空指针问题答案

【问题标题】：Null pointer issue空指针问题
【发布时间】：2018-03-14 10:40:28
【问题描述】：

我正面临 MISRA C 2004 违反规则 1.2“可能使用空指针。我正在使用的代码如下：

tm_uint8* diagBuf = 0u;
diagBuf[0] = diagBuf[0] + 0x40u; 
diagBuf[2] = 0x01u;
diagBuf[0] = diagBuf[0] + 0x40u;
diagBuf[2] = 0x01u;

这只是上述代码的一部分。有些语句有“IF”条件。

有人能指出我为什么会违反 MISRA 吗？

【问题讨论】：

显然，您使用的是空指针。 diafBuf 指向地址 0。
最好只是将其发回给开发人员并说“MISRA C 规则 1.2 违反 - 修复它”。
@Pras 不使用 malloc 不也是 MISRA 规则吗？
@AndrejsCainikovs 空指针一般不会“指向地址 0”
“可能使用空指针” - 这让我笑了

标签： c pointers null-pointer misra

【解决方案1】：

根据 1999 C 标准，第 6.3.2 节“指针”，第 3 段

值为 0 的整数常量表达式，或这种类型转换为 void * 的表达式称为空指针常量。如果将空指针常量转换为指针类型，则生成的指针（称为空指针）保证与指向任何对象或函数的指针不相等。

（请注意，我已将上面第一句末尾的交叉引用删除到脚注中，该脚注解释了 NULL 在 <stddef.h> 和其他标题中定义为空指针常量）。

这意味着

tm_uint8* diagBuf = 0u;

使用空指针常量初始化diagBuf，因为0u 是一个值为零的整数常量表达式。因此，diagBuf 被初始化为空指针。

还有以下陈述

diagBuf[0] = diagBuf[0] + 0x40u; 
diagBuf[2] = 0x01u;

两者都取消引用空指针。根据 C 标准，这是未定义的行为。

因此，报告的 Misra 违规行为是完全正确的。

此类代码可接受的情况（例如，可以编写豁免 Misra 规则的理由，并在系统开发环境中获得批准）在实践中非常有限。

【讨论】：

我认为您是对的，因为我向软件开发人员解释了这些问题，然后他也同意您提到的事情。另外，我不明白为什么人们对这个帖子投了反对票。我确实研究过空指针和 MISRA 规则。

【解决方案2】：

你将 0u (so, 0, so NULL) 影响到 diagBuf，然后你将它与 "diagBuf[0]" 一起使用。

要么分配它（malloc），要么更正声明以满足您的需要（tm_uint8 diagBuf[3]; 至少）

【讨论】：

【解决方案3】：

C11 6.3.2.3 状态：

值为 0 的整型常量表达式，或这种类型转换为 void * 的表达式称为 空指针常量

这是 C 语言中唯一可以将指针分配给值 0 的情况 - 以获取空指针。问题中的行永远不能用于将指针设置为指向地址 0，因为在所有其他情况下，将整数值分配给指针是无效的 C。

如果我们通过简单赋值C11 6.5.16.1的规则，那么不存在=的左操作数是指针而右操作数是算术类型的情况。这个规则在标准中是很明确的，int* ptr = 1234;这样的代码简直就是无效的C，一直都是无效的C（这是对标准的“违反约束”）。让它通过而没有警告/错误的编译器是垃圾，不符合标准。

简单赋值列出了一个有效异常 (C11 6.5.16.1)：

左边的操作数是一个原子的、合格的或不合格的指针，右边是一个空指针常量

这是问题中的代码编译的唯一原因。

现在如果你真的想指向硬件地址 0，你必须这样写：

volatile uint8_t* ptr = (volatile uint8_t*)0u;

这会强制将整数 0 转换为指向地址 0 的指针。由于右操作数既不是0 也不是零转换为void*，它不是 null指针常量，因此ptr 不是空指针。

C 标准清晰，MISRA-C 与标准完美兼容。

与问题无关的错误和问题：

在指向硬件地址时不使用 volatile 始终是一个错误。
使用diagBuf[0] + 0x40u 将位设置为1 是一种不好的方法。如果该位已设置，那么您将遇到一个巨大的错误。请改用|。
假设diagBuf 是一个指向字节的指针，那么diagBuf[0] = diagBuf[0] + 0x40u; 是违反规则10.3 的MISRA-C:2012，因为您将更宽的类型（“基本上无符号”）分配给了更窄的类型。符合 MISRA 的代码是：
```
diagBuf[0u] = (tm_uint8)(diagBuf[0u] + 0x40u;);
```

【讨论】：