exponenta event banner

ISO/IEC TS 17961 [invptr]

Формирование или использование указателей вне границ или подстрочных индексов массива

Описание

Определение правила

Формирование или использование указателей вне границ или подстрочных индексов массива. [1 ]

Внедрение Polyspace

Эта проверка проверяет наличие следующих проблем:

  • Доступ к массиву вне границ.

  • Доступ указателя выходит за границы.

Примеры

развернуть все

Проблема

Доступ к массиву вне границ происходит, когда индекс массива выходит за пределы диапазона [0...array_size-1] во время доступа к массиву.

Риск

Доступ к массиву за пределами его границ является неопределенным поведением. Можно прочитать непредсказуемое значение или попытаться получить доступ к расположению, которое не разрешено, и обнаружить ошибку сегментации.

Зафиксировать

Исправление зависит от первопричины дефекта. Например, вы получили доступ к массиву внутри цикла, и произошла одна из следующих ситуаций:

  • Верхняя граница цикла слишком велика.

  • Используется индекс массива, который совпадает с индексом цикла, а не на единицу меньше индекса цикла.

Чтобы устранить проблему, необходимо изменить ограничение цикла или индекс массива.

Другой причиной, по которой индекс массива может превышать границы массива, является предварительное преобразование из подписанных в неподписанные целые числа. Преобразование может привести к обтеканию значения индекса, в результате чего индекс массива превысит границы массива.

Часто детали результата показывают последовательность событий, которые привели к дефекту. Исправление может быть реализовано для любого события в последовательности. Если сведения о результатах не отображают историю событий, можно выполнить обратную трассировку, щелкнув правой кнопкой мыши параметры в исходном коде и просмотреть предыдущие связанные события. См. также раздел Интерпретация результатов поиска ошибок в интерфейсе пользователя Polyspace Desktop.

См. примеры исправлений ниже.

Если вы не хотите устранять проблему, добавьте комментарии к результату или коду, чтобы избежать другой проверки. См. раздел Результаты анализа пространства адресов с помощью исправлений ошибок или обоснований.

Пример - Ошибка доступа к массиву вне границ
#include <stdio.h>

void fibonacci(void)
{
    int i;
    int fib[10];
 
    for (i = 0; i < 10; i++) 
       {
        if (i < 2) 
            fib[i] = 1;
         else 
            fib[i] = fib[i-1] + fib[i-2];
       }

    printf("The 10-th Fibonacci number is %i .\n", fib[i]);   
    /* Defect: Value of i is greater than allowed value of 9 */
}

Множество fib назначается размер 10. Индекс массива для fib имеет допустимые значения [0,1,2,...,9]. Переменная i имеет значение 10, когда оно выходит из for-луп. Следовательно, printf оператор пытается получить доступ fib[10] через i.

Исправление - сохранение индекса массива в пределах массива

Одной из возможных корректировок является печать fib[i-1] вместо fib[i] после for-луп.

#include <stdio.h>

void fibonacci(void)
{
   int i;
   int fib[10];

   for (i = 0; i < 10; i++) 
    {
        if (i < 2) 
            fib[i] = 1;
        else 
            fib[i] = fib[i-1] + fib[i-2];
    }

    /* Fix: Print fib[9] instead of fib[10] */
    printf("The 10-th Fibonacci number is %i .\n", fib[i-1]); 
}

printf доступ к операторам fib[9] вместо fib[10].

Проблема

Доступ к указателю вне границ происходит, когда указатель обнуляется за пределами его границ.

Когда указателю назначается адрес, с указателем связывается блок памяти. Невозможно получить доступ к памяти за пределами этого блока с помощью указателя.

Риск

Переопределение указателя за пределами его границ является неопределенным поведением. Можно прочитать непредсказуемое значение или попытаться получить доступ к расположению, которое не разрешено, и обнаружить ошибку сегментации.

Зафиксировать

Исправление зависит от первопричины дефекта. Например, вы отменили ссылку на указатель внутри цикла, и произошла одна из следующих ситуаций:

  • Верхняя граница цикла слишком велика.

  • Для продвижения указателя с неправильным значением приращения указателя использовалась арифметика указателя.

Чтобы устранить проблему, необходимо изменить ограничение цикла или значение приращения указателя.

Часто детали результата показывают последовательность событий, которые привели к дефекту. Исправление может быть реализовано для любого события в последовательности. Если сведения о результатах не отображают историю событий, можно выполнить обратную трассировку, щелкнув правой кнопкой мыши параметры в исходном коде и просмотреть предыдущие связанные события. См. также раздел Интерпретация результатов поиска ошибок в интерфейсе пользователя Polyspace Desktop.

См. примеры исправлений ниже.

Если вы не хотите устранять проблему, добавьте комментарии к результату или коду, чтобы избежать другой проверки. См. раздел Результаты анализа пространства адресов с помощью исправлений ошибок или обоснований.

Пример - Ошибка доступа указателя за пределами границ
int* Initialize(void)
{
 int arr[10];
 int *ptr=arr;

 for (int i=0; i<=9;i++)
   {
    ptr++;
    *ptr=i;
    /* Defect: ptr out of bounds for i=9 */
   }

 return(arr);
}

ptr назначается адрес arr указывает на блок памяти размера 10*sizeof(int). В for-луп, ptr увеличивается в 10 раз. В последней итерации цикла ptr точки за пределами назначенного ему блока памяти. Поэтому его нельзя обособлять.

Коррекция - Проверка того, что указатель остается в пределах границ

Одной из возможных корректировок является изменение порядка приращения и отмены привязки ptr.

int* Initialize(void)
{
 int arr[10];
 int *ptr=arr;

 for (int i=0; i<=9;i++)
     {
      /* Fix: Dereference pointer before increment */
      *ptr=i;
      ptr++;
     }

 return(arr);
}

После последнего приращения, хотя ptr точки за пределами назначенного ему блока памяти, больше он не обособлен.

Проверить информацию

Разрешимость: неразрешимая
Представлен в R2019a

[1] Выдержки из стандарта «ISO/IEC TS 17961 Technical Specification - 2013-11-15» воспроизводятся с согласия AFNOR. Нормативную ценность имеет только оригинальный и полный текст стандарта, опубликованный изданиями AFNOR - доступный через веб-сайт www.boutique.afnor.org.