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fgets与fget函数的区别,并使用gdb进行验证

fgets与fget函数的区别,并使用gdb进行验证

作者: ChainsQin | 来源:发表于2019-03-29 08:47 被阅读0次
    南昌大学
    废话不多说,直接开始

    步骤

    1.编写测试样例
    2.编写Makefile进行编译
    3.使用gdb工具进行调试验证

    创建 my.h,此为头文件,包含函数的定义以及必要的头文件声明。

    //my.h
    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h>
    
    #include "err_exit.h"
    
    #ifndef Y_OR_QUES
    #define Y_OR_QUES
    int y_or_n_(const char *);
    #endif
    

    创建p2-1.c、p2-2.c,此为测试项目

    //p2-1.c
    #include "my.h"
    
    int y_or_n_ques(const char *question)
    {
       fputs (question, stdout);     /* 输出提问 */
       while(1){
          int c, answer;
          fputc (' ', stdout);       /* 写一空格分开问题与回答 */
           /* 读此行第一个字符.它应当是回答字符,但也可能不是. */
          c = tolower(fgetc (stdin));
          answer = c;
          while(c != '\n' && c != EOF)   /* 忽略此行的其余字符. */
              c = fgetc(stdin);
           /* 如果是回答字符,响应回答. */
          if (answer == 'y')
              return 1;
          if (answer == 'n')
              return 0;
           /* 非回答字符,继续要求合法回答. */
          fputs ("Please answer y or n:", stdout);
       }
    }
    
    //p2-2.c
    #include "my.h"
    #define BUF_SIZE 8
    
    int main(void)
    {
       FILE *fd;
       int fgets_yes;
       struct iobuf {
           char buf[BUF_SIZE];
           char others[BUF_SIZE];
       }buffer;
      
       memset(&buffer,'\0',sizeof(struct iobuf)); 
       do {
           /* 请用户选择使用fgets()还是gets() */
           fgets_yes = y_or_n_ques("Should we read by fgets()?");
           fprintf(stdout,"please enter a line\n");
           if(fgets_yes) {   /* 用fgets读输入数据 */
              fgets(buffer.buf, BUF_SIZE, stdin);
              fprintf(stdout,"fgets() get string \"%s\"\n",buffer.buf);
              while(buffer.buf[strlen(buffer.buf)-1] != '\n'){ /* 一行未读完,继续读 */
                 fgets(buffer.buf, BUF_SIZE , stdin); 
                 fprintf(stdout,"fgets() get string \"%s\"\n",buffer.buf);
              }
           } else {   /* 用gets读输入数据 */
              gets(buffer.buf);
              fprintf(stdout,"gets() get string \"%s\"\n",buffer.buf);
           }
           /* 查看溢出情况 */
           fprintf(stdout,"buffer.others is \"%s\"\n",buffer.others);
       } while (y_or_n_ques("continue?"));
       exit(0);
    }
    

    y_or_n_ques函数的代码

    //y_or_n_ques.c
    #include <stdio.h>
    int y_or_n_ques(const char *question)
    {
        fputs (question, stdout);
        while (1){
            int c, answer;
             /* 写一空格分开问题与回答 */
            fputc (' ', stdout);
             /* 读此行中的第一个字符.它应当是回答字符,但也可能不是. */
            c = tolower (fgetc (stdin));
            answer = c;
             /* 忽略此行的其余字符. */
            while (c != '\n' && c != EOF)
                c = fgetc (stdin);
             /* 如果是回答字符,响应回答.*/
            if (answer == 'y')
                return 1;
            if (answer == 'n')
                return 0;
            /* 非回答字符,请求合法回答. */
            fputs ("Please answer y or n:", stdout);
        }
    }
    

    创建makefile文件,进行项目的编译与链接

    #makefile
    CC=gcc
    objects=p2-1.o p2-2.o
    test1:$(objects)
        $(CC) $(objects) -o test1
    $%:$% my.h
        gcc -c $< -o $*.o
    $%:$% my.h
        gcc -c $< -o $*.o
    clean:
        rm -f *o
    

    调试之前首先用gcc -g命令生成调试信息,否则调试失败

    数据的分析与处理

    1.两函数的区别
    1.png
    • 使用fgets()函数:
      输入:1234567890 输出:1234567 890\n
    • 分析:p2-2.c中的memset()函数,将buffer结构体,16个地址空间用’\0’填充,fgets()函数以\0为结束符,当如上输入时,buffer.buf的前7个内存地址存入’1234567’,最后一个内存地址用’\0’填充,剩下的’890\n’留在缓冲区,留待下一次读取。第二次读取’890\n’,以本来填充的’\0’作为读取的结束符。故第二次输出,输出了换行。
      此外,fgets()函数的读取,并没有发生溢出。每次读取到n位空间时,从缓冲区读取n-1位,最后一位函数自动设为’\0’作为结束符,剩下的留待下次读取,不会出现溢出。


      2.png
    • 使用fgets()函数:
      输入:123456 输出:123456\n
    • 分析:此种情景,同上示例第二次读取


      3.png
    • 使用gets()函数:
      输入:123456789123456789 输出:123456789123456789
      溢出:9123456789
    • 分析:gets()函数以’\n’作为结束符。当如上输入时,gets()函数从首位读取,直到碰到第一个’\0’位置,并输出’\0’之前的全部字符。不会因为buffer.buf的定义大小而停止读取,此时发生溢出。(此种方式容易发生溢出攻击)
      Buffer.buf发生溢出,前八个字符被读取到buffer.buf内,剩下的依旧被gets()函数一同读取,顺位被读取到内存地址中。故buffer.others读取剩下的全部字符,包括最后的’\n’字符,并作为输出buffer.others的结束符。
    2.gdb调试跟踪:
    • fgets()函数调试


      4.png

      未输入数据时,buffer.buf的内容有’\0’填充


      5.png
      输入1234567890后,读取1234567到buffer.buf前七个字节,最后一个字节被’\0’填充
      并且没有溢出。剩余数据,留待下次读取
      6.png

      下次读取890’\n’ 共四个字符,最后由’\0’作为结束符。

    • gets()函数调试
      输入1234567890后,函数读取的数据如下


      7.png

      发生溢出,数据超出BUF_SIZE的部分被读取到buffer.others中。发生溢出
      不会因为’\n’作为结束符,将其作为‘普通’字符,进行输出

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