前言
最近碰到一个字符串的问题，将问题记录下来。
问题背景
写了段代码，主要是实现，从一个文件中读取一个raw_value:000076083这样的字符串出来，然后根据index，表示要提取哪三位当做给一个int类型的变量final_val。比如index = 0，那么final_val = 0；index = 1，那么final_val = 76；；index = 2，那么final_val = 83。换句话就是说，输入index，将字符串raw_value分割，得到final_val。这里我们设定要取的是76，也即是index=1。
开始的代码如下(如果单纯实现上面的效果，肯定是有更好的代码，这里只是抽象出来，把问题暴露出来)
#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
void parse_func(void)
{
char raw_string[9],dest_temp_str[3];
int raw_file_value = 76083;//000076083从文件中读出来的int类型
int index = 1;
int final_value;//最后的输出结果
sprintf(raw_string, "%09d", raw_file_value);//对齐 不足位补零
memcpy(dest_temp_str, raw_string+(2-index)*3, 3);
sscanf(dest_temp_str,"%d",&final_value);
printf("func:%s 1ine:%d final_value:%d\n",__func__,__LINE__,final_value);
}
int main(void)
{
parse_func();
return 0;
}
在ARM Linux设备上运行这段代码大概有半年，一直没有出现问题。直到有一天，发现解析出来的final_val有7683,7681,8176各种乱七八糟的数值。
复现过程
问题并不是复现的，而是偶发的，但是频率也不低。复现手段也不难，让设备运行这段代码后就设备reboot重启，如此大概一两个小时即可复现。复现的时候代码中对于解析函数加了相关打印。当然实际运行的时候main函数里面肯定不止只有一个parse_func函数。
#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
void parse_func(void)
{
char raw_string[9],dest_temp_str[3];
int raw_file_value = 76083;//000076083从文件中读出来的int类型
int index = 1;
int final_value;//最后的输出结果
sprintf(raw_string, "%09d", raw_file_value);//对齐 不足位补零
printf("func:%s 1ine:%d raw_string:%s\n",__func__,__LINE__,raw_string);
memcpy(dest_temp_str, raw_string+(2-index)*3, 3);
printf("func:%s 1ine:%d dest_temp_str:%s\n",__func__,__LINE__,dest_temp_str);
sscanf(dest_temp_str,"%d",&final_value);
printf("func:%s 1ine:%d final_value:%d\n",__func__,__LINE__,final_value);
}
int main(void)
{
parse_func();
return 0;
}
添加了相关打印后，收集日志，发现Line 17的dest_temp_str一直是奇怪的数值，比如076a000076083这种，但是这种情况下，最后一步的sscanf的时候因为是取十进制的关系，所以解析出来还是正常的076。而解析出错的时候，dest_temp_str的数值是类似于07683a000076083这种，然后最后解析出来就是异常的7683这种数值了。
问题一
一开始用上面的demo单独在ARM Linux设备上运行，无论怎么测试复现，都没有出现异常的情况。编译demo程序的时候也没有任何的warning相关信息。
后面因为调试原因，直接在自己的ubuntu上测试这段代码，用命令gcc string_parse.c -o string_parse直接编译，有个warning，
string_parse.c: In function ‘parse_func’:
string_parse.c:14:30: warning: ‘sprintf’ writing a terminating nul past the end of the destination [-Wformat-overflow=]
14 | sprintf(raw_string, "%09d", raw_file_value);//对齐 不足位补零
| ^
string_parse.c:14:5: note: ‘sprintf’ output between 10 and 12 bytes into a destination of size 9
14 | sprintf(raw_string, "%09d", raw_file_value);//对齐 不足位补零
| ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
而且最后运行的结果是直接就歪了（x86更能暴露出问题，在ARM Linux设备单独运行确实是没出现问题），而且dest_temp_str也是异常的数值，全是十进制数，所以后面sscanf输入的时候，估计全部就输入了。
root@iZwz9fp23rp007gktdtkhaZ:~/cexpert/ch6# ./string_parse
func:parse_func 1ine:15 raw_string:000076083
func:parse_func 1ine:17 dest_temp_str:076000076083
func:parse_func 1ine:19 final_value:-1309335245
root@iZwz9fp23rp007gktdtkhaZ:~/cexpert/ch6#
先从waring入手，最后在这个链接，大概知道报错的原因了。就是000076083这个字符串在sprintf处理的时候，还要一个最后的字符串终止符。所以修改代码，将代码从char raw_string[9],dest_temp_str[3]; 改成了char raw_string[10],dest_temp_str[4];
#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
void parse_func(void)
{
char raw_string[10],dest_temp_str[4];
int raw_file_value = 76083;//000076083从文件中读出来的int类型
int index = 1;
int final_value;//最后的输出结果
sprintf(raw_string, "%09d", raw_file_value);//对齐 不足位补零
printf("func:%s 1ine:%d raw_string:%s\n",__func__,__LINE__,raw_string);
memcpy(dest_temp_str, raw_string+(2-index)*3, 3);
printf("func:%s 1ine:%d dest_temp_str:%s\n",__func__,__LINE__,dest_temp_str);
sscanf(dest_temp_str,"%d",&final_value);
printf("func:%s 1ine:%d final_value:%d\n",__func__,__LINE__,final_value);
}
