Поиск ошибок явного приведения типа в 64-битных программах

09 Мар 2009

Автор: Андрей Карпов

Я неоднократно сталкиваюсь с вопросами в форумах, касающихся поиска некорректного приведения типа при переносе кода на 64-битную платформу. Я решил написать эту небольшую заметку, чтобы потом иметь возможность давать на нее ссылку и не писать каждый раз ответ заново.

Описание проблемы выглядит приблизительно следующим образом:

"Debugging bad pointer casts in 64bits" I am currently converting a program to Windows 64bits. Some bad code casts pointers into long and vice-versa. Code example: MyObj* pObj = ... ::SendMessage(hwnd, msg, (WORD)x, (DWORD)pObj);

Проблема в том, что обнаружить подобные ошибки компилятором невозможно, так как используется явное приведение типа, которое подавляет диагностические предупреждения. Именно для диагностирования подобных и многих других ошибок и служит статический анализатор кода Viva64 (https://www.viva64.com/ru/pvs-studio/).

Viva64 - специализированный коммерческий инструмент для поиска ошибок в Си/Си++ программах при переносе их на 64-битные системы или при разработке новых 64-битных программ. Дополнительно инструмент позволит более качественно оптимизировать 64-битный код. Инструмент достаточно дорогой, но наши пользователи могут получить поддержку по настройке и доработке инструмента к особенностям их проектов, что позволяет применять инструмент с высокой эффективность.

Данный инструмент позволяет находить явные приведения типов, которые опасны с точки зрения 64-битной модели данных.

Например, на приведенный выше код анализатор выдаст предупреждение V202:

V202. Explicit type conversion.

Type casting from memsize to 32-bit. http://www.viva64.com/content/PVS-Studio-help-ru/V202.html

А на следующий код, где присутствует некорректное явное приведение 32-битного к 64-битному типу:

unsigned width, height, depth;
DWORD_PTR arraySize = DWORD_PTR (width * height * depth);

будет выдано предупреждение V201:

V201. Explicit type conversion. Type casting to memsize.

http://www.viva64.com/content/PVS-Studio-help-ru/V201.html

Последний фрагмент кода анализатор считает подозрительным, так как оно очень похоже на типовую ошибку. Дело в том, что если значения width, height и depth достаточно велики, то при умножении может произойти переполнение 32-битного типа unsigned. И уже этот некорректный результат будет расширен до 64-битного типа DWORD_PTR и помещен в переменную arraySize. Высока вероятность, что код следует переписать следующим образом:

unsigned width, height, depth;
DWORD_PTR arraySize = DWORD_PTR (width) *
    DWORD_PTR (height) * DWORD_PTR (depth);

В этом случае будут перемножаться 64-битные типы и переполнение исчезнет. Более подробно такие ситуации описаны в статье "20 ловушек переноса Си++ - кода на 64-битную платформу" (http://www.viva64.com/art-1-1-1958348565.html).

Вывод: если у вас большой объем кода, то разумно не заниматься бесконечным тестированием, вылавливая все новые и новые переполнения/обрезание значений на очередном наборе входных данных, а приобрести продукт Viva64 и вылавливать эти ошибки на самых ранних этапах.

Дополнительные ссылки:

#Cpp #64bit