执行 memcpy(0,0,0) 是否保证安全？

Question

我对C标准不是很精通，所以请多多包涵。

我想知道根据标准是否可以保证memcpy(0,0,0) 是安全的。

我能找到的唯一限制是，如果内存区域重叠，则行为未定义...

但是我们可以认为内存区域在这里重叠吗？

Answer 1

我有一个 C 标准 (ISO/IEC 9899:1999) 的草案版本，关于这个调用有一些有趣的事情要说。对于初学者，它提到（§7.21.1/2）关于memcpy那

声明为size_tn 的参数指定数组的长度 函数，在调用该函数时，n 的值可以为零。除非明确说明 否则，在本小节中对特定函数的描述中，指针参数 如 7.1.4 中所述，在此类调用中仍应具有有效值。在这样的呼叫中， 定位一个字符的函数没有发现任何出现，一个比较两个字符的函数 字符序列返回零，复制字符的函数复制零 字符。

这里指出的参考指向这一点：

如果函数的参数具有无效值（例如值 函数域外，或程序地址空间外的指针， 或者一个空指针，或者一个指向不可修改存储的指针，当对应的 参数不是 const 限定的）或函数不期望的类型（提升后） 使用可变数量的参数，行为未定义。

所以它看起来像根据 C 规范，调用

memcpy(0, 0, 0)

导致未定义的行为，因为空指针被认为是“无效值”。

也就是说，如果您这样做，如果 memcpy 的任何实际实现发生故障，我会感到非常惊讶，因为如果您说要复制零字节，我能想到的大多数直观实现根本不会做任何事情。

Answer 2

只是为了好玩，gcc-4.9 的发行说明表明它的优化器利用了这些规则，例如可以删除条件 in

int copy (int* dest, int* src, size_t nbytes) {
    memmove (dest, src, nbytes);
    if (src != NULL)
        return *src;
    return 0;
}

当调用copy(0,0,0) 时会产生意想不到的结果（参见https://gcc.gnu.org/gcc-4.9/porting_to.html）。

我对 gcc-4.9 的行为有些矛盾；该行为可能符合标准，但能够调用 memmove(0,0,0) 有时是对这些标准的有用扩展。

Answer 3

您还可以考虑在 Git 2.14.x（2017 年第三季度）中看到的 memmove 的这种用法

参见commit 168e635（2017 年 7 月 16 日）和commit 1773664、commit f331ab9、commit 5783980（2017 年 7 月 15 日）René Scharfe (rscharfe)。
^{（由@987654327 中的Junio C Hamano -- gitster -- 合并@，2017 年 8 月 11 日）}

它使用helper macro MOVE_ARRAY 来计算大小 基于为我们指定的元素数量并支持NULL 当该数字为零时的指针。
原始memmove(3) 与NULL 通话可以 导致编译器（过分急切地）稍后优化NULL 检查。

MOVE_ARRAY 添加了一个安全方便的助手，用于移动可能重叠的数组条目范围。
它推断元素大小，自动安全地相乘以获得以字节为单位的大小，通过比较元素大小进行基本类型安全检查，与 memmove(3) 不同，它支持 NULL 指针，如果要移动 0 个元素。

#define MOVE_ARRAY(dst, src, n) move_array((dst), (src), (n), sizeof(*(dst)) + \
    BUILD_ASSERT_OR_ZERO(sizeof(*(dst)) == sizeof(*(src))))
static inline void move_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size)
{
    if (n)
        memmove(dst, src, st_mult(size, n));
}

Examples:

- memmove(dst, src, (n) * sizeof(*dst));
+ MOVE_ARRAY(dst, src, n);

它使用macro BUILD_ASSERT_OR_ZERO 断言构建时依赖项作为表达式（@cond 是编译时条件，必须为真）。
如果条件不成立，或者编译器无法评估，则编译将失败。

#define BUILD_ASSERT_OR_ZERO(cond) \
(sizeof(char [1 - 2*!(cond)]) - 1)

例子：

#define foo_to_char(foo)                \
     ((char *)(foo)                     \
      + BUILD_ASSERT_OR_ZERO(offsetof(struct foo, string) == 0))

Answer 4

不，memcpy(0,0,0) 不安全。标准库可能不会在该调用中失败。但是在测试环境中，memcpy() 中可能存在一些额外的代码来检测缓冲区溢出和其他问题。而那个特殊版本的 memcpy() 对 NULL 指针的反应是，嗯，未定义。