同一内存区域的const与非const指针及memmove重叠区域疑问

问题描述 #

我写了这么一个函数：

void SPI_TransmitReceive(const uint8_t* txbuf, uint8_t* rxbuf, size_t size);

调用的时候把同一个缓冲区同时传给txbuf和rxbuf：

uint8_t mybuf[200];
SPI_TransmitReceive(mybuf, mybuf, 200);

这么做会触发未定义行为吗？

补充说明 #

假设这个函数的实现是这样的：

void SPI_TransmitReceive(const uint8_t* txbuf, uint8_t* rxbuf, size_t size) {
    std::memmove(rxbuf, txbuf, size);
}

我看到cppreference上说memmove如果遇到内存区域重叠会导致未定义行为，这是不是笔误？

解答 #

首先要纠正一个关键误解：你搞反了memmove和memcpy的特性。

• memcpy才是当源和目标内存区域重叠时行为未定义；
• memmove恰恰是专门为处理重叠内存区域设计的，它会先把需要复制的数据临时存起来，再写入目标地址，所以哪怕源和目标完全重叠，也能保证操作安全，不存在未定义行为。你看到的cppreference描述大概率是把两个函数搞混了，或者是你看错了函数名。

再回到你的函数调用问题：

1. 如果是你补充的这种用memmove实现的函数：把同一个缓冲区传进去完全没问题，不会触发未定义行为，最终缓冲区内容和原内容一致（因为自己复制自己）。
2. 如果这个函数是实际操作SPI硬件的收发逻辑（这才是这类函数的真实用途）：SPI是同步收发，每发送一个字节的同时会接收一个字节。此时用同一个缓冲区的话，每一步接收的新字节会覆盖掉还没发送的原字节，最终缓冲区的内容会是混乱的，但这属于逻辑错误，不是C标准定义的未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Xeenych Xeenych