翻译《有关编程、重构及其他的终极问题？》——2.比0大的并不意味着就只是1

翻译《有关编程、重构及其他的终极问题？》——2.比0大的并不意味着就只是1

标签（空格分隔）： 翻译 技术 C/C++
作者：Andrey Karpov
翻译者：顾笑群 - Rafael Gu
校验者：高国栋
最后更新：2016年11月13日

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本书背景说明、总目录等介绍，可以跳转到以下链接进行查看：
http://blog.youkuaiyun.com/headman/article/details/53045891

欢迎大家转载，但请附上原作者以及翻译者的名字、原文出处，以尊重光荣的劳动者。

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2.比0大的并不意味着就是1

在知名的CoreCLR项目中，有如下代码段。这段代码有一个经过PVS-Studio分析诊断后的错误: V698 Expression ‘memcmp(…. == -1’ is incorrect. This function can return not only the value ‘-1’, but any negative value. Consider using ‘memcmp(….) < 0’ instead（译者注：大意是memcmp函数不只返回-1，还返回其他负数）.

bool operator()(const GUID &_Key1, const GUID &_Key2) const
{ 
    return memcmp(&_Key1, &_Key2, sizeof(GUID)) == -1; 
}

解释
让我们看一下memcmp()函数的描述：

int memcmp(const void *ptr1, const void *ptr2, size_t num);

比较指针ptr1的内存块的前num个字和喝指针ptr2的内存块的前num个字节，如果相同就返回0；如果不同就根据那个更大返回非0值。
返回值：

• < 0 - 在两个内存块中第一个不相同的字节的偏移数，且ptr1的小于ptr2的（按照unsigned char来比较）。
• == 0 - 两个内存块内容完全一致。
• > 0 - 在两个内存块中第一个不相同的字节的偏移数，且ptr1的大于ptr2的（按照unsigned char来比较）。

注意，如果两个内存块不一致，这个函数的返回值是大于或者小于0，非等于1或-1。所以你不能把诸如此类的函数，如memcmy()，strcmp()，strncmp()等，和1或者-1直接比较（译者注：说实话，这个问题好像还挺普遍）。

有趣的是，上面那段喝1/-1比较的错误的代码可以如程序员预期般的正常工作很多年。但这除了幸运外，还能说什么其他呢。这个函数很可能会在以后意外的改变，比如，你使用了其他的编译器，或者有开发者用了新的方式优化了memcmp()，到那时，你的代码将会停止工作（译者注：说实话，如果那天很多标准库函数真的严格返回大于或小于0的值，而非1或者-1，我觉得全世界当大的几率有很多程序会出问题）。

正确的代码

bool operator()(const GUID &_Key1, const GUID &_Key2) const
{ 
    return memcmp(&_Key1, &_Key2, sizeof(GUID)) < 0; 
}

（译者注：注意前面的代码是比较是否等于-1，所以这里的修改应该是判断是否小于0，才能符合原函数的意思）

建议
不要依赖于函数当前工作的方式。如果相应文档说那个函数应该返回大于或小于0，那么就请遵照说明，这就意味着这个函数可以返回-10，2或者1024。而你事实上看到这个函数似乎只返回-1，0或者1不能证明任何事。

顺便说一下，如果真的返回了1024，也就意味着memcmp()的返回结果不能被存储在char类型中。这是一个更广泛的错误，其结果将更加严重。可惜，就是这样的错误，导致了MySQL/MariaDB的发布版本中，在5.1.61，5.2.11，5.3.5，5.5.22之前的版本非常脆弱（译者注：这里的意思，即在5.1.61，5.2.11，5.3.5，5.5.22发布版本才更正了这个错误，MySQL/MariaDB和很多普遍使用的系统一样，同时维护了多个版本）。具体情况就是，当一个用户连接MySQL/MariaDB时，类似的代码在使用memcmp比较预期值和token（通过SHA算法计算密码和哈希值获得）时，在某些平台上，其比较的返回值会超过[-128…127]，就会导致有1/256的几率任何token和预期值比较都返回true（译者注：注意把my_bool定义为char类型了，所以当结果值溢出char类型，那么my_bool只能判断一个字节的值而非完整的正负值，只要这个字节是0x01，就是true，所以有1/256的几率返回true）。这样的话，即使不知道密码，黑客也能获得MySQL服务器的root权限。导致这个情况的具体代码如下：

typedef char my_bool;
...
my_bool check(...) {
    return memcmp(...);
}

你可以在这里 http://seclists.org/oss-sec/2012/q2/49 看到上面这个问题的更多信息。