C ловит переполнение буфера strcat

Эта подпрограмма принимает три пользовательских ввода: текстовую строку, путь к файлу и флаг из 1 цифры. Он загружает файл в буфер, а затем добавляет и флаг, и файловый буфер в указанном порядке к массиву символов, который служит полезной нагрузкой. Он возвращает полезную нагрузку и исходную строку пользователя.

Я получил ошибку, из-за которой некоторые из моих строковых операций с файловым буфером, флагом и полезной нагрузкой, по-видимому, повреждали память, в которой находилась user_string. Я исправил ошибку, заменив strcat(flag, buffer) на strcpy(payload, flag) (это то, что я изначально намеревался написать ), но я все еще недоумеваю, что вызвало эту ошибку.

Мое предположение, прочитанное в документации (https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Concatenating-Strings.html , https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Concatenating-Strings.html) состоит в том, что strcat расширяет to строку strlen(to) байт в незащищенную память, содержимое которой загружается в буфер, копируется при переполнении буфера.

Мои вопросы:

1. Верна ли моя догадка?

2. Есть ли способ надежно предотвратить это? Отлов такого рода вещей с помощью проверки if(){} ненадежен, поскольку он не всегда возвращает что-то явно неправильное; вы ожидаете строку длиной filelength+1 и получаете строку filelength+1.

3. бонус/не связанный: есть ли какие-либо вычислительные затраты/недостатки/эффекты при вызове переменной без работы с ней?

/*
user inputs:
argv[0] = tendigitaa/four
argv[1] = ~/Desktop/helloworld.txt
argv[2] = 1

helloworld.txt is a text file containing (no quotes) : "Hello World"
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main (int argc, char **argv) {

    char user_string[100] = "0";
    char file_path[100] = "0";
    char flag[1] = "0";

    strcpy(user_string, argv[1]);
    strcpy(file_path, argv[2]);
    strcpy(flag, argv[3]);

    /*
    at this point printfs of the three declared variables return the same as the user inputs.

    ======
    ======
    a bunch of other stuff happens...
    ======
    ======
    and then this point printfs of the three declared variables return the same as the user inputs.
    */

    FILE *file;
    char * buffer = 0;
    long filelength;

    file = fopen(file_path, "r");

    if (file) {
        fseek(file, 0, SEEK_END);
        filelength = ftell(file);
        fseek(file, 0, SEEK_SET);
        buffer = malloc(filelength);
        printf("stringcheck1: %s \n", user_string);
        if (buffer) {
            fread(buffer, 1, filelength, file);
        }
    }

    long payloadlen = filelength + 1;
    char payload[payloadlen];
    printf("stringcheck2: %s \n", user_string);
    strcpy(payload, flag);
    printf("stringcheck3: %s \n", user_string);
    strcat(flag, buffer);
    printf("stringcheck4: %s \n", user_string); //bug here
    free(buffer);
    printf("stringcheck5: %s \n", user_string);

    payload; user_string; //bonus question: does this line have any effect on the program or computational cost?

    return 0;
}

/*
printf output:

stringcheck1: tendigitaa/four
stringcheck2: tendigitaa/four
stringcheck3: tendigitaa/four
stringcheck4: lo World
stringcheck5: lo World
*/

примечание: удаление этого раздела из основной программы привело к segfault stringcheck 4 вместо возврата "lo World". В остальном поведение было эквивалентным.