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程序人生:读开源项目需谨慎!盘点C+开源项目中的十大BUG

又一年即将结束,是时候盘点一下开源项目中的 Bug 了。2020 年的盘点可能还需要点时间,本文我们先来看看 2019 年开源 C/C++ 项目中遇到的一些最有趣的槽点。

No. 10. 我们正运行在什么操作系统上?

V1040 可能拼写错误预定义宏名称。’MINGW32_‘有点儿像’MINGW32__’。winapi.h 4112

MINGW32_ 宏的名称拼写有误(MINGW32 实际上被声明为MINGW32__)。在项目的其它地方,拼写是正确的:

顺便说一句,这个 bug 并不是在文章"CMake: the Case when the Project’s Quality is Unforgivable"中首次被描述,而是在一个开源项目的 V1040 诊断中就真正被第一次发现的 bug(2019 年 8 月 19 日)。

No. 9. 哪个先?

V502 可能’?:‘运算符的工作方式与预期不符。’?:‘运算符的优先级比’=='运算符低。mir_parser.cpp 884

我们感兴趣的下面的部分:

'=='运算符的优先级比三元运算符 (?:) 高。因此,这个条件表达式的求值顺序错误,等效于如下代码:

由于常量 OP_intrinsiccall 和 OP_intrinsiccallassigned 都是非 null 的,这个条件会一直返回 true,这意味着 else 分支是无法访问的代码。

这个 bug 在文章"Checking the Ark Compiler Recently Made Open-Source by Huawei"中被提到。

No. 8. 危险的位运算符

V1046 在位运算符’&='中不安全地使用’bool’和’int’类型。GSLMultiRootFinder.h 175

代码建议 SetFunctionList 函数遍历一个迭代器列表。如果至少有一个迭代器是无效的,这个函数会返回 false,否则就返回 true。

然而,SetFunctionList 函数对于有效的迭代器也会返回 false。让我们来看看是为什么。AddFunction 函数返回 fFunctions 列表中有效迭代器的数目。也就是说,添加非空迭代器将导致列表的大小递增:1、2、3、4,以此类推。这就是 bug 生效的地方:

ret &= AddFunction(*f);

由于这个函数返回一个 int 类型的值而不是 bool 类型,因此对于偶数值’&='运算符也会返回 false,因为偶数的最低有效位始终设置为 0。这就是为什么一个微小的 bug 会打破 SetFunctionsList 的返回值,即使它的参数是有效的。

如果你仔细阅读了代码片段(你是认真的,对吧?),你可能已经发现,它来自 ROOT 项目。是的,我们也发现了这个 bug:“Analyzing the Code of ROOT, Scientific Data Analysis Framework”。

No. 7. 变量混淆

V1001[CWE-563] 'Mode’变量被赋值了,但是直到函数结束都没有被使用。SIModeRegister.cpp 48

对函数参数和类成员使用相同的名字是非常危险的,因为你很可能把它们混淆。而这里就是这样的。下面的表达式没有意义:

Mode&= Mask;

函数的参数变化之后,这个参数之后不会以任何形式被使用。编程人员很可能想要写的是:

这个 bug 在 LLVM 发现。我们有一个传统,不时地检查这个项目。今年我们又 检查了一次这个项目。

No. 6. C++ 有自己的的规则

这个 bug 源于 C++ 规则并不总是遵循数学规则或“常识”。看看下面的代码片段,试着自己找出 bug 吧。

V709 发现的可疑比较:‘f0 == f1 == m_fractureBodies.size()’。记住, ‘a == b == c’并不等价于’a == b && b == c’。

这个条件表达式似乎是在检查 f0 等于 f1,并且等于 m_fractureBodies 中元素的数目。这可能意味着,检查 f0 和 f1 是否位于 m_fractureBodies 数组的末尾,因为它们都包含被 findLinearSearch() 方法发现的一个对象。但实际上,这个条件表达式检查 f0 是否等于 f1,然后检查 m_fractureBodies.size() 是否等于 f0 == f1 表达式的结果。也就是说,这里第三个运算数是 0 或 1。

这是一个好 bug!而且,幸运的是,这个 bug 非常罕见。到目前为止,我们只在 3 个开源项目中看到过这个 bug,而且有趣的是,这 3 个项目都是游戏引擎。这不是 Bullet 中发现的唯一 bug;最有趣的一些 bug 在文章"PVS-Studio Looked into the Red Dead Redemption’s Bullet Engine"有描述。

No. 5. 行末尾是什么?

