1_C

C

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< Systemnaehe? C! >
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       \
        \   .~-~.
          /^     ^\
         (__ O O __)
          \ \< >/ /

The good

• Standard seit 70er
• Portabel
• Low-Level
• Manual Memory Management
• Legacy Code

the bad

• Undefined Behaviour
• Memory Safety
• Parallelverarbeitung
• Error handling
• Linking

and the ugly

• Paketverwaltung
• Build System

Undefined Behaviour

In C ist Undefined Behaviour (UB) nicht immer offensichtlich. Rust loest dies mit dem unsafe keyword, anhand dessen ein Entwickler direkt kritische Stellen im Code erkennen kann.

C - Compiler Unterschiede

int main() {               // 1
  int i = 2;               // 2  Initialize variable
  int result = --i + i++;  // 3
  return 0;                // 4
}

gcc: result=3 clang: result=2

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C - Buffer Overflow

• Buffer mit bestimmter Groesse erstellen
• Daten in Buffer schreiben
• Daten sind groesser als Buffer
• Naheligender Speicher wird ueberschrieben -> Overflow

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
  char buffer[10];
  char *src = "This is a long string.";
  memcpy(buffer, src, strlen(src));
  printf("%s\n", buffer);
  return 0;
}

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C - Use after free

• Allokieren von Speicher
• Schreiben in den Speicher
• Freigeben des Speichers
• Lesen aus dem Speicher -> Fehlerhaft

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int));  // TODO check allocation success
    *ptr = 42;
    printf("ptr: %d\n", *ptr);
    free(ptr);
    // Pointer is dangling
    printf("ptr after free: %d\n", *ptr);
    return 0;
}

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C - Double Free

• Speicher wird allokiert
• Pointer wird an free uebergeben
• Speicher is freigegeben, Pointer existiert weiter
• Pointer wird erneut an free uebergeben -> Welcher Speicher wird bereinigt?

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int));
    free(ptr);
    free(ptr);
    return 0;
}

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C - Invalid Index

• Index ist groesser als array
• Value enthaelt falsche Daten

#include <stdio.h>
int main() {
    int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int value = arr[6];
    printf("Value: %d\n", value);
    return 0;
}

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C - Divide by Zero

• Undefinded
• Manche Programme brechen ab, manche arbeiten mit falschem Ergebnis weiter

#include <stdio.h>
int main() {
    int numerator = 10;
    int denominator = 0;
    int result = numerator / denominator;
    printf("Result: %d\n", result);
    return 0;
}

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C - Dangling Pointer

• Value in einem lokalen Scope
• Dereferenzieren des Values im lokalen Scope
• Referenz (Pointer) wird returned
• Value existiert nicht mehr, Pointer schon
• Pointer zeig auf fehlerhaften Speicher

int *getDanglingPointer() {
    int value = 42;
    return &value;
}

int main() {
  int *ptr = getDanglingPointer();
  *ptr = 10;  // Unsicher welcher Speicher beschrieben wird
  printf("%d", *ptr);
  return 0;
}