clang-tidy：访问数组或结构的原始内存时分配的值是垃圾或未定义

Question

运行 clang-tidy 时，我在访问数组地址时收到警告：

src/main.cpp:10:9: warning: Assigned value is garbage or undefined [clang-analyzer-core.uninitialized.Assign]
    sum += *(addr++);
        ^

代码是从一个更复杂的示例中剥离出来的（完整的校验和实现 - 取自 RFC1071 - 并使用结构而不是数组）：

#include <iostream>
#include <cstring>

static uint16_t csum(void* buffer, size_t size)
{
  uint32_t sum = 0;
  auto *addr = static_cast<uint16_t *>(buffer);
  while( size > 1 )  {
    /*  This is the inner loop */
    sum += *(addr++);
    size -= sizeof(*addr);
  }
  return static_cast<uint16_t>(~sum);
}

int main (int argc, char* argv[])
{
  uint32_t test[] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
  //memset(&test, 0, sizeof(test));
  uint16_t sum = csum(test, sizeof(test));
  std::cout << argc << " " << argv[0] << " " << sum << " " << sizeof(test) << std::endl;
}

clang-tidy 在数组的类型为 uint32_t 或 uint64_t（或使用任何自定义打包结构）时显示此 value is garbage or undefined，但在 uint16_t 或 uint8_t 时不显示 - 一些对齐问题？

但至少对我来说更令人惊讶 - 在取消注释 memset 时，uint32_t、uint64_t 或任何自定义打包结构不会显示警告 - 为什么？之前没有正确初始化吗？我是否遇到了一些没有正确定义 C/C++ 的区域？

或者clang-tidy 会分析csum 的每一个用法——还有那些buffer 的大小与size 变量不匹配的用法？

Answer 1

对于不是uint16_t 的所有内容，该警告在技术上是正确的。

您不能只是将指向某个类型化内存的指针重新解释转换为另一种不兼容的类型。其结果是未定义的行为，并且超出了 C++ 标准为您提供的任何保证。这里唯一出乎意料的情况是您没有收到uint_8 情况的警告，但我希望这只是为了避免在其他用例中出现误报。

为什么是 UB？因为您正在对超出定义的内存布局做出假设。你的代码例如由于这种演员阵容，小端机器和大端机器之间的行为完全不同。

您可以使用该模式绕过该警告：

uint8_t *src;
uint16_t tmp;
std::memcpy(&tmp, src, sizeof(tmp));
src += sizeof(tmp);

您不会执行任何非法强制转换，并且实际上对原始内存访问承担所有责任。