CERT C: Rec. INT18-C

Вычислите целочисленные выражения в большем размере перед сравнением или присвоением этому размеру

Описание

Определение правила

Вычислите целочисленные выражения в большем размере перед сравнением или присвоением этому размеру.[1]

Реализация Polyspace

Эта проверка проверяет на наличие следующих проблем:

  • Целочисленное переполнение.

  • Беззнаковое целочисленное переполнение.

Примеры

расширить все

Проблема

Целочисленное переполнение происходит, когда использование над целочисленными переменных мможетпривести к значениям, которые не могут быть представлены типом данных результата. Тип данных переменной определяет количество байтов, выделенных для переменного хранилища, и ограничивает область значений допустимых значений.

Точное выделение ресурсов хранения для различных типов с плавающей точкой зависит от процессора. См. Target processor type (-target).

Риск

Целочисленные переполнения целых чисел со знаком приводят к неопределенному поведению.

Зафиксировать

Исправление зависит от первопричины дефекта. Часто детали результата показывают последовательность событий, которые привели к дефекту. Используйте этот список событий, чтобы определить, как переменные в переполненных расчетах получают свои текущие значения. Вы можете реализовать исправление на любом событии в последовательности. Если сведения о результате не отображают историю событий, можно отследить их с помощью опций правого щелчка в исходном коде и просмотреть предыдущие связанные события. Смотрите также Результаты интерпретации Bug Finder в интерфейсе пользователя Polyspace Desktop.

Исправить дефект можно путем:

  • Использование большого типа данных для результата операции, чтобы можно было включать все значения.

  • Проверка значений, которые приводят к переполнению, и выполнение соответствующей обработки ошибок.

Чтобы избежать переполнения в целом, попробуйте один из следующих методов:

  • Сохраните целое число значений переменных ограниченным в пределах половины областью значений целых чисел со знаком.

  • В операциях, которые могут переполниться, проверяйте условия, которые могут привести к переполнению, и реализуйте перенос или поведение насыщения в зависимости от того, как используется результат операции. Результат затем становится предсказуемым и может безопасно использоваться в последующих расчетах.

См. примеры исправлений ниже.

Если вы не хотите устранять проблему, добавьте комментарии к своему результату или коду, чтобы избежать другой проверки. Смотрите Адрес Результаты Polyspace через исправления ошибок или обоснования.

Пример - Сложение максимального целого числа
#include <limits.h>

int plusplus(void) {

    int var = INT_MAX;
    var++;             
    return var;
}

В третьем операторе этой функции переменная var увеличивается на единицу. Но значение var является максимальным целым значением, поэтому int не может представлять одно плюс максимальное целое значение.

Коррекция - разный тип склада

Одной из возможных коррекций является изменение типов данных. Сохраните результат операции в большем типе данных (Обратите внимание, что на 32-разрядной машине int и long имеет тот же размер). В этом примере на 32-битной машине путем возврата long long вместо int, ошибка переполнения исправлена.

#include <limits.h>

long long plusplus(void) {

    long long lvar = INT_MAX;
    lvar++;
    return lvar;
}
Проблема

Беззнаковое целочисленное переполнение происходит, когда использование с беззнаковыми целочисленными переменных мможетпривести к значениям, которые не могут быть представлены типом данных результата. Тип данных переменной определяет количество байтов, выделенных для переменного хранилища, и ограничивает область значений допустимых значений.

Точное выделение ресурсов хранения для различных типов с плавающей точкой зависит от процессора. См. Target processor type (-target).

Риск

Стандартные C11 состояния, при которых беззнаковые целочисленное переполнение приводят к переносу. Однако перенос вокруг поведения не всегда может быть желательным. Например, если результат расчета используется как размер массива, и расчет переполнен, размер массива намного меньше, чем ожидалось.

Зафиксировать

Исправление зависит от первопричины дефекта. Часто детали результата показывают последовательность событий, которые привели к дефекту. Вы можете реализовать исправление на любом событии в последовательности. Если сведения о результате не отображают историю событий, можно отследить их с помощью опций правого щелчка в исходном коде и просмотреть предыдущие связанные события. Смотрите также Результаты интерпретации Bug Finder в интерфейсе пользователя Polyspace Desktop.

