C - valgrind - 大小为 1 的无效读取

Posted 2023-03-06

【中文标题】C - valgrind - 大小为 1 的无效读取

【英文标题】：C - valgrind - invalid read of size 1

【发布时间】：2014-03-02 04:17:26

【问题描述】：

我在使用 Valgrind 调试代码时遇到了一些问题。以下是出现错误的结构和主要部分：

struct trieNode 
    char *word;
    struct trieNode *(subNode[LEAF_NUM]);
    struct sharpNode *sharp;    
;


//linked list of sharp(s)
struct sharpNode 
    char *word;
    struct sharpNode *next;
; 

if (head->word == NULL) 
    //strlen(head->word) == 0)
    head->word = (char *)malloc(MAX_LEN * sizeof(char));     //LINE 191
    //memset(head->word, '\0',strlen(head->word));
    strncpy (head->word, word, strlen(word));

 else  

    if (head->sharp == NULL) 
        head->sharp = sharpNodeCreate();
        head->sharp->word = (char *)malloc(MAX_LEN * sizeof(char));    //LINE 200
        //head->sharp->word[strlen(word)] = '\0';
        strncpy (head->sharp->word, word, strlen(word));
    

             else if ( sharpIndex == 0 && strlen(trie_ptr->word) > 0) 
                printf("%s\n", trie_ptr->word);         //LINE 135
             else if (notSharp == 0 && sharp_ptr != NULL) 
                printf("%s\n", sharp_ptr->word);       //LINE 137
              else 
                printf("There are no more T9onyms\n");
            

当我运行 valgrind 时，它会抱怨：

==20040== Invalid read of size 1
==20040==    at 0x4A09264: __GI_strlen (in /usr/lib64/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
==20040==    by 0x334BC6DD2B: puts (in /usr/lib64/libc-2.17.so)
==20040==    by 0x400C2C: lookupTrie (trie.c:135)
==20040==    by 0x400905: main (t9.c:23)
==20040==  Address 0x4c4e2f4 is 0 bytes after a block of size 4 alloc'd
==20040==    at 0x4A06409: malloc (in /usr/lib64/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
==20040==    by 0x400D6B: populateTrie (trie.c:191)
==20040==    by 0x4008F9: main (t9.c:22)
==20040== 
ace

Enter Key Sequence (or "#" for next word):
#
==20040== Invalid read of size 1
==20040==    at 0x4A09264: __GI_strlen (in /usr/lib64/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
==20040==    by 0x334BC6DD2B: puts (in /usr/lib64/libc-2.17.so)
==20040==    by 0x400C4A: lookupTrie (trie.c:137)
==20040==    by 0x400905: main (t9.c:23)
==20040==  Address 0x4dad294 is 0 bytes after a block of size 4 alloc'd
==20040==    at 0x4A06409: malloc (in /usr/lib64/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
==20040==    by 0x400DDA: populateTrie (trie.c:200)
==20040==    by 0x4008F9: main (t9.c:22)

有人能指出正确的方向吗？

【问题讨论】：

head->sharp = sharpNodeCreate();，sharpNodeCreate() 在做什么？

在strncpy (head->word, word, strlen(word)); 中，word（第二个参数）是什么？

【参考方案1】：

你得到的错误是由于

strncpy (head->word, word, strlen(word));

和

strncpy (head->sharp->word, word, strlen(word));

不使用 NUL 字符终止其目标。 strncpy() 并不总是 NUL 终止其输出字符串；实际上，只有当word 比strncpy() 的大小参数短（以字符数计）时，它才会这样做。

因此，在运行时，您当前的源字符串和大小参数为strncpy()（其中单词中的字符数恰好等于且不短于大小-参数），NUL 字符不是由strncpy() 写在head->word 的末尾。但是当printf 试图打印你的字符串时，它必须隐式地找到那个字符串的结尾，由它的终止 NUL 字符标记。因此，它会读取您分配的所有缓冲区，但找不到 NUL 字符，并且纯粹靠运气在缓冲区结束后立即找到一个，因此不会崩溃。然而，这是一个无效的读取； Valgrind 为你找到了它，但你必须修复它。

要解决这个问题，我建议您将strncpy() 的大小参数替换为MAX_LEN-1，并手动终止字符串复制为head->word[MAX_LEN-1] = '\0'。

或者，您可以像我之前所做的那样，自己实现一个 strzcpy(char* d, char* s, size_t len) 函数，该函数复制 len-1 字符和 NUL 终止符。可惜直到 C11 才标准化这样的功能。

【参考方案2】：

 strncpy (head->word, word, strlen(word));

顺便说一句：这不是我第一次看到这种模式。它是如何自我传播的？这个模因的持有者应该都已经被自然选择杀死了（如果只是......）

strncpy 是为了防止缓冲区溢出而发明的。缓冲区是函数的第一个参数（填充数据的地方）。当您尝试填充超出其容量的数据时，就会发生溢出。为了防止这种情况，您可以通过告诉strncpy 缓冲区可以容纳多少数据来限制可以填充的数据量。你传入缓冲区的大小。您不会传递必须复制的数据量。 strncpy 完全能够自己解决。它无法知道复制多少数据是安全。 这就是为什么您需要在单独的参数中传递该金额。

当然，您必须以空值终止您的字符串。 strncpy 不会帮你填满缓冲区。