c - C中未初始化的指针到底有什么危险

Question

当我通过 Jim Trevor 的“Cyclone: A safe dialect of C”为 PL 类(class)工作时，我正在尝试掌握 C。 Trevor 和他的合著者正在尝试制作 C 的安全版本，因此他们消除了语言中未初始化的指针。 Googling around a bit在未初始化的指针上，似乎未初始化的指针指向内存中的随机位置。似乎仅此一项就使他们不安全。如果引用未初始化的指针，则会跳转到内存的不安全部分。时期。但特雷弗谈论它们的方式似乎暗示它更复杂。他引用了以下代码，并解释说当函数 FrmGetObjectIndex 取消引用 f 时，它访问的不是一个有效的指针，而是一个不可预测的地址——当为 f 分配空间时堆栈上的任何内容。

Trevor 所说的“分配 f 的空间时堆栈中的内容”是什么意思？默认情况下，“未初始化”指针是否初始化为内存中的随机位置？或者他们的“随机”行为是否与分配给这些指针的内存有关，因为堆栈上的意外行为被奇怪的值(然后被引用)填充。

Form *f;
   switch (event->eType) {
   case frmOpenEvent:
   f = FrmGetActiveForm(); ...
   case ctlSelectEvent:
   i = FrmGetObjectIndex(f, field); ...
}

Answer 1

What does Trevor mean by "whatever was on the stack when the space for f was allocated"?

他的意思是在大多数汇编语言中，单独的指令用于在堆栈上保留空间并在新保留的空间内写入初始值。如果 C 程序使用未初始化的变量，程序将 通常 在运行时执行保留堆栈空间但不设置堆栈空间的指令。使用指针时，它将包含保留空间之前堆栈上的位模式。在好的情况下，这将是一个无效的地址。在糟糕的情况下，这将恰好是一个有效地址，其影响将是不可预测的。

这只是典型的行为。从理论的角度来看，使用不确定的值是未定义的行为。可能会发生比简单地访问无效地址或有效地址更奇怪的事情(使用 accidentally 或 purposely 使用未初始化数据(不是地址)的示例)。

以下是 Cyclone 等受限制的 C 子集旨在防止的危险类型:

int a, *p;

int main(int c, char **v){
  int l, *lp, i;
  if (c & 1) 
    a = l + 1;      // danger
  if (c & 2)
    *lp = 3;        // danger
  if (c & 4)
    {
      p = &a;  
      for (i=0; i<=1; i++)
        {
          int block_local;
          *p = 4;   // danger
          p = &block_local;
        }
    }
}

在最后一个危险的行中，在实践中，最有可能将 4 写入变量 block_local 中。 ，但实际上，在第二次迭代中，p不确定，程序不应访问 *p , 并且它是未定义的行为。