👩🏻‍💻 부스트코스 CS50 코칭스터디 2기 5주차

부스트코스 CS50 코칭스터디 5주차 주제는 '메모리' !

안 중요한 주제가 없다 정말,,,,
효율을 위해서라면 메모리를 안 따질 수가 없다

5주차에서는 포인터와 malloc(), free() 등
메모리와 관련된 내용에 대해 집중적으로 배우는 시간을 가졌다

📌 5주차 메모리

포인터(pointer) : 컴퓨터 메모리의 주소
어떤 변수에 주소를 저장할 때는 * 연산자 사용

예시) int *p = &n;
p는 int를 가리키는 포인터이며, n의 주소를 p에 저장
*p는 p의 주소로 가줘, &n은 n의 주소 로 지정
주소는 반드시 포인터에 저장해야 함
단순히 p가 n을 가리키고 있다고 생각해도 무방

메모리 할당 : 메모리 일부분을 가져와서 그곳을 가리키는 포인터를 주는 것
malloc() : 메모리 할당 함수, 괄호 안에는 할당 받을 메모리 크기를 입력
free() : 할당되었던 메모리를 반환

heap overflow : malloc()을 계속 호출해서 너무 많은 메모리를 할당해 메모리 속 다른 내용을 덮어씀
stack overflow : 자기 자신을 계속 호출하는 버그가 있는 프로그램을 실행할 때 발생
buffer overflow : 사진, 파일이 잘 열리지 않고 화면이 정지하거나 아예 동작하지 않는 상황이 생기는 것

이전에 팀미션 풀다가 포인터를 처음 보고 구글링을 해봤는데
전혀.. 정말 전혀.. 감이 잡히지가 않아서 막막했었다

이번에 강의 들으면서 포인터가 조금 익숙해지기 시작했고
살짝은 감이 잡힌 것 같았다 ✨

저번주 알고리즘 표기법보다는 이해가 잘됐다..ㅎㅎ

아직 표기법이 헷갈리긴 하지만 퀴즈도 무난하게 통과!

📌 5주차 팀미션

아래 내용은 이번 팀미션을 통해 '메모리와 Overflow 개념'에 대해 찾아보고 정리한 내용이다

1) 수업에서 언급되었던 Heap overflow와 stack overflow에 대해서 어떤 경우에 발생이 되는지 서술해주세요.

힙(Heap) 영역은 메모리를 할당받을 수 있는 커다란 영역으로, 사용자에 의해 메모리 공간이 동적으로 할당되고 해제된다. 메모리의 낮은 주소에서 높은 주소의 방향으로 할당하며, malloc() 또는 new 연산자를 통해 할당하고 free() 또는 delete 연산자를 통해 해제된다.

스택(Stack) 영역은 함수의 호출과 관계되는 지역변수와 매개변수가 저장되는 영역이다. 함수의 호출과 함께 할당되며 함수의 호출이 완료되면 소멸한다. 이렇게 스택 영역에 저장되는 함수의 호출 정보를 스택 프레임(Stack Frame)이라고 한다. 프로그램이 자동으로 사용하는 임시 메모리 영역으로, 메모리의 높은 주소에서 낮은 주소의 방향으로 할당된다.

힙 영역이 클수록 스택 영역이 작아지고 스택 영역이 클수록 힙 영역이 커진다. 스택의 지역변수는 사용되고 소멸하기 때문에 데이터 용량이 불확실하다. 따라서 스택 영역에서의 주소값은 밑에서부터 채워지며 그 다음 주소는 선언된 순서대로 정해진다. 반면 힙 영역에서의 주소값은 위에서부터 채워 내려지기 때문에 두 메모리 영역의 주소가 겹치게 되는 오버플로우(Overflow)가 발생할 수 있다. 즉, 힙이 위에서부터 메모리를 할당받아 내려오다가 스택영역을 침범하는 경우 또는 스택이 메모리를 할당받아 올라가다가 힙 영역을 침범하는 경우에 오버플로우가 발생한다.

