我可以通过指针访问受限内存 space

Question

所以当我学习指针时，我有了一个疯狂的想法：如果我打印一个指针，它会给出内存中的一个地址，如果是这样，实际读取计算机内存的哪一部分？例如

#include <iostream>
using namespace std;
main()
{
   int a=1;
   int* ptr=&a;
   int i=0;
   while(1)
   {
      cout<<(ptr+i)<<"\t"<<*(ptr+i)<<"\n";
      i++;
   }
}

当我运行这个程序（考虑到没有错误）时，它给了我来自 &a ++ 的地址。所以它循环遍历内存中的地址，并显示存储在那里的信息。所以我的问题是，正在读取内存的哪一部分？我是否有可能访问每个内存位置（存储在每个内存中的值）？我可以通过这样的方式删除（这听起来很愚蠢）我电脑上的文件吗

ptr=nullptr;
while(1)
{
   *(ptr+i)=0;
   i++;
}

我不知道我的语法是否正确，虽然你明白了。我不敢运行在我的电脑上...

Answer 1

If I print a pointer, it gives an address in the memory, and if so, what part of the computer's memory is actually read?

解释可执行文件如何工作的最简单方法是，首先将可执行文件从 ROM（HHD and/or SSD）加载到 RAM，然后 CPU 执行。当你引用一个 valid 变量的指针时，它显示的是该变量在 RAM 中的内存地址。

When I run this program (considering no errors) it gives me addresses from &a ++. So it loops through addresses in memory, and displays the information stored there. So my question is, which part of the memory is being read?

它显示可执行文件可能不拥有的内存位置。你不应该访问你不允许的内存！通常它会触发一个运行时错误声明：Access Violation Reading Location 0x....

And is it possible for me to access every single memory location (the value that is stored in each)?

不，你不能也不应该。那是因为 OS 不允许您读取不属于您的内存，这是一种安全威胁。如果要访问一块内存，先分配它。

Can I delete (this sounds stupid as hell) files on my computer by sth like this

不是，文件是存在ROM中的，而你在那个指针中指向的是RAM中的。

I don't dare run this on my computer...

是的，你不应该也不能这样做，因为 OS 可能会阻止你这样做（某些操作系统可能不会严格执行，即：嵌入式系统）。

Answer 2

一般意义上，动态分配的space通常放置在称为堆或空闲存储的程序段中。您必须使用 new 关键字让计算机从该堆 space.

分配内存

当你运行 out of heap space，例如当你一直动态分配新的指针但不删除未使用的指针时，可能会发生这样的错误std::bad_alloc

另一方面，如果您尝试访问非动态分配的内存。 Segmentation Fault 几乎肯定会发生。一个非常简单的示例是当您尝试读取越界数组元素时。由于 C++ 没有绑定检查。您可以轻松地冒险进入危险区域并禁止非法内存访问。在您的情况下，尝试访问分配的内存旁边但未分配给您的内存会导致分段错误。当然，你肯定可以打印内存。但是访问内存和实际改变它的内容是完全不同的事情。

Answer 3

代码是程序编译后应该做什么的抽象描述。这种抽象描述的基础是标准中指定的 C++ 语言。标准中没有任何内容指定获取任意指针、递增它然后取消引用它的含义（除非所有这些都发生在数组内）。官方术语是：未定义的行为。如果您编译具有未定义行为的代码，则任何事情都可能发生。这有点像强迫某人将“foofoo moomoo”从英语翻译成另一种语言。

在存在未定义行为的情况下，我们可以使用我们对 C++ 定义明确的部分的了解，并尝试推断当您编译运行具有未定义行为的代码时会发生什么。然而，这是徒劳的，因为有时编译器可以检测到 UB 并采取相应的行动。如果你要求编译器编译你的代码，在生成的可执行文件中根本不需要任何指针增量（因为你的指针增量和后续的取消引用是未定义的）。

如果您仍然想知道生成的可执行文件实际做了什么，您需要研究编译器的输出，例如汇编。但是，当代码具有未定义的行为时，根据编译器、版本和设置的不同，结果会大不相同，请不要感到惊讶。

