如果 strncpy 将随机数据复制到缓冲区中会发生什么？答案

【问题标题】：What happens if strncpy copies random data into a buffer?如果 strncpy 将随机数据复制到缓冲区中会发生什么？
【发布时间】：2019-01-25 01:40:25
【问题描述】：

假设您有一个char 缓冲区，您想将std::string 复制到其中。即使缓冲区有足够的大小，将额外数据复制到字符串范围之外的缓冲区是否会产生后果？

例子

std::string my_string = "hello";
char my_buffer[128];
memset(my_buffer, 0, 128);

strncpy(my_buffer, my_string.c_str(), 128);

所以“hello”会被复制到my_buffer，但my_string 之后的其他 123 个字节数据也会如此。这有什么后果吗？缓冲区保存其他数据是否有害？

【问题讨论】：

strncpy 将字符串作为参数？
那不会编译...
即使缓冲区有足够的大小，将太多数据复制到缓冲区中是否会产生后果？ -- 什么？是不是太多了？
你应该阅读the documentation。密切注意小字，然后假装strncpy()不存在。
@Shawn，从您的链接中，它指出，“如果从 src 复制终止的空字符后，未达到计数，则将额外的空字符写入 dest，直到计数总数字符已被写入。” --> 这意味着my_buffer 将被写入my_string，而my_buffer 之后的所有内容都将用NULL 填充。我理解对了吗？

标签： c++

【解决方案1】：

但my_string 之后的其他 123 个字节的数据也是如此

这个假设是不正确的：strncpy 关注源字符串的空终止，从不读取过去的空终止符。剩余数据将设置为'\0' 个字符：

destination 用零填充，直到总共写入了 num 个字符。 [reference]

这与 memcpy 形成对比，后者要求源和目标都具有足够的大小以避免未定义的行为。

【讨论】：

【解决方案2】：

好的，假设你想要的是：

strncpy(my_buffer, my_string.c_str(), 128);

根据定义，Thsi 始终是一个以 0 结尾的字符串，因此考虑：

将src指向的字符数组的最多count个字符（包括终止的空字符，但不包括空字符后面的任何字符）复制到dest指向的字符数组。

"hello" 之后不会从原始字符串中复制任何内容，其余的将是 0s：

如果从 src 复制终止的空字符后，未达到 count，则将额外的空字符写入 dest，直到写入总的 count 个字符。

【讨论】：

【解决方案3】：

根据此处1 的 strncpy() 描述，对于以空结尾的字符串，复制完成到您提供的长度，这样当字符串的结尾出现在前面时，就像在这种情况下，复制完成到它并且不再复制，所以其余的“123字节”没有被复制，复制循环终止

【讨论】：

【解决方案4】：

这个问题的其他答案已经解决了strncpy() 会发生什么（即它会正确复制您的字符串，因为它在 0 终止符字节处停止），所以也许更能说明问题的意图是，如果你有这个呢？

memcpy(my_buffer, my_string.c_str(), 128);

在这种情况下，函数 (memcpy()) 不知道以 0 结尾的字符串语义，并且总是盲目地将 128 个字节（从 my_string.c_str() 返回的地址开始）复制到地址 @987654326 @。这些字节的前 6 个（左右）将来自 my_string 的内部缓冲区，其余字节将来自之后内存中的任何内容。

所以问题是，接下来会发生什么？好吧，这个memcpy() 调用从您不知道其目的的“神秘记忆”中读取，因此您这样做是在调用未定义的行为，因此原则上任何事情都可能发生。在实践中，可能的结果是您的缓冲区将包含读取的任何字节的副本（尽管您可能不会注意到它们，因为您将使用不会超过 0/终止符字节的字符串函数无论如何数组）。

不过，memcpy() 读取的“额外”内存字节可能是标记为禁区的内存页面的一部分，在这种情况下，尝试从该页面读取可能会导致分段错误。

最后，还有未定义行为的真正错误，那就是你的 C++ 编译器的优化器被允许对你的代码逻辑进行各种疯狂的修改，以使你的程序更高效——并且（假设优化器不是错误的）所有这些优化仍然会导致程序按预期运行——只要程序遵循规则并且不调用未定义的行为。也就是说，如果您的程序以任何方式调用未定义的行为，则可能会以very difficult to predict or understand 的方式应用优化，从而导致程序中出现奇怪/意外的行为。所以一般规则是，避免像瘟疫这样的未定义行为，因为即使你认为它“应该是无害的”，它也很有可能最终会做你意想不到的事情去做，然后你会进入一个漫长而痛苦的调试会话，因为你试图弄清楚发生了什么。

【讨论】：

你回答了没有被问到的问题。
被问的问题是（根据标题）：“如果 strncpy() 将随机数据复制到缓冲区会发生什么？”，实际答案是（“ strncpy() 不会那样做，至少在您发布的示例代码中不会“）是很好的信息，但它没有回答“如果会发生什么”部分。

【解决方案5】：

假设您的意思是肯定复制该数据，因为您当前的代码将以空终止符结尾。

基本上，不。那里的任何数据都将仅用作字符串数据，因此除非您随后尝试对该备用数据做一些奇怪的事情（尝试将函数指针指向它并执行它等），否则它基本上是安全的。

问题在于最初复制原始字符串末尾的随机数据，这可能会溢出到您无权访问的受保护数据中并引发段错误（无法访问的内存异常）

【讨论】：

【解决方案6】：

函数strncpy 将复制所有内容，直到NUL 字符或指定size。就是这样。

除了其他答案，请记住strncpy 不会在src 字符串长度（不包括NUL）等于缓冲区的size 给定时终止dst 缓冲区。您应该始终执行my_buffer[127]=0 之类的操作，以防止稍后处理字符串时缓冲区溢出。在libbsd 中有strlcpy 定义总是NUL 终止缓冲区。

看看这个sn-p：

#include <string.h>

int main(int argc, char ** argv)
{
    char buf[8];
    char *str = "deadbeef";

    strlcpy(buf, str, sizeof(buf));
    printf("%s\n", buf);

    strncpy(buf, str, sizeof(buf));
    printf("%s\n", buf);
    return 0;
}

要查看问题，请使用标志-fsanitize=address 编译它。第二个缓冲区不是 NUL 终止的！

【讨论】：