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一、预备知识—程序的内存分配一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分1、栈区（stack）—由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。2、堆区（heap）—一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。3、全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。-程序结束后有系统释放4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。
二、例子程序这是一个前辈写的，非常详细
//main.cppinta=0;//全局初始化区inta=0;//全局初始化区char*p1;//全局未初始化区main(){intb;//栈chars[]="abc";//栈char*p2;//栈char*p3="";//\0在常量区，p3在栈上。staticintc=0;//全局（静态）初始化区p1=(char*)malloc(10);p2=(char*)malloc(20);//分配得来得10和20字节的区域就在堆区。strcpy(p1,"");//\0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的""优化成一个地方。}二、堆和栈的理论知识2.1申请方式
stack:由系统自动分配。例如，声明在函数中一个局部变量intb;系统自动在栈中为b开辟空间heap:需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数如p1=(char*)malloc(10);在C++中用new运算符如p2=(char*)malloc(10);但是注意p1、p2本身是在栈中的。
2.2申请后系统的响应栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
2.3申请大小的限制栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。
2.4申请效率的比较：栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。
2.5堆和栈中的存储内容栈：在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。
2.6存取效率的比较chars1[]="aaaaaaaaaaaaaaa";char*s2="bbbbbbbbbbbbbbbbb";aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的；但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。比如：
＃includevoidmain(){chara=1;charc[]="7890";char*p="7890";a=c[1];a=p[1];return;}
对应的汇编代码
10:a=c[1];A4DF1movcl,byteptr[ebp-0Fh]ADFCmovbyteptr[ebp-4],cl11:a=p[1];D8B55ECmovedx,dwordptr[ebp-14h]Amoval,byteptr[edx+1]010735FCmovbyteptr[ebp-4],al
第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到edx中，在根据edx读取字符，显然慢了。
2.7小结：堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。
三、windows进程中的内存结构在阅读本文之前，如果你连堆栈是什么多不知道的话，请先阅读文章后面的基础知识。
接触过编程的人都知道，高级语言都能通过变量名来访问内存中的数据。那么这些变量在内存中是如何存放的呢？程序又是如何使用这些变量的呢？下面就会对此进行深入的讨论。下文中的C语言代码如没有特别声明，默认都使用VC编译的release版。
首先，来了解一下C语言的变量是如何在内存分部的。C语言有全局变量(Global)、本地变量(Local)，静态变量(Static)、寄存器变量(Regeister)。每种变量都有不同的分配方式。先来看下面这段代码：
＃includestdio.hintg1=0,g2=0,g3=0;intmain(){staticints1=0,s2=0,s3=0;intv1=0,v2=0,v3=0;//打印出各个变量的内存地址printf("0x%08x\n",v1);//打印各本地变量的内存地址printf("0x%08x\n",v2);printf("0x%08x\n\n",v3);printf("0x%08x\n",g1);//打印各全局变量的内存地址printf("0x%08x\n",g2);printf("0x%08x\n\n",g3);printf("0x%08x\n",s1);//打印各静态变量的内存地址printf("0x%08x\n",s2);printf("0x%08x\n\n",s3);return0;}
编译后的执行结果是：
0xffxff7c0xffxd00xd40xd80xdc0xe00xe4
输出的结果就是变量的内存地址。其中v1,v2,v3是本地变量，g1,g2,g3是全局变量，s1,s2,s3是静态变量。你可以看到这些变量在内存是连续分布的，但是本地变量和全局变量分配的内存地址差了十万八千里，而全局变量和静态变量分配的内存是连续的。这是因为本地变量和全局/静态变量是分配在不同类型的内存区域中的结果。对于一个进程的内存空间而言，可以在逻辑上分成3个部份：代码区，静态数据区和动态数据区。动态数据区一般就是“堆栈”。“栈(stack)”和“堆(heap)”是两种不同的动态数据区，栈是一种线性结构，堆是一种链式结构。进程的每个线程都有私有的“栈”，所以每个线程虽然代码一样，但本地变量的数据都是互不干扰。一个堆栈可以通过“基地址”和“栈顶”地址来描述。全局变量和静态变量分配在静态数据区，本地变量分配在动态数据区，即堆栈中。程序通过堆栈的基地址和偏移量来访问本地变量。
├———————┤低端内存区域│……│├———————┤│动态数据区│├———————┤│……│├———————┤│代码区│├———————┤│静态数据区│├———————┤│……│├———————┤高端内存区域
堆栈是一个先进后出的数据结构，栈顶地址总是小于等于栈的基地址。我们可以先了解一下函数调用的过程，以便对堆栈在程序中的作用有更深入的了解。不同的语言有不同的函数调用规定，这些因素有参数的压入规则和堆栈的平衡。windowsAPI的调用规则和ANSIC的函数调用规则是不一样的，前者由被调函数调整堆栈，后者由调用者调整堆栈。两者通过“__stdcall”和“__cdecl”前缀区分。先看下面这段代码：
