再谈“0xC0000005读取写入位置冲突”——正确使用指针访问内存

最新推荐文章于 2025-01-27 13:01:46 发布

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#0xC0000005 #指针 #内存

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本文通过一个测试程序探讨了在C语言中不当使用指针进行字符串操作时出现的0xC0000005异常。重点分析了指针指向字符串常量并尝试修改其内容时引发的访问冲突错误。

转自：http://www.typecodes.com/cseries/pointermemaccess0xC0000005.html

在前面一篇文章中，总结了错误使用指针指向一个字符串常量，然后对该字符串常量进行写入操作导致出错：“未经处理的异常：0xC0000005: 读取/写入位置发生访问冲突”。这篇文章继续使用指针来探索这个问题。

1 测试程序：“异常: 0xC0000005: 写入位置 0xxxxxxxxx 时发生访问冲突”

下面是一个测试程序，主要是字符串的“连接”——strcat函数，malloc有迷惑性。其中，指针p1指向malloc在堆上开辟的连续内存块，数组p3是一种正确的字符连接方法。

/**
 * @FileName :  pointermemaccess0xC0000005.c
 * @Author   :  vfhky http://www.typecodes.com 2014.08.25 20:00
 * @Functions:  不正确使用指针p1导致出现“异常: 0xC0000005”和正确使用数组实现字符串的连接
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main( int argc, char * argv[] )
{
    char * p1 = (char *)malloc( sizeof(char)*20 );
    char p3[20]= "igkl";
    char * p2 = "efgh";
    p1 = "abcd";        //p1指向字符串"abcd"的首地址, 而不是把"abcd"拷贝到malloc开辟的内存块中
    strcat( p1, p2 );   //报错: 0xC0000005异常，访问冲突
    strcat( p3, p2 );   //正确
    printf( "p1=[%s], p2=[%s]\n", p1, p2 );
    printf( "p3=[%s], p2=[%s]\n", p3, p2 );

    //释放内存
    free( p1 );
    p1 = NULL;
    return 0;
}

</pre><pre name="code" class="cpp">

<h3><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">2 在vs中设置断点并调试</span></h3>如下图设置好断点后，单步执行到第10行。此时指针变量p1的值是 0x008734c0 ，p2的值是 0x00d75774 ，数组p3的起始地址是 0x0036f928 。

<img src="https://img-blog.youkuaiyun.com/20141205215314511?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvRmx5aW5nQmlyZF9TWEY=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center" alt="" />

<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">
</span>

2.1详细查看指针变量p1、p2以及数组p3的内存情况：（第10行）

此时，指针变量p1通过语句 char * p1 = (char *)malloc( sizeof(char)*20 ); 指向起始地址为 0x008734c0 到 地址 0x008734d3 的内存块（大小为 20 字节）。
<img src="https://img-blog.youkuaiyun.com/20141205215447003?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvRmx5aW5nQmlyZF9TWEY=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center" alt="" />

指针变量 p2 通过执行 char * p2 = "efgh"; 指向起始地址为 0x00d75774 的字符串“efgh”（共占 4 字节）。

<img src="https://img-blog.youkuaiyun.com/20141205215550296?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvRmx5aW5nQmlyZF9TWEY=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center" alt="" />

<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">
</span>

<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">数组 p3 通过 char p3[20]= "igkl"; 开辟了起始地址为 0x0036f928 的内存块（共占 4 字节），存储字符串“igkl”。</span>

<img src="https://img-blog.youkuaiyun.com/20141205215631773?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvRmx5aW5nQmlyZF9TWEY=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center" alt="" />

2.2继续单步调试并查看内存情况：（第11行）

上述变量初始化完毕后，单步执行到第 11 行的断点。这时指针变量p1由最初的指向 0x008734c0 变成指向字符串“abcd”的地址 0x00d7576c 。p2 的地址仍不变（0x00d75774），p3的地址也不变（0x0036f928）。

<img src="https://img-blog.youkuaiyun.com/20141205215813797?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvRmx5aW5nQmlyZF9TWEY=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center" alt="" />

详细查看指针变量p1的内存情况：起始地址是 0x00d7576c ，该内存块存储的字符串是“abcd”。

2.3继续单步调试并查看内存情况：（第12行）

然后，单步执行到第 12 行的断点，出现错误：test.exe 中的 0x0f85d2e9 (msvcr100d.dll) 处有未经处理的异常: 0xC0000005: 写入位置 0x00d75770 时发生访问冲突。也即在执行第11行的 strcat( p1, p2 ); 语句时，发生内存访问错误。该语句是把作为src的指针变量p2（0x00d75774）指向的内存块中的字符串“efgh”拷贝一份，然后复制到作为dst的指针变量p1（0x00d7576c）所指向内存块中的的字符串常量“abcd”后面。调用堆栈可以看到，当执行 msvcr100d.dll!strcat(unsigned char * dst, unsigned char * src) 对应的strcat.asm汇编文件中第178行语句 mov [edi], edx 时出错。

3 原因分析

其实，通过上面的单步调试，我们也已经知道原因了。现总结一下：因为指针变量p1（0x00d7576c）所指向的字符串常量“abcd”后面，也即字符'd'的地址是 0x00d7576c+3=0x00d7576f 。而它后面以地址 0x00d75770 开始的内存块是不属于指针变量p1的，没有访问权限，所以把拷贝自指针变量p2（0x00d75774）指向的字符串“efgh”到以 0x00d75770 为起始地址的内存块中会报错。可以把语句 p1 = "abcd"; 改成 p1 = p3;，然后直接使用 strcat( p1, p2 );，这样是合法的。