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导读

本文以 cppcheck 官方检查器文档 man/checkers/overlappingWriteFunction.md 为骨架，结合 lib/checkother.cpp、cfg/std.cfg 与 test/testother.cpp 中的源码实现和测试用例，系统讲解overlappingWriteFunction检查器：它识别对memcpy()等仅允许不重叠数据区操作的函数传入重叠源/目标区间这一未定义行为（UB）。读完本文，你将掌握该检查器的触发条件、底层区间重叠判定算法、库配置（library cfg）如何声明"不允许重叠"的函数集合，以及如何用memmove()修复此类缺陷。

检查器概览

overlappingWriteFunction是 cppcheck 默认启用的 error 级检查器之一，由CheckOther检查类负责实现。它对应的缺陷模式是：调用memcpy()这类函数时，源区间与目标区间发生重叠——而只有memmove()家族函数被标准允许处理重叠区间，memcpy()等函数在区间重叠时属于未定义行为。

缺陷的本质：为什么 memcpy 不允许重叠

memcpy()（区别于memmove()）的实现可以自由选择对平台最快的拷贝顺序——正向、反向或分块拷贝——其前提假设是源与目标从不重叠。一旦二者重叠，拷贝过程可能覆盖掉尚未读取的源数据，导致结果被破坏，而且这种破坏在不同编译器、不同优化级别、不同标准库实现之间表现各异。

因此文档给出的核心指导是：

只有当 cppcheck 能确定被拷贝的精确大小时，它才报告此问题；它不会仅仅因为两个区间"看起来可疑地接近"但大小无法确定就发出警告。

这条"精确性优先"的设计原则在源码中有直接体现，下文会展开说明。

触发条件与官方示例

官方"Before"示例（触发检查）

#include <cstring> void foo() { char a[10]; memcpy(a, a+1, 2u); // <- source and destination overlap }

这里a+1与a指向同一数组a[10]内的相邻字节，拷贝 2 字节时源区间[1, 3)与目标区间[0, 2)重叠，属于未定义行为。

官方"After"修复示例

#include <cstring> void foo() { char a[10]; memmove(a, a+1, 2u); // memmove() is defined to handle overlap safely }

memmove()被标准明确要求以"如同先拷贝到临时缓冲区再拷贝回来"的方式处理重叠，因此是安全的。

源码实现原理：checkOverlappingWrite 的工作流

该检查器由 lib/checkother.cpp 中CheckOtherImpl::checkOverlappingWrite()（见 lib/checkother.cpp#L4762-L4858）实现，在 CheckOther::runChecks 中被调度执行。整个流程可拆解为三个阶段：

阶段一：识别"不允许重叠数据"的函数

检查器遍历每个函数作用域（functionScopes）内的全部 token，当遇到形如%name% (的函数调用时，通过mSettings.library.getNonOverlappingData(tok)（lib/library.cpp#L1630-L1635）查询库配置，判断该函数是否声明了not-overlapping-data属性：

const Library::NonOverlappingData *nonOverlappingData = mSettings.library.getNonOverlappingData(tok); if (!nonOverlappingData) continue;

NonOverlappingData结构体（lib/library.h#L151-L157）记录五个参数位置：

struct NonOverlappingData { int ptr1Arg; // 第一个指针（目标）所在参数位置 int ptr2Arg; // 第二个指针（源）所在参数位置 int sizeArg; // 大小参数位置（-1 表示无大小参数） int strlenArg; // strlen 类参数位置（当前实现中有 TODO，未使用） int countArg; // 元素个数参数位置 };

这些属性来自库配置文件中的<not-overlapping-data>元素，解析代码见 lib/library.cpp#L886-L892：

nonOverlappingData.ptr1Arg = functionnode->IntAttribute("ptr1-arg", -1); nonOverlappingData.ptr2Arg = functionnode->IntAttribute("ptr2-arg", -1); nonOverlappingData.sizeArg = functionnode->IntAttribute("size-arg", -1); nonOverlappingData.strlenArg = functionnode->IntAttribute("strlen-arg", -1); nonOverlappingData.countArg = functionnode->IntAttribute("count-arg", -1);

阶段二：确定被拷贝的精确大小

这是"精确性优先"原则的落点。以memcpy在 cfg/std.cfg 中的声明为例（cfg/std.cfg#L3990-L4010）：

<function name="memcpy,std::memcpy"> <not-overlapping-data ptr1-arg="1" ptr2-arg="2" size-arg="3"/> ... </function>

而wmemcpy则使用count-arg声明元素个数（cfg/std.cfg#L4011-L4031）：

<function name="wmemcpy,std::wmemcpy"> <not-overlapping-data ptr1-arg="1" ptr2-arg="2" count-arg="3"/> ... </function>

源码中大小参数取sizeArg与countArg的较大者：

const int sizeArg = std::max(nonOverlappingData->sizeArg, nonOverlappingData->countArg); if (sizeArg <= 0 || sizeArg > args.size()) { // 没有大小参数（sizeArg == -1）时的特例处理，见阶段三 ... } // 大小参数必须具有已知整数值，否则放弃检查 if (!args[sizeArg-1]->hasKnownIntValue()) continue; MathLib::bigint sizeValue = args[sizeArg-1]->getKnownIntValue();