＃includestdio.hvoid__stdcallfunc(intparam1,intparam2,intparam3){intvar1=param1;intvar2=param2;intvar3=param3;printf("0x%08x\n",param1);//打印出各个变量的内存地址printf("0x%08x\n",param2);printf("0x%08x\n\n",param3);printf("0x%08x\n",var1);printf("0x%08x\n",var2);printf("0x%08x\n\n",var3);return;}intmain(){func(1,2,3);return0;}
编译后的执行结果是：
0xffxff7c0xffxffxff6c0xff70
├———————┤—函数执行时的栈顶（ESP）、低端内存区域│……│├———————┤│var1│├———————┤│var2│├———————┤│var3│├———————┤│RET│├———————┤—“__cdecl”函数返回后的栈顶（ESP）│parameter1│├———————┤│parameter2│├———————┤│parameter3│├———————┤—“__stdcall”函数返回后的栈顶（ESP）│……│├———————┤—栈底（基地址EBP）、高端内存区域
上图就是函数调用过程中堆栈的样子了。首先，三个参数以从右到左的次序压入堆栈，先压“param3”，再压“param2”，最后压入“param1”；然后压入函数的返回地址(RET)，接着跳转到函数地址接着执行（这里要补充一点，介绍UNIX下的缓冲溢出原理的文章中都提到在压入RET后，继续压入当前EBP，然后用当前ESP代替EBP。然而，有一篇介绍windows下函数调用的文章中说，在windows下的函数调用也有这一步骤，但根据我的实际调试，并未发现这一步，这还可以从param3和var1之间只有4字节的间隙这点看出来）；第三步，将栈顶(ESP)减去一个数，为本地变量分配内存空间，上例中是减去12字节(ESP=ESP-3*4，每个int变量占用4个字节)；接着就初始化本地变量的内存空间。由于“__stdcall”调用由被调函数调整堆栈，所以在函数返回前要恢复堆栈，先回收本地变量占用的内存(ESP=ESP+3*4)，然后取出返回地址，填入EIP寄存器，回收先前压入参数占用的内存(ESP=ESP+3*4)，继续执行调用者的代码。参见下列汇编代码：
;--------------func函数的汇编代码-------------------:EC0Csubesp,C//创建本地变量的内存空间:Bmoveax,dwordptr[esp+10]:B4Cmovecx,dwordptr[esp+14]:B8Bmovedx,dwordptr[esp+18]:Fmovdwordptr[esp],eax:Dleaeax,dwordptr[esp+10]:Cmovdwordptr[esp+04],ecx……………………（省略若干代码）:C43Caddesp,C;恢复堆栈，回收本地变量的内存空间:C3retC;函数返回，恢复参数占用的内存空间;如果是“__cdecl”的话，这里是“ret”，堆栈将由调用者恢复;-------------------函数结束-------------------------;--------------主程序调用func函数的代码--------------:A03push3//压入参数param3:A02push2//压入参数param2:A01push1//压入参数param1:EFFFFFFcall0//调用func函数;如果是“__cdecl”的话，将在这里恢复堆栈，“addesp,C”
聪明的读者看到这里，差不多就明白缓冲溢出的原理了。先来看下面的代码：
＃includestdio.h＃includestring.hvoid__stdcallfunc(){charlpBuff[8]="\0";strcat(lpBuff,"AAAAAAAAAAA");return;}intmain(){func();return0;}
编译后执行一下回怎么样？哈，“”0x”指令引用的”0x0”内存。该内存不能为”read”。”，“非法操作”喽！”41”就是”A”的16进制的ASCII码了，那明显就是strcat这句出的问题了。”lpBuff”的大小只有8字节，算进结尾的\0，那strcat最多只能写入7个”A”，但程序实际写入了11个”A”外加1个\0。再来看看上面那幅图，多出来的4个字节正好覆盖了RET的所在的内存空间，导致函数返回到一个错误的内存地址，执行了错误的指令。如果能精心构造这个字符串，使它分成三部分，前一部份仅仅是填充的无意义数据以达到溢出的目的，接着是一个覆盖RET的数据，紧接着是一段shellcode，那只要这个RET地址能指向这段shellcode的第一个指令，那函数返回时就能执行shellcode了。但是软件的不同版本和不同的运行环境都可能影响这段shellcode在内存中的位置，那么要构造这个RET是十分困难的。一般都在RET和shellcode之间填充大量的NOP指令，使得exploit有更强的通用性。
├———————┤—低端内存区域│……│├———————┤—由exploit填入数据的开始│││buffer│—填入无用的数据││├———————┤│RET│—指向shellcode，或NOP指令的范围├———————┤│NOP││……│—填入的NOP指令，是RET可指向的范围│NOP│├———————┤│││shellcode│││├———————┤—由exploit填入数据的结束│……│├———————┤—高端内存区域
windows下的动态数据除了可存放在栈中，还可以存放在堆中。了解C++的朋友都知道，C++可以使用new关键字来动态分配内存。来看下面的C++代码：
＃includestdio.h＃includeiostream.h＃includewindows.hvoidfunc(){char*buffer=newchar[];charbufflocal[];staticcharbuffstatic[];printf("0x%08x\n",buffer);//打印堆中变量的内存地址printf("0x%08x\n",bufflocal);//打印本地变量的内存地址printf("0x%08x\n",buffstatic);//打印静态变量的内存地址}voidmain(){func();return;}
程序执行结果为：
0xd00xffxc0
可以发现用new关键字分配的内存即不在栈中，也不在静态数据区。VC编译器是通过windows下的“堆(heap)”来实现new关键字的内存动态分配。在讲“堆”之前，先来了解一下和“堆”有关的几个API函数：
-HeapAlloc在堆中申请内存空间-HeapCreate创建一个新的堆对象-HeapDestroy销毁一个堆对象-HeapFree释放申请的内存-HeapWalk枚举堆对象的所有内存块-GetProcessHeap取得进程的默认堆对象-GetProcessHeaps取得进程所有的堆对象-LocalAlloc-GlobalAlloc
当进程初始化时，系统会自动为进程创建一个默认堆，这个堆默认所占内存的大小为1M。堆对象由系统进行管理，它在内存中以链式结构存在。通过下面的代码可以通过堆动态申请内存空间：
HANDLEhHeap=GetProcessHeap();char*buff=HeapAlloc(hHeap,0,8);
其中hHeap是堆对象的句柄，buff是指向申请的内存空间的地址。那这个hHeap究竟是什么呢？它的值有什么意义吗？看看下面这段代码吧：
#pragma