带有可变参数的 C printf 说明符。未定义的行为在哪一点上有问题？

Question

https://godbolt.org/z/qZVO3a

这是我看到的警告的最小复制。显然 UB 可能很糟糕，但我认为虽然以下许多情况都可以，但有一些非常讨厌的用途，我需要确定哪些需要采取纠正措施。

#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
#include <limits.h>

typedef struct _thing {

    char  first[4];
    char  second[10];
    char  last[111];
}THING;


void custom_printf(char* _format, ...) __attribute__((format(printf, 1,2)));
void custom_printf(char* _format, ...) 
{
    // get buffer from some source
    char buffer[1024];
    va_list ap;
    va_start(ap, _format);
    vsnprintf(buffer, 1024, _format, ap);
    va_end(ap);
    // use buffer for some purpose

}

int main(){

    custom_printf("HI THERE%d");
    custom_printf("HI THERE", 1);
    custom_printf("val: %d", (void*)0);
    custom_printf("val: %p", 0);
    custom_printf("val: %lld", 1);
    custom_printf("val: %s", (THING){"A", "AA", "CCCC"});
    custom_printf("val: %0.30s","HI");
    custom_printf("val: %d",LLONG_MAX);
}

看到的警告包括:

<source>: In function 'main':

<source>:26:5: warning: format '%d' expects a matching 'int' argument [-Wformat]

<source>:27:5: warning: too many arguments for format [-Wformat-extra-args]

<source>:28:5: warning: format '%d' expects argument of type 'int', but argument 2 has type 'void *' [-Wformat]

<source>:29:5: warning: format '%p' expects argument of type 'void *', but argument 2 has type 'int' [-Wformat]

<source>:30:5: warning: format '%lld' expects argument of type 'long long int', but argument 2 has type 'int' [-Wformat]

<source>:31:5: warning: format '%s' expects argument of type 'char *', but argument 2 has type 'THING' [-Wformat]

<source>:32:5: warning: '0' flag used with '%s' gnu_printf format [-Wformat]

<source>:33:5: warning: format '%d' expects argument of type 'int', but argument 2 has type 'long long int' [-Wformat]

<source>:34:1: warning: control reaches end of non-void function [-Wreturn-type]

Compiler returned: 0

据我了解，上面有很多 UB 风格。环顾四周后，我发现我应该解决上面的问题。现在我想最终修复它们，但现在我的好奇心让我想知道最糟糕的情况是什么。我假设像第一个这样的情况我没有传递足够的项目。

据我了解，在上面我有:

1. 弹出不存在的堆栈
2. 从堆栈弹出的不够多
3. 用前导零填充字符串
4. 将整数转换为指针
5. 转换一个可以被大小写的结构

综上所述，我相当确定从堆栈中弹出的任何不存在的内容都会导致最坏的情况。但我也想知道其他严重的情况是什么。

Answer 1

At which point is the undefined behavior problematic?

所有 UB 都有问题。

识别特定编译器版本的 UB 效果对解决问题有一定好处。然而，人们永远不应该依赖这种 UB 效应来坚持。

我的回答一般是基于 C，而不是 gcc 4.7。

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考虑到对象不一定使用相同的机制跨类型传递。 Related true example : float/double 通过普通堆栈传入 FP 堆栈和其他类型。 printf("%llx\n", 1.234); 可能会严重失败，即使传递的大小为 8 并且预期为 8，但它们位于不同的位置。指针类型和整数之间可能会出现类似的差异(尽管这听起来像 unicorn 平台)。

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将UB留在代码中，开发效率低下。
考虑一下，如果确实找到了一些在特定情况下效果很好的 UB，下一个编译或版本可能会呈现不同的结果。通过修复，您可以节省时间，而不是在代码审查期间试图解释“这个 UB 没问题，我知道我测试过它”。也节省了时间，不需要找到一种方法来消除这个“好”UB 的警告。必须维护您的 UB 代码的编程团队会提示之前的编码人员的坏话。

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UB 缺少匹配参数。

custom_printf("HI THERE%d");
<source>:26:5: warning: format '%d' expects a matching 'int' argument [-Wformat]

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不是 UB。额外的 args 是可以的，但可能是编码错误 - 因此警告。 @melpomene

custom_printf("HI THERE", 1);
<source>:27:5: warning: too many arguments for format [-Wformat-extra-args]

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UB。 int 和 void * 可能有不同的大小、合法值和函数传递机制，

custom_printf("val: %d", (void*)0);
<source>:28:5: warning: format '%d' expects argument of type 'int', but argument 2 has type 'void *' [-Wformat]

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UB。同第28行

custom_printf("val: %p", 0);
<source>:29:5: warning: format '%p' expects argument of type 'void *', but argument 2 has type 'int' [-Wformat]

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UB。 int 和 long long 可能有不同的大小和函数传递机制，

custom_printf("val: %lld", 1);
<source>:30:5: warning: format '%lld' expects argument of type 'long long int', but argument 2 has type 'int' [-Wformat]

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UB。类型可能在大小、合法值和函数传递机制上有所不同，

custom_printf("val: %s", (THING){"A", "AA", "CCCC"});
<source>:31:5: warning: format '%s' expects argument of type 'char *', but argument 2 has type 'THING' [-Wformat]

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UB:无效的标准说明符 %0.30s，任何事情都可能发生。在为该非标准说明符定义行为的特定系统上表现良好。

custom_printf("val: %0.30s","HI");
<source>:32:5: warning: '0' flag used with '%s' gnu_printf format [-Wformat]

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UB 喜欢第 30 行

custom_printf("val: %d",LLONG_MAX);
<source>:33:5: warning: format '%d' expects argument of type 'int', but argument 2 has type 'long long int' [-Wformat]

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不是 UB 与 main()。如果调用代码使用返回值，一般只有函数的 UB 问题。然而 main() 的特殊之处在于代码的行为就好像 return 0; 是在末尾 - 如果该函数没有以 return.

<source>:34:1: warning: control reaches end of non-void function [-Wreturn-type]