安全函数最全总结:字符串拷贝,内存拷贝,字符串格式化等

嵌入式电子 2023-05-27 04:56
对于安全函数和非安全函数有几个方面需要比较:
  1. 入参。安全函数会比非安全函数多一个目的缓冲区长度,这个参数一般紧跟着目的缓冲区指针,作为函数的第二个入参。
  2. 函数返回值。非安全函数也就是系统函数,比如字符串拷贝函数strcpy的返回值是一个指向最终的目标字符串 dest 的指针(非安全函数不知道返回什么的时候就会返回这个);而安全函数strcpy_s返回一个整形错误码errno_t,表示函数执行是否成功及相应的错误类型(成功时返回零,错误时返回非零值),调用者应该校验该返回值。
  3. 发生缓冲区溢出会怎么办!非安全函数由于无法检测到缓冲区溢出,因此有可能被攻击,出现安全事故;而安全函数可以检测到缓冲区溢出,并执行相应的保护措施,比如将目的缓冲区清零,避免错误的指令被执行。
下面就常用的字符串操作和内存操作相关的安全函数和非安全函数进行比较。

1. 内存拷贝函数memcpy和memcpy_s。

void *memcpy(void *str1, const void *str2, size_t n) // 从存储区 str2 复制 n 个字节到存储区 str1
errno_t memcpy_s(void* dest, size_t destMax, const void* src, size_t count) // destMax表示目的缓冲区大小

memcpy返回一个指向目标存储区 str1 的指针;memcpy_s返回成功或错误类型;
当memcpy_s出现如下几种情况,会根据参数destMax确定的目的缓冲区范围清零:
(1). 源缓冲区为NULL
(2). 拷贝长度大于目的缓冲区大小参数
(3). 源和目的缓冲区重叠

这里再多说一句,memmove函数也是内存拷贝函数,其可以在源和目的缓冲区重叠时正确地完成拷贝,拷贝完后源缓冲区将被覆盖;如果缓冲区不重叠,其作用与memcpy一样,但是效率低一些。

2. 内存初始化函数memset和memset_s.

void *memset(void *str, int c, size_t n) // 复制字符 c(一个无符号字符)到参数 str 所指向的字符串的前 n 个字符。

errno_t memset_s(void* dest, size_t destMax, int c, size_t count) // destMax表示目的缓冲区大小

同样,在返回值这一块:memset返回一个指向存储区 str 的指针;memset_s返回成功或错误类型;
memcpy无法检测到缓冲区溢出,memset_s在发生缓冲区溢出时会根据目的缓冲区大小参数将目的缓冲区该范围内容初始化为入参c。

3. 字符串复制strncpy和strncpy_s

char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n) // 把src所指向的字符串复制到dest,最多复制 n 个字符。当 src 的长度小于 n 时,dest 的剩余部分将用空字节填充。

errno_t strncpy_s(char* strDest, size_t destMax, const char* strSrc, size_t count) // 同样,destMax表示目的缓冲区大小

strncpy函数返回目的缓冲区指针;
strncpy_s返回错误类型;
注意:strncpy_s函数要求,目的缓冲区最大值destMax必须要大于等于(源字符串格式化后长度,拷贝长度参数)二者最小值 + 1。这句话适用于之后基本上所有的字符串操作函数,其原因就是要保证目的缓冲区strDest的最后一个字节是’\0’,这也是字符串系列函数与内存系列的最大不同。其次这句话还蕴含一个关键点——“(源字符串格式化后长度,拷贝长度参数)二者最小值”,这就意味着参数count可以是大于目的缓冲区长度destMax的,只要源字符串 strSrc长度比destMax更短就好,之所以可以这样也是因为源字符串 strSrc是以’\0’结尾的,字符串操作在遇到’\0’之后就会停止。而内存操作就不能这样,因为内存不区分是不是’\0’,一视同仁,如果count > destMax就会发生溢出。

上一段话很长,但是非常重要。
如果strncpy_s检测到溢出,将会把目的缓冲区的第一个字节用’\0’填充,其他字节维持不变。至于为什么内存拷贝是清空整个目的缓冲区,而字符串拷贝只是清空第一个字节,我还并不清楚,可能与两个函数的实现过程有关。

4. 字符串连接strncat和strncat_s

char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n) // 把 src 所指向的字符串追加到 dest 所指向的字符串的结尾,直到 n 字符长度为止。

errno_t strncat_s(char* strDest, size_t destMax, const char* strSrc, size_t count) // destMax表示目的缓冲区大小

老样子,strncat返回目的缓冲区指针;strncat_s返回0或错误类型;
跟strncpy_s类似,目的缓冲区大小destMax必须大于等于(目的缓冲区原有字符串长度 +(源字符串格式化后长度,连接长度参数count)二者最小值 + 1)。
如果strncat_s检测到溢出,将会把目的缓冲区的第一个字节用’\0’填充,其他字节维持不变。