关键点：若大小参数不是编译期可确定的常量，检查器直接跳过。这正是文档所述"不会仅因两个区间可疑接近就警告"的代码依据。若使用count-arg（元素个数语义），还需乘以元素大小换算成字节数。

阶段三：解析指针偏移并判定区间是否重叠

两个指针参数经由getBufAndOffset()（lib/checkother.cpp#L4704-L4760）解析为"基指针 + 字节偏移"，它支持三种表达式形态：

1. &a[i]形式：提取数组基地址与下标，按下标元素大小换算字节偏移；
2. 指针算术a + i/i + a形式：根据 valueType 判断哪一侧是指针，计算元素大小与偏移；
3. 纯指针表达式（无偏移）：偏移记为 0，若带大小参数则同时把大小乘以元素尺寸（如2u * sizeof(a[0])这类表达式）。

得到offset1、offset2与sizeValue后，执行区间不重叠判定：

if (offset1 < offset2 && offset1 + sizeValue <= offset2) continue; // 区间 1 完全在区间 2 之前，不重叠 if (offset2 < offset1 && offset2 + sizeValue <= offset1) continue; // 区间 2 完全在区间 1 之前，不重叠 // 否则两个区间存在重叠

注意这是闭区间判定：两个区间只要首尾相接不相交（如memcpy(&a[0], &a[4], 4u)，[0,4)与[4,8)）就不报告——相邻但不重叠是安全的。

最后还需确认两个基指针在语义上是同一表达式（isSameExpression），否则也不报告；确认重叠后调用overlappingWriteFunction(tok, tok->str())（lib/checkother.cpp#L4865-L4868）上报：

void CheckOtherImpl::overlappingWriteFunction(const Token *tok, const std::string& funcname) { reportError(tok, Severity::error, "overlappingWriteFunction", "Overlapping read/write in " + funcname + "() is undefined behavior"); }

消息文本中的函数名取自实际调用的函数（如memcpy、wmemcpy、strcpy），因此输出具有针对性。

无大小参数函数的特例：同一表达式直接报告

对于sizeArg == -1的函数（例如strcpy(ptr, ptr)这种没有长度参数的调用），源码走特例分支（lib/checkother.cpp#L4821-L4829）：只要两个指针是完全相同的表达式，就直接报告重叠——因为完全相同意味着重叠必然发生：

if (nonOverlappingData->sizeArg == -1) { if (!isSameExpression(macro, ptr1, ptr2, mSettings, pure, follow, &errorPath)) continue; overlappingWriteFunction(tok, tok->str()); }

测试用例验证：行为边界一览

test/testother.cpp 的checkOverlappingWrite()测试（test/testother.cpp#L13878-L13969）完整验证了上述判定逻辑，是理解边界条件的黄金材料：

这些用例表明：检查器对"恰好相邻不重叠"的拷贝保持克制（避免误报），只有区间真正相交时才报错。

关联检查器与规则映射

overlappingWriteFunction与 overlappingWriteUnion 是同源缺陷（重叠读写）的两种表现：前者是函数调用传入重叠区间，后者是同一表达式内对 union 两个重叠成员读写（如u.i = u.f;）。二者共享相同的消息风格与 error 级别。

在规则映射层面：

• MISRA C 规则 19.1 被映射到这两个检查器，见 lib/checkersidmapping.cpp#L144 与 addons/misra.py#L1387；
• MISRA 0-2-1 也覆盖这两个 ID（lib/checkersidmapping.cpp#L30）。

也就是说，在--misra-*相关配置下运行 addon 时，重叠读写问题会被同时计入 MISRA 合规检查。

实战建议

1. 优先改用memmove()：凡源/目标可能来自同一缓冲区（数组移位、就地平移、重叠区拷贝），直接用memmove()消除 UB，无需分析具体偏移。
2. 注意"恰好相邻"是安全的：memcpy(&a[0], &a[4], 4u)这类拷贝不会触发检查，因为区间不重叠；但边界条件一旦随代码演进（如大小变为2 * sizeof）立即会被报告。
3. 大小必须可静态确定：如果拷贝大小来自运行时变量，本检查器不会告警（遵循"精确性优先"），此时应人工审视或借助其他手段确认区间关系。
4. 库函数可扩展：not-overlapping-data是 library cfg 的通用机制（参考 cfg/std.cfg 中memcpy、wmemcpy的写法），自定义库函数若也要求不重叠，可按ptr1-arg/ptr2-arg/size-arg/count-arg语法在 cfg 中声明，使检查器自动覆盖。

参考路径

• 官方检查器文档：man/checkers/overlappingWriteFunction.md
• 关联检查器文档：man/checkers/overlappingWriteUnion.md
• 检查器实现：lib/checkother.cpp、声明见 lib/checkother.h#L266
• 库配置解析：lib/library.cpp#L886-L892、lib/library.h#L151-L158
• 函数声明示例：cfg/std.cfg#L3990-L4031
• 测试用例：test/testother.cpp#L13878-L13969
• MISRA 规则映射：lib/checkersidmapping.cpp#L144、addons/misra.py#L1387

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