Answer 4

当运行一个C或C++程序时，地址可以分为以下几类：

已通过报告 const 限定对象地址的语言结构使 C 或 C++ 程序可用的对象。
那些已通过语言结构提供给 C 或 C++ 程序，但不是从 const 限定对象派生的对象。
空地址。
语言实现已被环境授予独占使用权，但尚未通过语言构造提供给程序的那些。
那些语言实现一无所知。

如果代码尝试对前三类以外的任何地址执行任何操作、尝试访问前两类以外的任何地址的存储或尝试在任何地址写入存储，将会发生什么，该标准没有强加任何要求那不属于第二类。

然而，设计用于低级编程任务的实现将定义超出标准规定的行为。最值得注意的是，此类实现将“以环境的 [记录] 时尚特征”处理类型 #5 的访问，无论何时以及环境记录它的行为都会记录其行为。

例如，如果一个是运行一个以 Commodore 64 为目标的 C 实现，例如，一个执行 *(char volatile*)0xD020 = 2;，这将导致屏幕边框变成红色，因为Commodore 64 记录了写入该特定地址的效果。 C 编译器对诸如“屏幕”、“边框”或“红色”之类的概念一无所知，但它不需要知道这些东西。它只会执行对地址 0xD020 的写入，硬件会通过更改颜色控制锁存器中的值来响应，这些锁存器在光栅扫描位于边界区域时随时采样。此类代码仅在定义将值 2 存储到地址 0xD020 的效果的平台上才有意义，但用于低级编程的实现不应该期望知道，因此不应该关心此类构造何时会或将会没有用，因为程序员通常比编译器作者更了解目标环境。

顺便说一句，UB 可以擦除存储介质的想法可能与以下事实有关：在某些机器上，例如 Apple //c，或任何在插槽 6（通常位置）中带有软盘控制器的 Apple II 系列机器)，当软盘驱动器为运行（包括软盘驱动器访问的第一秒左右的任何时间）时访问（甚至读取）地址 0xC0EF 将导致驱动器开始覆盖当前磁道上的数据，直到下次访问 0xC0EE 时。尽管大多数读取在大多数平台上都没有副作用，但杂散读取可能造成灾难性后果的平台不仅仅是理论上的。

Answer 5

不，如果你能做到这一点，那么“限制”就没有用了。

过去 - 想想：MS-DOS 和 Windows 3.1 天 - 你可以做到这一点。而且它会覆盖属于其他程序的内存，并可能导致计算机崩溃。

现代操作系统使用一种称为虚拟内存的技术，操作系统控制您的地址！每当您访问指针 0x12345678 时，CPU 都会在 页 table 中查找有关页 0x12345 的信息。

如果该页面属于您的程序，它会将页面地址更改为页面 table 所说的内容 - 所以现在是 0xabcde678 - 并从该 RAM 芯片获取数据。这允许操作系统在您的程序不注意的情况下移动页面。前一秒0x12345678是0xabcde678，后一秒是0x54321678，分不出来

如果它不是属于您的程序的页面，则页面table中不会有新地址。在这种情况下，CPU 引发 页面错误异常 - 它调用操作系统中处理页面错误的特定函数.这个函数会发现页面错误没有充分的理由（因为有一些很好的理由）。它结束你的程序并弹出一个消息框说“这个程序遇到了问题，需要关闭”。

Answer 6

我在Visual Studio Community 2019测试过你的程序，打印了很多内存位置，但是几秒后，抛出一个异常：read access violation。程序中的所有变量都是在堆栈上创建的。循环的第一次迭代显示变量 'a'（值 1）的内容，它在堆栈中，但下一次迭代显示的内存内容也属于程序的堆栈。最后尝试读取出栈内存位置，抛出异常。在 MS-DOS 时代，尝试读取程序堆栈之外的内存不会有任何问题，因为操作系统不保护内存位置。

当我尝试使用“*(ptr + i) = 0;”写入内存位置时抛出的不是读取它们，而是写访问冲突异常。在 MS-DOS 时代，这会导致覆盖程序堆栈之外的内存位置，这会影响其他运行程序，可能计算机会挂起，您将不得不重新启动它，它在使用指针时出错时很常见。

我可以通过指针访问受限内存 space

Can I access restricted memory space by pointers

c++

pointers

memory-management