这个 bug 很容易发现,如果你知道其中细节的话。

V739 EOF 不应该与一个’char’类型的值进行比较。'ch’应该是’int’类型。json.cpp 762

这是你很难发现的一些 bugs 之一,如果你不知道 EOF 是被定义为 -1 的话。因此,如果你试图将它与一个带标志的字符类型变量比较时,条件表达式的结果几乎总会是 false。唯一的例外是编码为 0xFF(255) 的字符。当与 EOF 比较时,这个字符会变成 -1,因此会让这个条件表达式的结果为 true。

在这几年的众多 bugs 中,前 10 名都是在计算机游戏软件中发现的:引擎或开源游戏。你可能已经猜到了,这个 bug 也是来自游戏领域。更多错误在"Cataclysm Dark Days Ahead: Static Analysis and Roguelike Games"一文中有描述。

No. 4. 常量 Pi

V624 对于’3.141592538’常量可能有错误打印。考虑使用 中的 M_PI 常量。PhysicsClientC_API.cpp 4109

在 Pi 数字 (3,141592653…) 中有一个微小的打印错误:第 7 个小数位的数字“6”丢失了。

一个不正确的百万分之一的小数位很难造成任何明显的损害,但是最好使用库里已有的常量,其正确性有所保障。例如,Pi 数字由头文件 math.h 中的 M_PI 常量表示。

你可能在文章"PVS-Studio Looked into the Red Dead Redemption’s Bullet Engine"中已经读到过这个 bug,它在其中排第 6 位。如果你还没读到过,这次可别错过。

No. 3. 难以捉摸的异常

V702std::exception(以及类似的)中的类应该是’public’的(没有指定关键字的话,编译器默认是’private’的)。CalcManager CalcException.h 4

分析器检测到来自 std::exception 的一个类使用了 private 修饰符(如果没有指定的话默认使用 private)。这段代码的问题是,试图捕获一个通用的 std::exception 将会导致这个程序错过 CalcException 类型的异常。这个行为源于 private 继承禁止隐式类型转换。

你肯定不希望看到你的程序因为一个漏掉的 public 修饰符而崩溃。顺便说一句,我打赌你在一生中肯定至少用过这个应用程序一次,因为它就是老的 Windows Calculator,我们早几年也检查过这个应用程序。

No. 2. 未闭合的 HTML 标签

V735 可能是一个不正确的 HTML。碰到"“闭合标签时,预期的是”" 标签。book.cpp 127

由于它经常发生,C/C++ 源代码本身没有太多说明,因此让我们看看上面的代码片段生成的预处理代码:

分析器发现了一个未闭合的 div 标签。这里有很多 html 代码片段,因此作者需要修改代码。

很惊讶我们能诊断出这种类型的 bugs 吗?我第一次看到这一点时,印象也非常深刻。因此,是的,我们确实知道一些关于分析 html 代码的知识。不过,只在 C++ 代码中才行。:)

不仅这个 bug 被排在第二位,这也是我们的前 10 榜单中的第二个计算器。可以阅读"Following in the Footsteps of Calculators: SpeedCrunch"这篇文章,来看看我们在这个项目发现的其它 bugs。

No. 1. 难以捉摸的标准函数

这个 bug 位于第一位,是一种非常奇怪的 bug,能够成功通过代码评审。

你自己试试发现这个 bug:

现在让我们看看分析器怎么说:

V560 部分条件表达式总是 true:(’\n’ != c)。params.c 136.

很奇怪,对不对?让我们看看在另一个文件(charset.h)中其它奇怪的点:

嗯,这确实很奇怪… 因此,如果变量 c 等于’\n’,那么看起来无害的函数 isspace 会返回 false,从而因为短路逻辑而不执行第二部分的检查。而且如果 isspace 执行,变量 c 将会等于 ‘’ 或’\t’,明显不会等于’\n’。

你可能会说,这个宏与 #define true false 类似,像这样的代码永远不能通过一个代码评审。但是这个特殊的代码片段确实通过了代码评审——而且还在代码库中等待被发现。

有关这个 bug 的更详细的评论,请查看文章"Wanna Play a Detective? Find the Bug in a Function from Midnight Commander"。

结 论

我们发现的这些 Bug 都是一些常见的复制 - 粘贴错误、不准确的常量、未闭合的标签以及许多其它缺陷。但是我们的分析器正在不断演进和 学习 来诊断越来越多类型的问题,因此我们肯定不会放慢脚步,并且会像以前一样定期发布关于项目中发现的 bugs 的新文章。

作者介绍:

PVS-Studio 致力于寻找 C、C++、C#、Java 在 Windows、Linux 和 macOS 上的 bugs。

  • 发表于:
  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20201030A0INZN00?refer=cp_1026
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