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C 小白一个，求各位大佬关照。问题代码见下：
#include <stdio.h>
int main() {
long i;
long j;
char *ch; // 这里的确是需要初始化
scanf("%s", ch);
i = 0; // 如果把这行注释掉，程序不会报错
j = 0; //
}
执行结果：
root@ubuntu:~# ./a.out
v2ex
Segmentation fault
但是把下面给i和j赋值的语句注释掉，或者只注释其中一条，却不会报错了:
root@ubuntu:~# ./a.out
v2ex
我是用objdump -d main.o查看反汇编的代码：
0000000000400546 <main>:
400546: 48 83 ec 08 sub $0x8,%rsp
40054a: be 00 00 00 00 mov $0x0,%esi
40054f: bf f4 05 40 00 mov $0x4005f4,%edi
400554: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
400559: e8 d2 fe ff ff callq 400430 <__isoc99_scanf@plt>
40055e: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
400563: 48 83 c4 08 add $0x8,%rsp
400567: c3 retq
400568: 0f 1f 84 00 00 00 00 nopl 0x0(%rax,%rax,1)
发现scanf的ch指针的地址赋值为0x0，这里的确是有问题，但是我想不通scanf下面的语句为什么会影响到程序的执行。
求各位大佬指教啊。。。
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lance6716276 2018-03-22 12:55:19 +08:00 via Android
先把代码写标准了再去 debug
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shuax 2018-03-22 12:57:03 +08:00
char *ch 只是一个指针，都没有给他固定空间，然后就越界了。
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yinanc 2018-03-22 13:01:12 +08:00
赋值给未分配空间的指针时情况就不可控了，后面发生什么都有可能
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shsdust 2018-03-22 13:06:59 +08:00
不是指明了 Segmentation fault 吗？表示 CPU 试图访问无法定址的块，明显是因为指针没被分配空间，既然到这里已经出现了这种错误，下面的程序报错很正常的
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shsdust 2018-03-22 13:07:39 +08:00
还有，编译是一门玄学
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mrzys OP @shsdust 但是这样并不会报错：
``` #include <stdio.h> int main() { long i; long j; char *ch; scanf("%s", ch); i = 0; //j = 0; } ~ ``` 这就是令人奇怪的地方。` scanf`后面的代码会影响到程序会不会发生异常退出。 |
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jiutai21 2018-03-22 13:19:27 +08:00
未定义的行为把，换个平台 /编译器结果不一定的
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tomychen 2018-03-22 13:20:09 +08:00
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liuzhedash 2018-03-22 14:14:05 +08:00
@mrzys #6
兄弟，这样写是否报错并不是你想的那种因果关系，建议阅读《深入理解计算机系统》的第三章。 |
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doun 2018-03-22 14:17:14 +08:00 via Android
大概因为 scanf 下面的 int i,j 编译后，也是挪到栈上的吧
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mrzys OP @liuzhedash 就在阅读 csapp，但是对于内存这一块还是很模糊。第 7 章 linker 中说了局部变量是在执行的时候在 stack 上动态分配的，但是我反汇编之后，查看不到这段代码中的 i 和 j 的赋值指令。只有`sub $0x8,%rsp`，栈指针向下增加了 8 个字节，函数执行完毕返回之前执行`add $0x8,%rsp`，栈指针向上移动了 8 个字节，栈指针完全没有被影响。
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lingdux 2018-03-22 14:52:36 +08:00
那里的野指针需要申请空间，大小要足够容纳输入的内容。
注释掉那句不发生异常只是堆栈压栈出栈的巧合而已，程序并没有按照你的预期执行。 这种问题动态调式，注意一下堆栈和内存，一目了然。 7 楼不懂别瞎说误导新人。 |
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lingdux 2018-03-22 15:09:52 +08:00  1
@mrzys
这个问题让我想起来《 0day 安全：软件漏洞分析技术》里面一个例子 虽然那个是 win 的，但是一样的原理。 2 ． 2 修改邻接变量中，修改了相邻的变量，填补了被破坏的堆栈，导致程序改变了流程实现了破解 CrackMe。 |
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pkookp8 2018-03-22 15:10:58 +08:00 via Android
