为什么C变量的内存地址不固定？

Question

我是一名CS本科生，刚刚了解虚拟内存。 我对以下程序进行了实验。

#include<stdio.h>
int ready0; 
int main(void) {
  int ready;
  printf("ready0 at %p, ready at %p. \n", (void*)&ready0, (void*)&ready); 
} 

我认为，由于该程序仅处理虚拟内存，因此在程序看来，它是计算机上唯一运行的进程。 我还看了看反汇编的代码，它看起来很确定。 因此，如果我多次运行该程序，结果应该是相同的。 但是，实验表明事实并非如此。 为什么实验与我预期的不同？ 是什么导致每次我运行该程序时结果都不同？

如果您有兴趣，这里是Mac OS X Yosemite上的一些实验结果。

$ ./sp
ready0 at 0x102b18018, ready at 0x7fff5d0e876c. 
$ ./sp
ready0 at 0x107c09018, ready at 0x7fff57ff776c. 
$ ./sp
ready0 at 0x10aa9c018, ready at 0x7fff5516476c. 
$ ./sp
ready0 at 0x10d56d018, ready at 0x7fff5269376c. 
$ ./sp
ready0 at 0x10da1c018, ready at 0x7fff521e476c. 
$ ./sp
ready0 at 0x109aff018, ready at 0x7fff5610176c. 
$ ./sp
ready0 at 0x107c31018, ready at 0x7fff57fcf76c. 
$ ./sp
ready0 at 0x10fab1018, ready at 0x7fff5014f76c. 

Answer 1

在过去，您通常是对的。 指向main入口的堆栈指针通常是相同的（但它也取决于您的环境，请参见environ（7） ...）。 在您的ABI规范和execve（2） syscall中提供了详细信息（尤其是Linux ） 。 您（和我的）ABI通常是AMD64 ABI 。

为了安全起见，当前系统具有ASLR （地址空间布局随机化）（（您可以通过echo 0 > /proc/sys/kernel/randomize_va_space禁用系统范围的root用户运行权限；这会打开一个安全漏洞）。 因此，进入main的堆栈指针有点随机。

^{提示：如果使用gdb监视点，则可能要禁用ASLR。}

Answer 2

这是由于地址空间布局随机化。

从Wiki：

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地址空间布局随机化（ASLR）是一种计算机安全方法，它涉及在进程的地址空间中随机安排关键数据区域的位置，通常包括可执行文件的基础以及库，堆和堆栈的位置。

好处

地址空间随机化使攻击者更难预测目标地址，从而阻碍了某些类型的安全攻击。 例如，尝试执行返回libc攻击的攻击者必须找到要执行的代码，而其他尝试执行注入到堆栈中的shellcode的其他攻击者则必须先找到堆栈。 在这两种情况下，相关的内存地址都会被攻击者遮盖。 必须猜测这些值，并且由于应用程序崩溃，通常无法恢复错误的猜测。

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