c - 未定义行为的不同分类是什么意思？

Question

我正在通读 C11 标准。根据 C11 标准，未定义的行为分为四种不同的类型。括号内的数字指的是 C 标准 (C11) 中标识未定义行为的子条款。

示例 1:程序尝试修改字符串文字 (6.4.5)。此未定义行为分类为:未定义行为(需要信息/确认)

示例 2:左值在求值时不指定对象 (6.3.2.1)。这种未定义的行为被归类为:严重的未定义行为

示例 3:对象的存储值不是通过允许类型 (6.5) 的左值访问的。这种未定义的行为被归类为:Bounded Undefined Behavior

示例 4:fopen 函数调用中 mode 参数指向的字符串与指定字符序列之一不完全匹配 (7.21.5.3) .这种未定义的行为被分类为:可能的符合语言扩展

分类的意义是什么？这些分类向程序员传达了什么信息？

Answer 1

我只能访问标准草案，但从我正在阅读的内容来看，这种未定义行为的分类似乎不是标准强制要求的，仅从明确指示的编译器和环境的角度来看才重要他们希望创建可以更轻松地针对不同类别的错误进行分析的 C 程序。 (这些环境必须定义一个特殊的符号__STDC_ANALYZABLE__。)

这里的关键思想似乎是“越界写入”，它被定义为修改未分配为对象一部分的数据的写入操作。例如，如果你不小心破坏了一个现有变量的字节，那不是越界写入，但如果你跳到一个随机的内存区域并用你最喜欢的位模式装饰它，你就会执行越界写入.

如果结果未定义，则特定行为是有界未定义行为，但永远不会进行越界写入。换句话说，该行为是未定义的，但您不会跳转到与任何对象或分配的空间无关的随机地址并将字节放在那里。如果您得到无法保证不会进行越界写入的未定义行为，则该行为是关键未定义行为。

然后该标准继续讨论什么会导致严重的未定义行为。默认情况下，未定义行为是有界的未定义行为，但 UB 有一些异常，这些异常是由内存错误引起的，例如访问已释放的内存或使用未初始化的指针，这些错误具有严重的未定义行为。但是请记住，这些分类仅在选择专门分离这些行为的 C 实现的上下文中存在并有意义。除非您的 C 环境保证它是可分析的，否则所有未定义的行为都可能做任何事情!

我的猜测是，这适用于构建驱动程序或内核插件等环境，在这些环境中，您希望能够分析一段代码并说“好吧，如果你要朝某人的脚开枪，它最好是你的脚，你正在射击，而不是我的!”如果您使用这些约束编译 C 程序，运行时环境可以检测被允许为关键未定义行为的极少数操作，并让这些操作陷入操作系统，并假设所有其他未定义行为至多会破坏特定的内存与程序本身相关联。