空函数指针

Question

调用空函数指针的行为是什么？

void (*pFunc)(void) = NULL;  
pFunc();

为什么建议将未使用的函数指针初始化为NULL？

- Vorac

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就像普通指针一样，我认为你会得到一个段错误。 - Rerito

http://stackoverflow.com/questions/10014284/what-does-null-function-pointer-in-c-mean - Suri

这两个指针指向同一个问题 :-) - Philip Kendall

Answer 1

在C和C++中，这被称为“未定义行为”，这意味着它可能会导致“分段错误”、无输出或者其他一些基于您的编译器、运行此代码的操作系统、环境等因素造成的情况。

将函数指针初始化为NULL或将指针初始化为NULL有助于某些开发人员确保其指针未初始化且不等于随机值，从而防止意外解引用。

- Halim Qarroum

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这将在99%的情况下导致分段错误，并且在许多系统/架构上也是如此。然而，标准并没有明确说明它会发生。 - Halim Qarroum

@VladLazarenko: C和C++都称这是“未定义行为”，也就是说，任何事情都可能发生。如果那个地址恰好是“可执行”的，那么它很有可能会被执行……但也可能不会被执行。我记得有一段时间前，Linux内核的一个漏洞正好基于这个区别…… - rodrigo

@rodrigo：没错。我想知道的是，是否有一个标准明确规定0x0不能作为有效的内存地址。如果是这样，那么它将是“未定义行为”。如果没有这样说，那么它将是未指定的 - 这两者本质上是不同的。 - user405725

@VladLazarenko：标准对地址0x0没有任何说明。关于“NULL”指针，它只说了两件事：没有有效的对象或函数具有地址“NULL”，引用/调用“NULL”指针是未定义行为。现在，实现可以选择记录特定行为，甚至可以指定“NULL”指针的二进制值。有关更好的解释，请参见此其他问题。 - rodrigo

@vonbrand: 你是正确的：文字字面上的“0”可以用作“NULL”指针常量。但这并不意味着空指针在地址0x0处，或者它是一个全零的位模式。实际上，空指针的地址是由具体实现定义的。虽然有点令人困惑，但就是这样。 - rodrigo

Answer 2

当您尝试访问NULL时会发生什么？ 以下是关于数据和代码的真相，以及当您尝试读取NULL（或0到4096之间的任何地址，即至少段的第一页）时会发生的情况。其根本原因在于操作系统和微处理器的分段/分页架构。 当您尝试访问任何数据或代码的NULL（或0）地址时，它会导致分段错误（实际上是致命的页错误）。部分的第一页被视为虚拟地址空间的无效部分或无效部分。这是故意保持第一页无效（或不存在），以便在程序执行时，指针包含的至少一个地址可以表示为无效。 第一页的页描述符（其中包含虚拟地址0，NULL）的第一位“present”为0（表示其为无效页）。现在，如果您尝试访问NULL指针（0地址），它将导致引发页面错误，因为页面不存在，操作系统将尝试处理此页面错误。当页面错误处理程序看到它正在尝试访问第一页时，该页被视为虚拟地址空间的无效部分，它就会杀死进程。这就是用户空间进程的全部内容。如果您尝试在系统进程（内核级代码）中访问NULL指针，它将使您的操作系统失败并导致系统崩溃。 链接：http://en.wikipedia.org/wiki/Page_fault#Invalid http://en.wikipedia.org/wiki/Memory_protection#Paged_virtual_memory http://pdos.csail.mit.edu/6.828/2005/readings/i386/s05_02.htm 以上足够了，但我认为您也应该阅读这篇文章http://www.iecc.com/linker/linker04.txt 为什么函数指针初始化为NULL？ 尽管如果您尝试使用NULL调用函数将导致页面/段错误。NULL表示其为无效函数。如果它包含任何垃圾地址，但在代码部分的有效虚拟地址空间中，则认为将调用该地址上的任何代码，这可能会更加灾难性（特别是在实时系统中）。将funcp = funct_foo_name + 1初始化;现在使用函数指针调用函数。函数指针指向代码部分的有效虚拟地址空间。但函数将从不正确的位置开始执行。这可能导致错误的代码执行或错误的顺序。

- rahul.deshmukhpatil

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你做了太多不必要的假设。我曾经在一些平台上工作过，其中地址0和地址42890没有任何区别。 - Nik Bougalis

正如《十诫》所教导的，“不可追踪空指针，因为混乱和疯狂等待着你的结局。” - vonbrand

@NikBougalis：你说得对。我所指的第一页或无效地址范围0到4096（这是x386标准页面大小）是初始无效虚拟地址空间。我认为这是一个与操作系统相关的问题，它认为多少初始虚拟地址空间范围是无效的。 - rahul.deshmukhpatil

Answer 3

出于与初始化“普通”（数据）指针为NULL相同的原因，建议这样做：因为它可能使一些错误更容易被追踪。当然，对于这是否有用的看法因人而异 :-)

- Philip Kendall