为什么访问以 null 结尾的字符串会给出“垃圾或未定义”？答案

【问题标题】：Why is accessing a null-terminated string giving 'garbage or undefined'?为什么访问以 null 结尾的字符串会给出“垃圾或未定义”？
【发布时间】：2015-03-20 15:26:36
【问题描述】：

我有一个简单的 C 语言解释器，它在 scan-build 中产生以下警告：

$ scan-build gcc -Wall -g -std=c99 main.c 
scan-build: Using '/usr/bin/clang' for static analysis
main.c:14:11: warning: Assigned value is garbage or undefined
        c = *(program + instruction_index);
          ^ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1 warning generated.
scan-build: 1 bug found.

这是表现出这种行为的程序的最小版本：

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <alloca.h>

void eval_program(char *program) {
    int program_len = strlen(program);
    int data_index = 0, instruction_index = 0;

    char c;
    while (instruction_index < program_len) {
        c = *(program + instruction_index);

        switch (c) {
        case '>':
            data_index++;
            instruction_index++;
            break;
        default:
            instruction_index++;
            break;
        }
    }
}

char *read_string(int file_descriptor) {
    char *s = NULL;
    int total_bytes_read = 0;

    int BUFFER_SIZE = sizeof(char) * 1024;
    char *temp_buffer = alloca(BUFFER_SIZE);

    int bytes_read;
    // Not bothering checking the return code from read or realloc for
    // errors, because it doesn't affect scan-build's output.
    while ((bytes_read = read(file_descriptor, temp_buffer, BUFFER_SIZE))) {
        s = realloc(s, total_bytes_read + bytes_read);
        memcpy(s + total_bytes_read, temp_buffer, bytes_read);
        total_bytes_read += bytes_read;
    }

    s = realloc(s, total_bytes_read + 1);
    s[total_bytes_read] = '\0';

    return s;
}

int main() {
    char *program = read_string(0); // read from stdin
    eval_program(program);
    free(program);

    return 0;
}

该程序在使用 GCC 和-Wall -Wextra 编译时不会产生任何警告，那么为什么访问字符串垃圾或未定义？该程序在我的测试中运行良好。

这是一个没有错误检查 malloc 或 read 的最小示例，但 the warning still occurs if I use error checking。如果我将realloc 替换为malloc，也会出现警告。

【问题讨论】：

我真的没看出程序有什么问题，你读过clang的文档中的警告是什么意思吗？
@nos 是的，同样的错误。请注意，temp_buffer 永远不会传递给 realloc。
@user3121023 是的，但正如评论所说，修复并不会消除此错误。我试图保持我的例子简短，但see this version for the same warning even when checking for errors.
在我看来，被指控的代码没问题，所以它看起来像是误报。你用的是最新版的scan-build吗？
如果检查malloc()或realloc()的返回值是否为空，错误报告是否会改变？

标签： c clang clang-static-analyzer

【解决方案1】：

您可以将 read_string() 函数简化为：

char *read_string(int file_descriptor) {
    char *s = NULL;

    s = malloc(1);
    //memset(s,0,1);
    s[0] = 0;

    return s;
}

如果您在 memset() 调用中发表评论，警告就会消失。因此，我得出结论，在这种情况下，静态分析器是错误的。

【讨论】：

好吧，至少那给出了一个简明的错误报告。
谢谢，我已经根据您的最小化版本提交了bug 22289。

【解决方案2】：

代码没有问题。

这是 LLVM 的 clang-analyzer 中的误报错误，请参阅 bug 22289。

【讨论】：