Исправить дефект можно путем:

  • Использование большого типа данных для результата операции, чтобы можно было включать все значения.

  • Проверка значений, которые приводят к переполнению, и выполнение соответствующей обработки ошибок. В коде обработки ошибок можно переопределить поведение обхода по умолчанию для переполнений и реализовать поведение насыщения, для образца.

См. примеры исправлений ниже.

Если вы не хотите устранять проблему, добавьте комментарии к своему результату или коду, чтобы избежать другой проверки. Смотрите Адрес Результаты Polyspace через исправления ошибок или обоснования.

Пример - Добавить одно к максимальному целому числу без знака
#include <limits.h>

unsigned int plusplus(void) {

    unsigned uvar = UINT_MAX;
    uvar++;
    return uvar;
}

В третьем операторе этой функции переменная uvar увеличивается на 1. Однако значение uvar является максимальным беззнаковым целым значением, поэтому 1 плюс максимальное целое значение не может быть представлено unsigned int. Стандарт языка программирования C не рассматривает беззнаковое переполнение как ошибку, потому что программа автоматически уменьшает результат по модулю максимальное значение плюс 1. В этом примере uvar уменьшается по модулю UINT_MAX. Результатом является uvar = 1.

Коррекция - разный тип склада

Одна возможная коррекция состоит в том, чтобы сохранить результат операции в большем типе данных. В этом примере путем возврата unsigned long long вместо unsigned int, ошибка переполнения исправлена.

#include <limits.h>

unsigned long long plusplus(void) {

    unsigned long long ullvar = UINT_MAX;
    ullvar++;
    return ullvar;
}

Проверяйте информацию

Группа: Рек. 04. Целые числа (INT)
Введенный в R2019a

[1] Это программное обеспечение было создано MathWorks, включающее фрагменты: «Сайт SEI CERT-C», © 2017 Университет Карнеги Меллон, Веб-сайт SEI CERT-C + + © 2017 Университет Карнеги Меллон, "Стандарт кодирования SEI CERT C - Правила разработки безопасных, Надежные и безопасные системы - 2016 Edition ", © 2016 Университет Карнеги Меллон, и "Стандарт кодирования SEI CERT C++ - Правила разработки безопасных, Надежные и безопасные системы в C++ - 2016 Edition "© 2016 Университет Карнеги Меллон, с специального разрешения от его Института программной инженерии.

ЛЮБОЙ МАТЕРИАЛ УНИВЕРСИТЕТА КАРНЕГИ МЕЛЛОН И/ИЛИ ЕГО ИНЖЕНЕРНОГО ИНСТИТУТА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ, СОДЕРЖАЩИЙСЯ В НАСТОЯЩЕМ ДОКУМЕНТЕ, ПОСТАВЛЯЕТСЯ НА БАЗИСЕ «КАК ЕСТЬ». УНИВЕРСИТЕТ КАРНЕГИ МЕЛЛОН НЕ ДАЕТ НИКАКИХ ГАРАНТИЙ, ВЫРАЖЕННЫХ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ, В ОТНОШЕНИИ ЛЮБОГО ВОПРОСА, ВКЛЮЧАЯ, НО НЕ ОГРАНИЧИВАЯСЬ, ГАРАНТИЮ ПРИГОДНОСТИ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ИЛИ КОММЕРЧЕСКОЙ ВЫГОДЫ, ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОСТИ, ИЛИ УНИВЕРСИТЕТ КАРНЕГИ МЕЛЛОН НЕ ДАЕТ НИКАКИХ ГАРАНТИЙ В ОТНОШЕНИИ СВОБОДЫ ОТ ПАТЕНТА, ТОВАРНОГО ЗНАКА ИЛИ НАРУШЕНИЯ АВТОРСКИХ ПРАВ.

Это программное обеспечение и связанная с ним документация не были рассмотрены и не одобрены Университетом Карнеги-Меллон или его Институтом программной инженерии.