異なる配列を指すポインター間の減算または比較

異なる配列を指すポインター間の減算または比較による未定義の動作の発生

説明

この欠陥は、null ポインターまたは別の配列内の要素を指しているポインターを減算または比較した場合に発生します。比較の関係演算子は >、<、>=、および <= です。

リスク

同じ配列内の要素を指す 2 つのポインターを減算する場合、結果は 2 つの配列要素の添字の間の差になります。同様に、配列の要素を指す 2 つのポインターを比較する場合、結果は相対的なポインターの位置になります。ポインターが null または異なる配列の要素を指している場合、減算や比較演算は未定義です。減算結果をバッファーインデックスとして使用する場合、バッファーオーバーフローが発生する可能性があります。

修正方法

配列要素を指すポインターの減算や比較演算子による比較を行う前に、ポインターが非 null であり同じ配列を指していることをチェックします。

例

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異なる配列内の要素を指すポインター間の減算

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define SIZE20 20

size_t func(void)
{
    int nums[SIZE20];
    int end;
    int *next_num_ptr = nums;
    size_t free_elements;
	/* Increment next_num_ptr as array fills */
	
	/* Subtraction operation is undefined unless array nums 
	is adjacent to variable end in memory. */
    free_elements = &end - next_num_ptr; 
    return free_elements;
}

この例では、配列 nums がインクリメントされて埋めらます。その後、空の要素がいくつ残っているか判断するためにポインターの減算が使用されます。end が nums の最後の要素を超えたメモリ位置を指していない限り、減算演算は未定義です。

修正 — 同じ配列を指すポインターを減算

配列の最後の要素を指すポインターから埋められた最後の要素を指すポインターを減算します。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define SIZE20 20

size_t func(void)
{
    int nums[SIZE20];
    int *next_num_ptr = nums;
    size_t free_elements;
	/* Increment next_num_ptr as array fills */
	
	/* Subtraction operation involves pointers to the same array. */
    free_elements = &(nums[SIZE20 - 1]) - next_num_ptr;  
	
    return free_elements + 1;
}

結果情報

グループ: 静的メモリ

言語: C | C++

既定値: 手書きコードはオン、生成コードはオフ

コマンドライン構文: PTR_TO_DIFF_ARRAY

影響度: High

バージョン履歴

R2017b で導入

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R2023a: スタブ関数の出力が関与するポインター減算または比較が無視されなくなった

Polyspace^® は、スタブ関数の出力を使用してポインターの減算またはポインターの比較演算を行う場合でも、この欠陥を報告します。たとえば次のコードでは、ポインター ptr が関数 get_ptr() によって返されます。

int32_t *ptr = get_ptr ( );
int32_t a1[ 10 ];
int32_t *p1 = &a1[ 1 ];
diff = ptr - p1;   //Defect

関数 get_ptr() には本体がないため、Polyspace はこれをスタブ関数として扱います。オペランドのいずれかがスタブ関数の出力である場合、Polyspace はポインターの算術演算を無視しなくなりました。この例では、p1 が宣言される前に get_ptr() が呼び出されるため、ポインター ptr および p1 は同じ配列を指すことができません。Polyspace は欠陥を報告します。

参考

欠陥の検出 (-checkers)