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使用 AddressSanitizer 检测栈内存越界错误

ds 2025/5/13 14:14:08

一、概述

在 C/C++ 编程中，栈内存越界 是一种常见而危险的内存错误，通常发生在局部变量数组被访问时索引越界。由于栈空间的结构特点，越界写入可能覆盖返回地址或其他局部变量，导致不可预测的行为甚至程序崩溃。传统的调试手段难以定位此类错误，而 AddressSanitizer（ASan） 提供了一种强大的检测手段。

二、什么是栈内存越界？

栈内存越界通常表现为对局部数组或变量的非法访问：

写入超出数组边界
读取未定义的栈空间

这类错误在编译阶段不会报错，运行阶段也可能不会立刻崩溃，因而很难发现。

三、示例代码

下面是一个典型的栈越界示例：

#include <stdio.h>void stack_overflow_example() {char buffer[10];for (int i = 0; i <= 10; ++i) {  // 注意：i <= 10 会写入 buffer[10]，越界！buffer[i] = 'A';}printf("Buffer: %s\n", buffer);
}int main() {stack_overflow_example();return 0;
}

这段代码分配了一个大小为 10 的栈数组 buffer，但循环访问了 11 个元素（下标 0 到 10），导致栈内存越界。

四、使用 ASan 编译和运行

要使用 ASan 检测该问题，请用支持 ASan 的编译器（如 GCC 或 Clang）加上 -fsanitize=address -g 选项进行编译：

clang -fsanitize=address -g stack_overflow.c -o stack_overflow

或者使用 GCC：

gcc -fsanitize=address -g stack_overflow.c -o stack_overflow

运行：

./stack_overflow

五、ASan 报告解读

运行程序后，ASan 会输出类似如下的错误信息：

报告说明：

stack-buffer-overflow 表示捕获栈缓冲区溢出错误。
WRITE of size 1 at 0x7ffff130b6ba thread T0：越界写入了 1 字节。
0x7ffff130b6ba ：发生越界的地址。
[32, 42) 'buffer' (line 4) <== Memory access at offset 42 overflows this variable buffer：显示了哪一个局部变量被越界访问。
[32, 42)：指出了越界的地方，buffer 占据了栈帧中的offset 32~41 的空间（共10字节）访问 offset 42触发越界。