一个误用snprintf的bug分析
来源:互联网 发布:淘宝达人申请直播入口 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 09:01
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前言
snprintf函数的功能是格式化输出到字符串中,函数原型为:
int snprintf(char *str, size_t size, const char *fomat, ...)
正常来说,只要会用printf函数写输出语句,应该都能会用该函数。但是,稍有不留神,很可能踩到其中的坑。现将前段时间遇到的一个问题进行简单地分析。
问题
以下是抽取出来的问题代码段:
如上所示,功能比较简单,就是使用snprintf函数将类A中的变量值格式化输出到tstr字符串中。
首先将其编译成64位程序:(注:本文中所用gcc版本为4.1.2)
g++ -g -m64 -o tsn tsn.cpp
运行tsn,结果为:
b=196612,str=hello world,a=1
一切正常。
但当用g++ -g -m32 -o tsn tsn.cpp将其编译为32位程序后,问题出现了,运行tsn后,结果为:
b=196612,str=(null),a=-2270288
从结果来看,应该是a.pstr和a.a引用的地址出了问题,于是在代码中增加了一行语句,打印a.pstr所指向的source地址,修改后,编译成32位,运行结果如下:
b=196612,str=(null),a=-2270288
source address:-2270288
从结果发现a的值变成了source的地址,这时突然意识到snprintf是一个可变参数的函数,其应该也是使用va_arg来读取堆栈中可变参数,而va_arg来读取参数时,是按照指定大小来访问,很可能是指定的访问大小出现了问题所导致(注:snprintf函数内部是否通过va_arg来实现,本人并未进行研究,只是在找问题时猜测其可能性),果然,发现在A中的变量b定义的是int64_t,而在格式化输出时用的却是%ld,正确地应当使用%lld。
分析
问题看似找到了,而且也解决了,但是为什么将其编译64位时不会出现问题呢?于是决定查看二者的汇编指令差别在哪里。
首先,使用objdump -S tsn,生成64位程序汇编指令,去掉不相关内容后,如下所示
生成32位汇编指令如下所示:
通过以上两段汇编代码发现,在调用snprintf前,64位下并没有将参数push到栈中,而只是将参数存入了寄存器中,由于各个寄存器是相互独立的,所以即使在格式化输出时,指定的参数大小不一致,也能“正常”输出(其实看到的“正常”,是因为b的值较小,仍能使用低32位表示),而在32位下,由于参数进行的是堆栈操作,所以当指定大小有误时,输出也就会存在问题:由于b在栈中分配了8个字节,而格式化时输出时,却认为其只有4个字节,从而导致接下来,在取pstr值时,实际上取到的是b值中全为0的高32位,而取a值时,取到的则是pstr的值。
想到这里时,想起以前看过一篇文章《X86-64寄存器和栈帧》,以及在《深入理解计算机系统》的部分章节中均有相关介绍。因此,也进一步佐证了前面的分析应该是正确的。
总结
1、本文中所提到的问题,在所有通过va_start函数实现的可变参数函数中,应该都会存在。因为在含有可变参数的函数缺少对类型安全性的检查。
2、体系结构的不一样,对同一个函数的行为,会产生较大地区别。
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