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オーバーフロー

辞書:電算用語の基礎知識 プログラミング用語編 (PTPROGY)
読み:オーバーフロー
外語:over flow 英語
品詞:さ変名詞
1999/12/12 作成
2014/07/15 更新

溢れること。

概要

電子計算機の演算処理で、計算結果が扱える数値範囲を超えてしまうこと。

数値は、変数の大きさ、より装置内部の視点から見るとCPUレジスターの大きさによって表わせる最大値(上限)が決まる。

もし演算結果がこの上限を超えてしまうと、変数(ないしレジスター)に格納された演算結果は不正なものとなる。このような状態になることを、オーバーフローする、という。

実例

桁あふれは、実例に事欠かない。

たとえば変数で時間を管理した場合、次のような問題が発生しうる。

定期的に実行すべき処理があった場合、多くの実装では現在のカウンター+待機時間を登録し、カウンターがその値以上なった時に処理を呼び出す(イベントを発生させる)よう、作られている。

この方法は処理が簡潔になるという利点があるが、オーバーフローすることを想定して作らないと、いつになっても想定したイベントが発生しない、といった問題を生じることになる。

範囲チェック

範囲チェックは、単にif文などで範囲を確認するだけだが、視覚的に範囲チェックしていることが分かれば更に良いだろう。

そこで例えば、次のようなマクロを定義する。

#define InRange(a, b, c) (((a) >= (b)) && ((a) <= (c)))

C++なら、templateを使う方がより望ましい。

template<typename T> inline bool InRange(T val, T min, T max) { return min <= val && val <= max; }

例えば、idxが1〜31の範囲内であることを確認するには、次のようにする。

if (InRange(idx, 1, 31))
{
    ok();
}

範囲外のチェックは頭に!を付けるだけである。

if (!InRange(idx, 1, 31))
{
    error();
}

とは言え、寝ぼけまなこでは、これは分かりにくい。

C++で#include <ciso646> するか、Cで「#define not !」としておけば、次のようにもできる。

if (not InRange(idx, 1, 31))
{
    error();
}

バッファーに格納するデータが、確保されている大きさからあふれてしまうことをバッファーオーバーフローという。

確保された領域の外には、別のバッファーやデータなどが存在するため、バッファーオーバーフローを起こすとこれらデータを破壊してしまい、システムは誤動作する。

この問題も頻繁に発生し、セキュリティホールとなっている。

プログラム処理では、スタックがよく使われる。

このスタック領域の大きさには限りがあるが、その限度を超えてスタックを使ってしまうことをスタックオーバーフローという。

スタック領域の外にも、やはり別のバッファーやデータなどが存在するため、スタックオーバーフローを起こすとこれらデータを破壊してしまい、システムは誤動作する。

この問題も頻繁に発生し、セキュリティホールとなっている。

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