[CS50] 메모리 - 파일 쓰기

지난 강의에서는 아래 그림과 같은 메모리 구조에 대해 간략하게 알았다.

 

 

머신 코드 영역에는 프로그램이 실행될 때 그 프로그램이 컴파일된 바이너리가 저장된다.

 

글로벌 영역에는 프로그램 안에서 저장된 전역 변수가 저장된다.

 

힙 영역에는 malloc으로 할당된 메모리의 데이터가 저장되고 스택에는 프로그램 내의 함수와 관련된 데이터가 저장된다.

 

힙 영역에서는 malloc에 의해 메모리가 더 할당될수록 점점 사용하는 메모리의 범위가 아래로 늘어난다.

 

마찬가지로 스택 영역에서도 함수가 더 많이 호출될수록 사용하는 메모리의 범위가 점점 위로 늘어난다.

 

이렇게 메모리 사용 범위가 늘어나다 보면 제한된 메모리 용량 하에서는 기존의 값을 침범하는 상황도 발생할 수 있다. 이를 힙 오버플로우 또는 스택 오버플로우라고 한다.

 

스택은 우리가 여태껏 많이 사용해왔던 get_int나 get_string과 같은 함수에서도 사용된다. 만약 이런 함수들을 직접 구현한다면 아래와 같은 코드가 될 것이다.

 

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int x;
    printf("x: ");
    scanf("%i", &x);
    printf("x: %i\n", x);
}

 

#include <stdio.h>

// get_string
int main(void)
{
    char s[5];
    printf("s: ");
    scanf("%s", s);
    printf("s: %s\n", s);
}

위 코드들에서 scanf 함수는 사용자로부터 형식 지정자에 해당되는 값을 입력받아 저장하는 함수이다.

 

get_int 코드에서 int x를 정의한 후에 scanf에 x가 아닌 &x로 그 주소를 입력해주는 부분에 유의하기 바란다.

 

scanf 함수의 변수가 실제로 스택 영역 안에 x가 저장된 주소로 찾아가서 사용자가 입력한 값을 저장하도록 하기 위함이다.

 

반면 get_string 코드에서는 scanf에 그대로 s를 입력해주었다. 그 이유는 s를 크기가 5인 char 자료형의 배열로 정의했기 때문이다.

 

C 컴파일러는 문자 배열의 이름을 포인터처럼 다루기 때문에 scanf에 s라는 배열의 첫 바이트 주소를 넘겨주는 것이다.

 

이제 사용자로부터 입력을 받아 파일에 저장하는 프로그램도 작성할 수 있다.

#include <cs50.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    FILE *file = fopen("phonebook.csv", "a");
    char *name = get_string("Name: ");
    char *number = get_string("Number: ");
    fprintf(file, "%s,%s\n", name, number);
    fclose(file);
}

fopen 함수를 이용하면 파일을 FILE이라는 자료형으로 불러올 수 있다.

 

fopen 함수의 첫 번째 인자는 파일의 이름, 두 번째 인자는 모드로 r은 읽기, w는 쓰기, a는 덧붙이기를 의미한다.

 

사용자에게 name과 number라는 문자열을 입력받고 fprintf 함수를 이용해 printf에서처럼 파일에 직접 내용을 출력할 수 있다.

 

작업이 끝난 후에는 fclose 함수로 파일에 대한 작업을 종료해줘야 한다.

 

마지막으로 입력된 데이터를 처리할 때는 입력된 값의 길이를 미리 충분히 고려해야 한다.

 

예를 들어 char s[5];와 같은 배열의 크기를 정할 때는 사용자 입력이 배열의 크기를 초과하지 않도록 해야 한다. 그렇지 않으면 버퍼 오버플로우가 발생할 수 있다.

 

이를 방지하기 위해 fgets와 같은 안전한 입력 함수를 사용하는 방법도 있다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char s[5];
    printf("s: ");
    fgets(s, sizeof(s), stdin);
    printf("s: %s\n", s);
}

fgets 함수를 사용해 버퍼 오버플로우를 방지하고 최대 입력 길이를 지정해 안전하게 문자열을 입력받을 수 있다.

 

 

References

모두를 위한 컴퓨터 과학 (CS50 2019)

모두를 위한 컴퓨터 과학 (CS50 2019)