5. 字符串分割strtok和strtok_s

char *strtok(char *str, const char *delim) // 分解字符串 str 为一组字符串,delim 为分隔符。

char* strtok_s(char* strToken, const char* strDelimit, char** context) // 函数将分割之后剩余的字符串存储在_Context变量中

strtok这个函数首先在返回值上就不一样了,他不再像前面那些函数一样指向“毫无意义”的目的缓冲区,其返回值是指向被分割出的子字符串的指针,这个时候安全函数strtok_s就没法讲返回值改为成功或错误类型了,所以strtok_s沿用了strtok的返回值的意义,错误的时候返回NULL指针。
当然,strtok_s还是做了一些改进,加入了char** context这个变量,其原因是strtok在调用一遍以后,源字符串str就变成了分割出的第一个字符串,分割后剩下的内容是存储在一个静态变量中,导致strtok函数是一个多线程不安全的函数;strtok_s则将分割后剩下的字符串扔在了context中,使该函数变成线程安全的。

6. 字符串格式化输出snprintf和snprintf_s

int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...) // 设将可变参数(...)按照 format 格式化成字符串,并将字符串复制到 str 中,size 为要写入的字符的最大数目,超过 size 会被截断。

int snprintf_s(char* strDest, size_t destMax, size_t count, const char* format, ...) // destMax表示目的缓冲区大小

这两个函数的返回值有些微的不同。snprintf返回的是欲写入的字符串长度;而snprintf_s返回处理的字符个数,失败则返回-1,这里主要,如果源字符串被count数目截断,虽然函数执行的结果仍然正确,但会返回-1。
目的缓冲区大小destMax必须大于等于((格式化后字符串长度,格式化字符个数参数)二者最小值 + 1)
如果snprintf_s检测到溢出,将会把目的缓冲区的第一个字节用’\0’填充,其他字节维持不变。
大概就介绍这么多了,相信如果认真看到这你肯定也能总结出个中规律。还有一点就是本文中带n版本的函数其实还有不带n的版本,如sprintf,strcpy等,但是不推荐使用,请优先使用带n版本。


定期以通俗易懂的方式分享嵌入式知识,关注公众号,加星标,每天进步一点点。


声明:

本号原创、转载的文章、图片等版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。

关注、点赞、在看、转发,支持优质内容! 

