glibc源码-标准库的一些函数

缺乏、安全感 2023-01-03 14:28 222阅读 0赞

glibc版本：2.32  
IDE：vscode

个人认为比较常用的，可以看看源码的函数，总结下：

### stdio.h ###

路径：\\glibc\\libio\\stdio.h

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">函数原型</th> 
   <th align="left">功能</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">输入</td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int fprintf (FILE *__restrict __stream, const char *__restrict __format, ...);</code></td> 
   <td align="left">格式化输出到文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int printf (const char *__restrict __format, ...);</code></td> 
   <td align="left">格式化输出到标准输出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int sprintf (char *__restrict __s, const char *__restrict __format, ...) __THROWNL;</code></td> 
   <td align="left">格式化输出到字符串中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int snprintf (char *__restrict __s, size_t __maxlen, const char *__restrict __format, ...) __THROWNL __attribute__ ((__format__ (__printf__, 3, 4)));</code></td> 
   <td align="left">格式化输出指定长度内容到字符串中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">输出</td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int fscanf (FILE *__restrict __stream, const char *__restrict __format, ...) __wur;</code></td> 
   <td align="left">从文件中读取格式化字符</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int scanf (const char *__restrict __format, ...) __wur;</code></td> 
   <td align="left">从标准输入读取格式化字符</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int sscanf (const char *__restrict __s, const char *__restrict __format, ...) __THROW;</code></td> 
   <td align="left">从字符串中读取格式化字符</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">获取字符</td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int fgetc (FILE *__stream);</code></td> 
   <td align="left">从文件流中获取一个字符</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int getc (FILE *__stream);</code></td> 
   <td align="left">从文件流中获取一个字符</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int getchar (void);</code></td> 
   <td align="left">从标准输入获取一个字符</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">输出字符</td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int fputc (int __c, FILE *__stream);</code></td> 
   <td align="left">写一个字符到文件流中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int putc (int __c, FILE *__stream);</code></td> 
   <td align="left">写一个字符到文件流中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int putchar (int __c);</code></td> 
   <td align="left">写一个字符到标准输出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">获取字符串</td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>char *fgets (char *__restrict __s, int __n, FILE *__restrict __stream) __wur __attr_access ((__write_only__, 1, 2));</code></td> 
   <td align="left">从STREAM获取一个有限长度的换行符终止的字符串。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>char *gets (char *__s) __wur __attribute_deprecated__;</code></td> 
   <td align="left">从stdin获取以换行符结尾的字符串，并删除换行符。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">输出字符串</td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int fputs (const char *__restrict __s, FILE *__restrict __stream);</code></td> 
   <td align="left">Write a string to STREAM.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int puts (const char *__s);</code></td> 
   <td align="left">Write a string, followed by a newline, to stdout.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"></td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int ungetc (int __c, FILE *__stream);</code></td> 
   <td align="left">Push a character back onto the input buffer of STREAM.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">文件操作</td> 
   <td align="left">后面再归纳吧</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"></td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

`extern __ssize_t getline (char **__restrict __lineptr, size_t *__restrict __n, FILE *__restrict __stream) __wur;` c++的函数，跟gets、fgets功能一样；gets、fgets在glibc里面是一样的，在其他文章看到其他库里gets可能是宏。

