0] = 97, addr: 0xbfc69160 //char类型，优先入栈
buf1[5] = 0, addr: 0xbfc69165
buf2[0] = 102, addr: 0xbfc69166
buf2[5] = 0, addr: 0xbfc6916b //栈底
m = -1, addr: 0xbfc69158
n = -2, addr: 0xbfc6915c //int类型，后压栈
可以看出入栈顺序：buf2 -> buf1 -> n -> m -> b -> a（char类型先入栈，int类型后入栈；先定义，后压栈）
3).指针越界输出：
例子3：stack1.c
#include <stdio.h>
int main()
{
char buf1[6] = "abcef";
char buf2[6] = "fghij";
int a[5] = {1,2,3,4,5};
int b[5] = {6,7,8,9,10};
int m = -1;
int n = -2;
char *p = &buf2[0];
printf("a[0] = %3d, addr: %p\n", a[0], &a[0]);
printf("a[4] = %3d, addr: %p\n", a[4], &a[4]);
printf("b[0] = %3d, addr: %p\n", b[0], &b[0]);
printf("b[4] = %3d, addr: %p\n", b[4], &b[4]);
printf("buf1[0] = %3d, addr: %p\n", buf1[0], &buf1[0]);
printf("buf1[5] = %3d, addr: %p\n", buf1[5], &buf1[5]);
printf("buf2[0] = %3d, addr: %p\n", buf2[0], &buf2[0]);
printf("buf2[5] = %3d, addr: %p\n", buf2[5], &buf2[5]);
printf("m = %3d, addr: %p\n", m, &m);
printf("n = %3d, addr: %p\n", n, &n);
printf("p[0] = %3d, addr: %p\n", p[0], &p[0]);
printf("p[6] = %3d, addr: %p\n", p[6], &p[6]);
printf("p[-6] = %3d, addr: %p\n", p[-6], &p[-6]);
printf("p[-42] = %3d, addr: %p\n", p[-42], &p[-42]);
printf("p[-43] = %3d, addr: %p\n", p[-43], &p[-43]);
printf("p[-53] = %3d, addr: %p\n", p[-53], &p[-53]);
printf("p[-54] = %3d, addr: %p\n", p[-54], &p[-54]);
printf("p[-55] = %3d, addr: %p\n", p[-55], &p[-55]);
printf("p[-56] = %3d, addr: %p\n", p[-56], &p[-56]);
printf("p[-57] = %3d, addr: %p\n", p[-57], &p[-57]);
printf("p[-58] = %3d, addr: %p\n", p[-58], &p[-58]);
printf("p[-59] = %3d, addr: %p\n", p[-59], &p[-59]);
}
栈溢出保护机制下的编译：
$ gcc stack1.c -g -o stack1
$ ./stack1
a[0] = 1, addr: 0xbff5ab6c //栈顶，0xbff5ab6c,低地址
a[4] = 5, addr: 0xbff5ab7c
b[0] = 6, addr: 0xbff5ab80
b[4] = 10, addr: 0xbff5ab90
buf1[0] = 97, addr: 0xbff5aba0 //&p[-6]
buf1[5] = 0, addr: 0xbff5aba5
buf2[0] = 102, addr: 0xbff5aba6 //&p[0]
buf2[5] = 0, addr: 0xbff5abab //栈底，0xbff5abab，高地址--->&p[6]:越界，值随机
m = -1, addr: 0xbff5ab94
n = -2, addr: 0xbff5ab98
p[0] = 102, addr: 0xbff5aba6 //&buf2[0]
p[6] = 0, addr: 0xbff5abac //&buf2[6]，越界，无初始值，值随机
p[-6] = 97, addr: 0xbff5aba0 //&buf1[0]，越界，已有初始值，buf1[0],p[-6]为97
p[-42] = 5, addr: 0xbff5ab7c //&a[4]
p[-43] = 0, addr: 0xbff5ab7b //&a[4] - 1字节，大小0x00 = 0
p[-53] = 0, addr: 0xbff5ab71 //&a[1] + 1字节，大小0x00 = 0
p[-54] = 2, addr: 0xbff5ab70 //&a[1]
p[-55] = 0, addr: 0xbff5ab6f //p[-55]到p[-58]能看出Linux是小端存储。
p[-56] = 0, addr: 0xbff5ab6e //小端存储：低地址存低位，高地址存高位
p[-57] = 0, addr: 0xbff5ab6d //a[0]=1，即：0x01 0x00 0x00 0x00(低位到高位)
p[-58] = 1, addr: 0xbff5ab6c //&a[0]
p[-59] = -65, addr: 0xbff5ab6b //&a[0] - 1字节，越界，无初始值，值随机
入栈顺序：(栈底：高地址)buf2 -> buf1 -> n -> m -> b -> a[4] -> a[0](栈顶：低地址)
&p[6]--&p[0]--&p[-6]--------------&p[-42]--&p[-58]--&p[-59]
问题：指针p越界会出现问题，如果在p[-6] = 'k';那么会导致因越界覆盖内存里面buf1[0]的值。
