离开函数后对象仍然可以访问答案

【问题标题】：Object is still reachable after leaving the function离开函数后对象仍然可以访问
【发布时间】：2021-04-29 18:17:59
【问题描述】：

#include <stdio.h>

typedef struct node {
  int val;
} node;

node *copy(node *x) {
  node *tmp = &((node){.val = 10});                                             
  return tmp;
}

int main() {
  // node *a = &((node){.val = 9});
  node *a = 0;
  a = copy(a);
  printf("%d\n", a->val);
  return 0;
}

据我所知，函数堆栈中的每个对象在离开函数后都将无法访问。但是，它没有。

我使用 GDB 来检查对象在哪里。

(gdb) b 9
(gdb) b 16
(gdb) r
(gdb) p $rsp
$8 = (void *) 0x7fffffffdcc0
(gdb) p $rbp
$9 = (void *) 0x7fffffffdcf0
(gdb) p tmp
$7 = (node *) 0x7fffffffdcdc
(gdb) c

(gdb) p $rsp
$10 = (void *) 0x7fffffffdd00
(gdb) p $rbp
$11 = (void *) 0x7fffffffdd10
(gdb) p a
$12 = (node *) 0x7fffffffdcdc

您可以看到变量“a”指向0x7fffffffdcdc，它不在$rsp 和$rbp 之间。最后程序打印“10”，没有任何错误信息。我不明白为什么它可以工作。

【问题讨论】：

程序有未定义的行为。您可以创建多种具有未定义行为的程序，它们将按预期工作。还要注意函数参数x没有使用。
参考：C11 6.5.2.5p5：“[...] 复合文字 [...] 具有与封闭块关联的自动存储持续时间。”
从语言的角度来看，程序具有未定义的行为，未定义行为的可观察效果可以是任何东西，包括程序按预期工作的外观。从实际目的来看，在这么短的程序中，用于保存现已失效对象的内存在对象被销毁后并没有被重用，因此您仍然可以查看该内存并找到您期望的数据。尝试在copy 之后但在打印值之前调用另一个不相关的函数。
我使用gcc -O0 -g -std=c99 -Wall -Werror -fsanitize=undefined main.c 来检测未定义的行为，但标准输出为空。
静态分析不会捕获所有未定义行为的实例 - 这需要更深入的分析。碰巧-O3 会执行如此深入的分析，并且如果您设置问题已被捕获。如果您想将编译器用作穷人的静态分析工具，请始终使用高优化级别。 node y = {.val = 10} ; return &y; 等更简单的成语在-O0 中被捕获。在-O3 它被没有 sanitize 捕获。优化器是比sanitize 更好的静态分析工具（至少在这方面）。

标签： c pointers struct lifecycle

【解决方案1】：

当一个对象超出范围时，你不能再通过它的符号名来访问它。

如果您将指针（内存地址）指向对象并按原样返回，则指针指的是对象曾经存在过的内存。当对象超出范围时，该内存内容不会发生任何特别变化 - 它只是可用于其他目的。所以如果那块内存还没有被重用，那么对象占用的内存没有改变就不足为奇了。

你正在看一个物体的幽灵。它不会存活很长时间。例如，如果你这样做：

  printf("%d\n", a->val);
  printf("%d\n", a->val);

您很可能会发现在第二次printf() 调用时它已被修改，因为printf() 调用已使用了先前由tmp 占用的堆栈空间。 p>

严格来说，这是未定义的行为，任何事情都可能发生。在实践中，我所描述的是“典型”——如果你发生了不同的事情，那么耸耸肩，其他事情也是可能的。

【讨论】：

是的，现在我可以看到不同的输出了。