尝试了 x86 和 arm，都不会出错
gcc5.3.1 armgcc4.4.1 编译方式 $(CC) src.c -o err.bin 不加其他编译参数 |
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mengyaoss77 2018-03-22 15:50:31 +08:00
说是小白，玩的东西完全不像小白啊，直接反汇编。
反汇编看不懂，我只知道这个代码是危险的。就像 gets()一样 |
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neoblackcap 2018-03-22 16:11:51 +08:00 via iPhone 1
为什么要研究 undefined behavior?这个发生什么事系统都是不作保证的
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pkookp8 2018-03-22 16:16:05 +08:00 via Android
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dummytaurus 2018-03-22 17:35:40 +08:00
这个只是巧合。进入 main 的时候，栈上第一个变量值是 nil，第二个指向栈上，第三个指向错误地址。所以 scanf 处理第三个变量会 segfault，而处理第一个(scanf 应该是有对 nil 做特殊处理)和第二个变量值没有问题。
注释前，gcc 无法优化，所以 ch 是第三个变量，指向错误地址。注释后，gcc 将优化掉 i 或者 j，不管怎样，ch 会变成第一个或者第二个变量，它的值都不会引起 scanf 崩溃。 不过栈上的初始值肯定是和 crt 相关的，macOS 上面两个示例都会蹦 |
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mrzys OP @dummytaurus 我使用 gdb 打印了一下未初始化的指针的值，两次指针指向的地址不一样，没注释 i 和 j 的时候指针地址是合法的，注释其中一个的时候指针地址指向了 read-only code segment。的确和 crt 有关系。我怀疑是调用 main 之前已经使用了栈空间，栈上的值被上次的函数调用写入了数据，当调用 main 的时候，因为指针没有初始化，用的上次的值。
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mrzys OP @pkookp8 我自己测试环境是 ubuntu x86-64，用 macOS 也测试了一下，-O0 的时候会报错，但是-O1 的时候不会报错。
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mrzys OP @lingdux 大佬，我动态调试了一下，的确是一个巧合，未注释和注释的时候，指针的地址虽说有 8 个字节的偏差，但是正式因为这 8 个字节的偏差，导致指针指向的地址完全不一样，未注释的时候指针指向的地址指向了 code segment，注释后，指针指向的地址是合法的。
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mrzys OP @tomychen 额，感觉没关系啊。我刚好写完了 rio，准备写代码测试的时候发现了这个蛋疼的问题。不过还好，解决了这个问题加深了对汇编和运行时堆栈的了解。
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mrzys OP @pkookp8
环境：4.13.0-37-generic gcc version 5.4.0 20160609 ``` 两次未优化的汇编代码： ``` Dump of assembler code for function main: 0x0000000000400546 <+0>: push %rbp 0x0000000000400547 <+1>: mov %rsp,%rbp 0x000000000040054a <+4>: sub $0x10,%rsp 0x000000000040054e <+8>: mov -0x10(%rbp),%rax 0x0000000000400552 <+12>: mov %rax,%rsi 0x0000000000400555 <+15>: mov $0x400604,%edi 0x000000000040055a <+20>: mov $0x0,%eax 0x000000000040055f <+25>: callq 0x400430 <__isoc99_scanf@plt> 0x0000000000400564 <+30>: movq $0x0,-0x8(%rbp) 0x000000000040056c <+38>: mov $0x0,%eax 0x0000000000400571 <+43>: leaveq 0x0000000000400572 <+44>: retq ``` ``` Dump of assembler code for function main: 0x0000000000400546 <+0>: push %rbp 0x0000000000400547 <+1>: mov %rsp,%rbp 0x000000000040054a <+4>: sub $0x20,%rsp 0x000000000040054e <+8>: mov -0x18(%rbp),%rax 0x0000000000400552 <+12>: mov %rax,%rsi 0x0000000000400555 <+15>: mov $0x400604,%edi 0x000000000040055a <+20>: mov $0x0,%eax 0x000000000040055f <+25>: callq 0x400430 <__isoc99_scanf@plt> 0x0000000000400564 <+30>: movq $0x0,-0x10(%rbp) 0x000000000040056c <+38>: movq $0x0,-0x8(%rbp) 0x0000000000400574 <+46>: mov $0x0,%eax 0x0000000000400579 <+51>: leaveq 0x000000000040057a <+52>: retq End of assembler dump. ``` -0x18(%rbp)和 -0x10(%rbp)的值，一个是非法的一个是合法的 |
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