评论
  • 一个真正的质量工程师(QE)必须将一件产品设计的“意图”与系统的可制造性、可服务性以及资源在现实中实现设计和产品的能力结合起来。所以,可以说,这确实是一种工程学科。我们常开玩笑说,质量工程师是工程领域里的「侦探」、「警察」或「律师」,守护神是"墨菲”,信奉的哲学就是「墨菲定律」。(注:墨菲定律是一种启发性原则,常被表述为:任何可能出错的事情最终都会出错。)做质量工程师的,有时会不受欢迎,也会被忽视,甚至可能遭遇主动或被动的阻碍,而一旦出了问题,责任往往就落在质量工程师的头上。虽然质量工程师并不负
    优思学院 2025-01-09 11:48 51浏览
  • 1月7日-10日,2025年国际消费电子产品展览会(CES 2025)盛大举行,广和通发布Fibocom AI Stack,赋智千行百业端侧应用。Fibocom AI Stack提供集高性能模组、AI工具链、高性能推理引擎、海量模型、支持与服务一体化的端侧AI解决方案,帮助智能设备快速实现AI能力商用。为适应不同端侧场景的应用,AI Stack具备海量端侧AI模型及行业端侧模型,基于不同等级算力的芯片平台或模组,Fibocom AI Stack可将TensorFlow、PyTorch、ONNX、
    物吾悟小通 2025-01-08 18:17 37浏览
  •  在全球能源结构加速向清洁、可再生方向转型的今天,风力发电作为一种绿色能源,已成为各国新能源发展的重要组成部分。然而,风力发电系统在复杂的环境中长时间运行,对系统的安全性、稳定性和抗干扰能力提出了极高要求。光耦(光电耦合器)作为一种电气隔离与信号传输器件,凭借其优秀的隔离保护性能和信号传输能力,已成为风力发电系统中不可或缺的关键组件。 风力发电系统对隔离与控制的需求风力发电系统中,包括发电机、变流器、变压器和控制系统等多个部分,通常工作在高压、大功率的环境中。光耦在这里扮演了
    晶台光耦 2025-01-08 16:03 80浏览
  • 在智能网联汽车中,各种通信技术如2G/3G/4G/5G、GNSS(全球导航卫星系统)、V2X(车联网通信)等在行业内被广泛使用。这些技术让汽车能够实现紧急呼叫、在线娱乐、导航等多种功能。EMC测试就是为了确保在复杂电磁环境下,汽车的通信系统仍然可以正常工作,保护驾乘者的安全。参考《QCT-基于LTE-V2X直连通信的车载信息交互系统技术要求及试验方法-1》标准10.5电磁兼容试验方法,下面将会从整车功能层面为大家解读V2X整车电磁兼容试验的过程。测试过程揭秘1. 设备准备为了进行电磁兼容试验,技
    北汇信息 2025-01-09 11:24 51浏览
  • 村田是目前全球量产硅电容的领先企业,其在2016年收购了法国IPDiA头部硅电容器公司,并于2023年6月宣布投资约100亿日元将硅电容产能提升两倍。以下内容主要来自村田官网信息整理,村田高密度硅电容器采用半导体MOS工艺开发,并使用3D结构来大幅增加电极表面,因此在给定的占位面积内增加了静电容量。村田的硅技术以嵌入非结晶基板的单片结构为基础(单层MIM和多层MIM—MIM是指金属 / 绝缘体/ 金属) 村田硅电容采用先进3D拓扑结构在100um内,使开发的有效静电容量面积相当于80个
    知白 2025-01-07 15:02 150浏览
  • 故障现象一辆2017款东风风神AX7车,搭载DFMA14T发动机,累计行驶里程约为13.7万km。该车冷起动后怠速运转正常,热机后怠速运转不稳,组合仪表上的发动机转速表指针上下轻微抖动。 故障诊断 用故障检测仪检测,发动机控制单元中无故障代码存储;读取发动机数据流,发现进气歧管绝对压力波动明显,有时能达到69 kPa,明显偏高,推断可能的原因有:进气系统漏气;进气歧管绝对压力传感器信号失真;发动机机械故障。首先从节气门处打烟雾,没有发现进气管周围有漏气的地方;接着拔下进气管上的两个真空
    虹科Pico汽车示波器 2025-01-08 16:51 94浏览
  • 光伏逆变器是一种高效的能量转换设备,它能够将光伏太阳能板(PV)产生的不稳定的直流电压转换成与市电频率同步的交流电。这种转换后的电能不仅可以回馈至商用输电网络,还能供独立电网系统使用。光伏逆变器在商业光伏储能电站和家庭独立储能系统等应用领域中得到了广泛的应用。光耦合器,以其高速信号传输、出色的共模抑制比以及单向信号传输和光电隔离的特性,在光伏逆变器中扮演着至关重要的角色。它确保了系统的安全隔离、干扰的有效隔离以及通信信号的精准传输。光耦合器的使用不仅提高了系统的稳定性和安全性,而且由于其低功耗的
    晶台光耦 2025-01-09 09:58 33浏览
  • 「他明明跟我同梯进来,为什么就是升得比我快?」许多人都有这样的疑问:明明就战绩也不比隔壁同事差,升迁之路却比别人苦。其实,之间的差异就在于「领导力」。並非必须当管理者才需要「领导力」,而是散发领导力特质的人,才更容易被晓明。许多领导力和特质,都可以通过努力和学习获得,因此就算不是天生的领导者,也能成为一个具备领导魅力的人,进而被老板看见,向你伸出升迁的橘子枝。领导力是什么?领导力是一种能力或特质,甚至可以说是一种「影响力」。好的领导者通常具备影响和鼓励他人的能力,并导引他们朝着共同的目标和愿景前
    优思学院 2025-01-08 14:54 82浏览
  • 本文介绍编译Android13 ROOT权限固件的方法,触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。关闭selinux修改此文件("+"号为修改内容)device/rockchip/common/BoardConfig.mkBOARD_BOOT_HEADER_VERSION ?= 2BOARD_MKBOOTIMG_ARGS :=BOARD_PREBUILT_DTB
    Industio_触觉智能 2025-01-08 00:06 100浏览
  • 根据环洋市场咨询(Global Info Research)项目团队最新调研,预计2030年全球中空长航时无人机产值达到9009百万美元,2024-2030年期间年复合增长率CAGR为8.0%。 环洋市场咨询机构出版了的【全球中空长航时无人机行业总体规模、主要厂商及IPO上市调研报告,2025-2031】研究全球中空长航时无人机总体规模,包括产量、产值、消费量、主要生产地区、主要生产商及市场份额,同时分析中空长航时无人机市场主要驱动因素、阻碍因素、市场机遇、挑战、新产品发布等。报告从中空长航时
    GIRtina 2025-01-09 10:35 37浏览
  • 在过去十年中,自动驾驶和高级驾驶辅助系统(AD/ADAS)软件与硬件的快速发展对多传感器数据采集的设计需求提出了更高的要求。然而,目前仍缺乏能够高质量集成多传感器数据采集的解决方案。康谋ADTF正是应运而生,它提供了一个广受认可和广泛引用的软件框架,包含模块化的标准化应用程序和工具,旨在为ADAS功能的开发提供一站式体验。一、ADTF的关键之处!无论是奥迪、大众、宝马还是梅赛德斯-奔驰:他们都依赖我们不断发展的ADTF来开发智能驾驶辅助解决方案,直至实现自动驾驶的目标。从新功能的最初构思到批量生
    康谋 2025-01-09 10:04 39浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