### string.h ###

路径：\\glibc\\string\\string.h

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">函数原型</th> 
   <th align="left">功能</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">内存操作</td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>void *memcpy (void *__restrict __dest, const void *__restrict __src, size_t __n) __THROW __nonnull ((1, 2));</code></td> 
   <td align="left">Copy N bytes of SRC to DEST.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>void *memmove (void *__dest, const void *__src, size_t __n) __THROW __nonnull ((1, 2));</code></td> 
   <td align="left">Copy N bytes of SRC to DEST, guaranteeing correct behavior for overlapping strings.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>void *memset (void *__s, int __c, size_t __n) __THROW __nonnull ((1));</code></td> 
   <td align="left">Set N bytes of S to C.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int memcmp (const void *__s1, const void *__s2, size_t __n) __THROW __attribute_pure__ __nonnull ((1, 2));</code></td> 
   <td align="left">Compare N bytes of S1 and S2.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">字符串操作</td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>char *strcpy (char *__restrict __dest, const char *__restrict __src) __THROW __nonnull ((1, 2));</code></td> 
   <td align="left">Copy SRC to DEST.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>char *strncpy (char *__restrict __dest, const char *__restrict __src, size_t __n) __THROW __nonnull ((1, 2));</code></td> 
   <td align="left">Copy no more than N characters of SRC to DEST.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>char *strcat (char *__restrict __dest, const char *__restrict __src) __THROW __nonnull ((1, 2));</code></td> 
   <td align="left">Append SRC onto DEST.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>char *strncat (char *__restrict __dest, const char *__restrict __src, size_t __n) __THROW __nonnull ((1, 2));</code></td> 
   <td align="left">Append no more than N characters from SRC onto DEST.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int strcmp (const char *__s1, const char *__s2) __THROW __attribute_pure__ __nonnull ((1, 2));</code></td> 
   <td align="left">Compare S1 and S2.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><code>int strncmp (const char *__s1, const char *__s2, size_t __n) __THROW __attribute_pure__ __nonnull ((1, 2));</code></td> 
   <td align="left">Compare N characters of S1 and S2.</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

原生的不安全，可能导致溢出，越界访问等问题。开发基本都是用的安全函数了。

上述的都是比较基础的函数~

吐槽：  
。。。。。。。。。标准库的内容好多啊。。。。。。。。。。  
一个函数就一大堆的内容，我的天。。。  
得搞个最新的手册啊。。。有个直接查询的方式才比较好。。。找找看什么方法可以直接把库里面的函数合适方法展示出来(或者查找出来)。。。看看gcc的手册有没有这个东西咯。。。但是还是要自己归纳下，加深记忆嘛。。。

### strcpy函数 ###

char *
    STRCPY (char *dest, const char *src)
    {
      return memcpy (dest, src, strlen (src) + 1);
    }
    libc_hidden_builtin_def (strcpy)

可以看到strcpy函数的实现是调用memcpy。需要注意几个点  
要点  
1.将src地址的源字符串的内容，复制给dest地址的目的字符串  
2.第二个参数使用const修饰保证源字符串不会被修改  
3.使用memcpy第三个参数为strlen(src) + 1保障dest结尾为/0结束符。  
4.使用libc\_hidden\_builtin\_def对strcpy进行修饰，告诉编译器该函数延迟绑定。  
问题  
1.dest对应的字符数组 长度小于 src的时候，导致数组越界写，改变未知内存的数据，引发未知风险。(有安全隐患)  
2.没有对入参数据进行校验，dest和src可能为空指针或者无效值。dest为空指针的话会出现段错误。  
3.dest和src内存重叠的情况无法处理。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5MTczNTA3_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
![在这里插入图片描述][20210203002718454.png]

### strncpy ###

strncpy在s2的长度大于n的时候，复制n个字符在末尾加上\\0结束符。

char *
    STRNCPY (char *s1, const char *s2, size_t n)
    {
      size_t size = __strnlen (s2, n);
      if (size != n)
        memset (s1 + size, '\0', n - size);
      return memcpy (s1, s2, size);
    }
    libc_hidden_builtin_def (strncpy)

\_strnlen的实现：先对比不足longword的部分，然后按照longword长度进行计算，找到\\0.  
str的长度大于maxlen的时候返回maxlen；  
str的长度小于等于于maxlen的时候返回str的长度  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5MTczNTA3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5MTczNTA3_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221119/6fad90323bfa4b5b93a4698a0c720586.png
[20210203002718454.png]: /images/20221119/af736a124f43473c8f2bba9b7c4d19eb.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5MTczNTA3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221119/2037fbdea47e4ffd9878c5369f7c4d62.png