缓冲区溢出实验中栈内变量间存在“间隙”的原因咨询

首先看你提供的测试代码：

#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv) {
    int modified;
    char buffer[64];
    modified = 0;
    gets(buffer);
    if(modified != 0)
        printf("Changed!");
    else
        printf("Not changed!");
}

你的实验场景：

我正在开展缓冲区溢出实验，编译命令为gcc -g -fno-stack-protector test1.c -o test1。当程序执行到if(modified != 0)时，基址指针为0x00007fffffffdfe0，基址指针下方是存储整数0的4字节（对应变量modified），但char buffer[64]并未紧跟在int modified之后，中间存在4字节0与0x00007fff的“间隙”，之后才是我输入的64个A。

问题解答 #

这个间隙其实是x86-64平台的栈内存对齐机制导致的，具体细节如下：

• x86-64架构遵循System V应用二进制接口（ABI）规范，其中明确要求函数调用时栈指针必须保持16字节对齐。哪怕你关闭了栈保护（-fno-stack-protector），编译器依然会严格遵守这个底层硬件和ABI的规则。
• 你的变量modified是4字节的int类型，而buffer是64字节的字符数组。编译器在分配栈空间时，会从高地址向低地址依次安排变量，但为了让后续的buffer以及整个栈帧满足16字节对齐要求，会在modified和buffer之间自动插入4字节的填充（也就是你看到的“间隙”）。这样modified（4字节）+填充（4字节）+buffer（64字节）的总长度是72字节，能完美契合栈对齐的要求。
• 另外，编译器通常会优先分配小尺寸的非数组变量（比如这里的modified），再分配数组类的大块内存，这种分配顺序加上对齐要求，就必然会产生这段填充间隙。

本质上，这段间隙是编译器为了保证内存访问的效率和正确性，遵循平台规范插入的填充字节，和栈保护没有关系——哪怕你关闭了栈保护，对齐规则依然会生效。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Carol Ward