[참고 자료 출처]
https://hwan-shell.tistory.com/13
https://velog.io/@hidaehyunlee/%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC-%EA%B5%AC%EC%A1%B0%EB%A5%BC-%EC%95%8C%EC%95%84%EB%B3%B4%EC%9E%90

2) Strcpy와 strncpy의 차이점을 서술해보세요. (어떤 것을 추천하는지와 그 이유에 대해서 서술해주세요.)

Strcpy()는 string copy의 약자로서 strcpy(char dst, const char src)와 같이 사용한다. Dst는 destination, src는 source의 줄임말로, src 문자열을 dst 버퍼에 복사, 저장한다는 의미이다. 하지만 src 문자열의 길이를 확인하지 않으므로 dst 버퍼를 초과하는 오버플로우가 발생할 수 있다. 오버플로우가 발생하면 이런 취약점을 이용하여 root 권한의 쉘을 획득할 수 있으며 악의적인 코드를 심어버릴 수도 있다. 이를 대응하기 위해 strncpy()가 등장했다.

Strncpy()는 string new copy의 약자로 strncpy(char dst, const char src, size_t len)와 같이 사용한다. Src 문자열의 length 만큼 dst 버퍼에 저장하기 때문에 src 문자열의 길이가 제한되어 있어 버퍼 오버플로우에 있어 안전하다. 하지만 strncpy의 경우에도 버퍼의 크기와 동일한 입력 문자열의 경우 종단 문자 null이 포함될 수 있기 때문에 버퍼의 크기와 같은 문자열도 확인해야 한다.

[참고 자료 출처]
https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=on21life&logNo=221479472885&proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F

3) 메모리 초기화, 복사, 이동, 비교와 같은 함수가 라이브러리에 있습니다. 사용방법을 숙지하고, 간단하게 코드로 구현 후 정상적으로 동작이 되는지 확인해보세요.

1. 메모리 초기화 memset()

메모리를 초기화할 때에는 memset()을 사용할 수 있다. Memset()을 사용할 때에는 초기화할 변수(포인터 변수), 초기화 해줄 값, 초기화 해줄 영역의 크기 순으로 매개변수를 입력해준다. Memset()을 이용하기 위해서는 memset()이 정의되어 있는 string.h 파일을 포함해야 사용 가능하다.

2. 메모리 복사 memcpy()

Memcpy()는 string.h 파일에 정의되어 있으며, 메모리를 복사할 때 사용한다. Memcpy(복사할 주소, 복사할 값, 복사할 길이)로 사용 가능하다.

3. 메모리 이동 memmove()

Memmove() 또한 string.h 파일에 정의되어 있으며, 사용법은 memmove(옮길 위치, 복사 시작 위치, 복사할 길이) 이다. Memmove()는 memcpy()와 달리 메모리 공간이 겹쳐도 된다는 장점이 있어 memcpy()보다 자주 사용되곤 한다.

4. 메모리 비교 memcmp()

Memcmp()도 string.h 파일에 포함되어 있으며 사용법은 memcmp(비교할 값1, 비교할 값2, 데이터 개수)이다. 메모리가 같다면 0, 비교할 값1이 크면 1, 비교할 값1이 작으면 -1을 반환한다.

[참고 자료 출처]
https://m.blog.naver.com/errorsoft666/221875718137
https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=sharonichoya&logNo=220508334439&proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F
https://aossuper8.tistory.com/22

📌 5주차 라이브 강의

평일 스터디를 구한 뒤 금요일에 라이브로 강의를 들을 수 없게 돼서
토요일에 3~10시에 녹화본으로 강의를 들을랬는데...
다른거 하다가 10시 3분에야 생각이 나버렸다 😭😭😭

마지막 6주차 라이브 강의는 절대 놓치지 말아야지ㅠㅠ

📌 5주차 후기

C언어랑 짱친이 된건 아니지만 CS에 대한 개념을 잡아가는 것 같아 기분이 좋다
C언어를 본격적으로 배우겠다! 보다는 기초를 다지고 싶어서 시작한 것이기 때문에,,,,

이렇게 메모리에 대해서도 공부했으니 앞으로 자바스크립트, 리액트로 개발을 할 때에도
메모리를 낭비하고 있진 않은지도 살펴보도록 주의해야 겠다 🔥