零长度数组导致段错误发生

Question

我有一个链表节点结构，使用零长度数组来存储内存：

typedef struct s_list
{
    size_t          *list_size;
    struct s_list   *prev;
    struct s_list   *next;
    size_t          size;
    char            data[0];
}   t_list;

（list_size是指向包含整个列表大小的指针）

我正在使用这个函数来分配一个新节点：

static t_list   *lst_new_element(void *data, size_t size)
{
    t_list  *new_element;

    new_element = malloc(sizeof(t_list) + size);
    if (!new_element)
        return (NULL);
    new_element->size = size;
    memcpy(new_element->data, data, size); // <--- Segfault occurs here
    return (new_element);
}

发生段错误是在memcpy中，但我不明白为什么，因为我分配了sizeof(t_list) + size字节，所以应该足以对数据执行memcpy(size)。

使用此调用导致了段错误：lst_new_element((void*)atoll(argv[1]), sizeof(long long))（argv[1]是5）。

感谢帮助。

- Fayeure

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argv[1] 是 "5"（它在帖子中被写出）。 - Fayeure

@PaulOgilvie 我正在使用零长度数组。 - Fayeure

不确定，但是对于可变数组成员，我写[]而不是[0]。 - Support Ukraine

@Fayeure gcc并不是第一个支持零长度数组的C编译器。即使在早期，将这样的数组作为结构体中的最后一个成员是一种常见的习惯用法。我想这和realloc()一样古老。对于许多用例来说，它们往往是成对出现的。 - BitTickler

@BitTickler 相反，在过去，人们使用类似 char arr[1]; 这样的东西作为最后一个成员，然后疯狂地将其转换为某个指针或越界访问它。这被称为“结构体黑客”，是奇怪的错误和破损代码的常见来源。据我所知，gcc 在 90 年代中期发明了零长度数组来治愈“结构体黑客”。 - Lundin

Answer 1

你正将一个 long long 值作为有效的 void * 传递给你的函数。然后你的函数试图去解引用这个指针(它是无效的)，并尝试复制它所指向的内容。这将触发 未定义行为，导致程序崩溃。

你需要将 atoll 的返回值赋值给一个本地变量，然后将该变量的地址传递给函数。

long long val = atoll(argv[1]);
t_list *l = lst_new_element((&val, sizeof(long long));

此外，在结构体的最后一个成员中使用长度为0的数组是许多编译器用于实现灵活数组成员的扩展功能。符合标准的方法是将大小留空。

typedef struct s_list
{
    size_t          *list_size;
    struct s_list   *prev;
    struct s_list   *next;
    size_t          size;
    char            data[];
}   t_list;

- dbush

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哦，是的，我不知道为什么，但我以为它会复制指针的地址，我忘记了我的代码是如何工作的 x)，谢谢。 - Fayeure

Answer 2

对于您的函数调用，您需要一个中间变量来存储转换后的值，例如：

long long llval = atoll(argv[1]);
lst_new_element(&llval, sizeof(long long));

- Paul Ogilvie

Answer 3

(void *)atoll函数将一个long long值转换成一个指针，这是错误的。相反，应该将结果存储在临时变量中，并传递该变量（按值或引用）。

此外，请注意，ato...函数已经过时并且存在危险性，应该使用更好的错误处理能力的strtoll代替。

另外（与崩溃无关），零长度数组是gcc自20多年以来就已经过时的非标准特性。您应该改为使用标准C的灵活数组成员。它们的工作方式完全相同，只需将代码更改为：char data[];。

- Lundin

Answer 4

您可以使用复合字面量来分配临时数组，以便将值保存在内存中，而不是像其他答案建议的那样使用临时变量。

lst_new_element((long long[]){ atoll(argv[1]) }, sizeof(long long));

- MikeCAT

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聪明，但由于编译器将分配一个不可见的变量，除了混淆之外没有任何收益（踩票不是我）。 - Paul Ogilvie

@PaulOgilvie 复合字面量只是在这里介绍的另一种方法。 - chux - Reinstate Monica