int main(void)
{
parse_func();
return 0;
}
再次编译不再报错，执行结果如下
root@iZwz9fp23rp007gktdtkhaZ:~/cexpert/ch6# ./go.sh
root@iZwz9fp23rp007gktdtkhaZ:~/cexpert/ch6# ./string_parse
func:parse_func 1ine:15 raw_string:000076083
func:parse_func 1ine:17 dest_temp_str:076V000076083
func:parse_func 1ine:19 final_value:76
root@iZwz9fp23rp007gktdtkhaZ:~/cexpert/ch6#
但是中间还是乱码 ，所以运行久了还是会有可能解析出来是7683的问题。
问题二
既然有乱码，那么最直接的想法就是初始化，清零。虽然从代码上分析，没必要清零，但是还是加上去试试，结果发现，数据都是正常的了。
这确实是最终的解决方法，但是为什么清零就可以了呢，第一个粗略的想法当然是，这些操作都跟字符串有关系，可能跟终止符有关系。第二个想法是，会不会是栈上的一些内容有关系？
问题三
为了验证想法，特地在parse_func前面再加一个函数，然后故意不清零。顺便打印出一些关键变量的地址。
#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
void parse_func(void)
{
char raw_string[10],dest_temp_str[4];
int raw_file_value = 76083;//000076083从文件中读出来的int类型
int index = 1;
int final_value;//最后的输出结果
// memset(raw_string,0,sizeof(raw_string));
// memset(dest_temp_str,0,sizeof(dest_temp_str));
//打印局部变量的地址
printf("func:%s line:%d raw_string[0]:%p raw_string[9]:%p\n",__func__,__LINE__,&raw_string[0],&raw_string[9]);
printf("func:%s line:%d dest_temp_str[0]:%p dest_temp_str[3]:%p\n",__func__,__LINE__,&dest_temp_str[0],&dest_temp_str[3]);
sprintf(raw_string, "%09d", raw_file_value);//对齐 不足位补零
printf("func:%s 1ine:%d raw_string:%s\n",__func__,__LINE__,raw_string);
memcpy(dest_temp_str, raw_string+(2-index)*3, 3);
printf("func:%s 1ine:%d dest_temp_str:%s\n",__func__,__LINE__,dest_temp_str);
sscanf(dest_temp_str,"%d",&final_value);
printf("func:%s 1ine:%d final_value:%d\n",__func__,__LINE__,final_value);
}
void test()
{
char test_test[1024];
memset(test_test,97,sizeof(test_test));//97在ASICII字符表中就代表字符'a'
printf("func:%s line:%d test_test[0]:%p test_test[1023]:%p\n",__func__,__LINE__,&test_test[0],&test_test[1023]);
}
int main(void)
{
test();
parse_func();
return 0;
}
结果如下
按照打印出来的地址，画出分布图：
而从打印dest_temp_str:076a000076083判断，如果不清零，确实栈上的变量会影响。如果test_test初始化不是字符a，比如是字符1，那么解析结果一定会出现问题
但是还有个疑问，打印line:26 dest_temp_str这一行，为什么dest_temp_str打印出的结果是把dest_temp_str前面的四个字节跟raw_string全部的十个字节拼在一起了，dest_temp_str后面的六个字节哪去了？
问题四
还有一个地方，一开始自己没反应过来，我把test函数的内容拆开放到main里面，这几个变量的地址分布情况也会发生改变，不会有重叠的部分，就算parse_func函数对局部变量不清零也不会出现问题。这是因为栈是要有递归调用才能体现出来的。。。
#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
void parse_func(void)
{
char raw_string[10],dest_temp_str[4];
int raw_file_value = 76083;//000076083从文件中读出来的int类型
int index = 1;
int final_value;//最后的输出结果
// memset(raw_string,0,sizeof(raw_string));
// memset(dest_temp_str,0,sizeof(dest_temp_str));
//打印局部变量的地址
printf("func:%s line:%d raw_string[0]:%p raw_string[9]:%p\n",__func__,__LINE__,&raw_string[0],&raw_string[9]);
printf("func:%s line:%d dest_temp_str[0]:%p dest_temp_str[3]:%p\n",__func__,__LINE__,&dest_temp_str[0],&dest_temp_str[3]);
sprintf(raw_string, "%09d", raw_file_value);//对齐 不足位补零
printf("func:%s 1ine:%d raw_string:%s\n",__func__,__LINE__,raw_string);
memcpy(dest_temp_str, raw_string+(2-index)*3, 3);
printf("func:%s 1ine:%d dest_temp_str:%s\n",__func__,__LINE__,dest_temp_str);
sscanf(dest_temp_str,"%d",&final_value);
printf("func:%s 1ine:%d final_value:%d\n",__func__,__LINE__,final_value);
}
void test()
{
char test_test[1024];
memset(test_test,49,sizeof(test_test));//49在ASICII字符表中就代表字符'1'
printf("func:%s line:%d test_test[0]:%p test_test[1023]:%p\n",__func__,__LINE__,&test_test[0],&test_test[1023]);
}
int main(void)
{
// test();
char test_test[1024];
memset(test_test,49,sizeof(test_test));//49在ASICII字符表中就代表字符'1'
printf("func:%s line:%d test_test[0]:%p test_test[1023]:%p\n",__func__,__LINE__,&test_test[0],&test_test[1023]);
parse_func();
return 0;
}
