Che cos’è un overflow dello stack?

L’overflow dello stack è un errore di programmazione in cui un tentativo di scrivere dati in un particolare blocco di memoria fallisce perché non è rimasto spazio nel blocco. Questo tipo di errore si verifica allo stesso modo dei buffer overflow, heap overflow e stack buffer overflow. La differenza tra questi tipi di errori dipende dalla struttura dei dati del computer utilizzata e la caratteristica comune è che si verifica un tentativo di scrivere più dati dello spazio disponibile per conservarli.

I sintomi di un overflow dello stack possono variare a seconda del linguaggio del computer utilizzato e del meccanismo di segnalazione degli errori disponibile. In C++, un overflow dello stack si manifesta spesso come un errore di segmentazione e spesso non vengono fornite informazioni aggiuntive per determinare dove o come si è verificato l’overflow. Un overflow in Java spesso provoca un arresto anomalo della macchina virtuale che emette un file di errore ragionevolmente dettagliato. Indipendentemente dalla lingua in cui si verifica un overflow, l’overflow può quasi sempre essere corretto mediante un corretto debug e l’identificazione dell’origine dell’overflow originale.

I linguaggi per computer che offrono una gestione esplicita della memoria sono spesso più facili da salvaguardare dall’overflow dello stack. La pratica di programmazione ampiamente accettata di solito impone che per ogni segmento di memoria allocato da un programma, il programma dovrebbe anche cancellarsi. Il C++ consente questo meccanismo e un attento monitoraggio in questo modo può ridurre al minimo la quantità di memoria utilizzata da un programma. I linguaggi che non offrono una gestione esplicita della memoria e utilizzano invece la gestione della memoria implicita, sono più difficili da proteggere dagli errori di overflow dello stack. Java gestisce la propria memoria all’interno della sua macchina virtuale, quindi i dati non possono essere cancellati esplicitamente a piacimento per fare spazio ad altro.

Un errore comune dei programmatori alle prime armi è presumere che un overflow dello stack non possa verificarsi nei linguaggi di computer che gestiscono la propria gestione della memoria. Anche se a prima vista sembra plausibile, in realtà non è così. I linguaggi con gestione della memoria implicita hanno spesso raccoglitori di rifiuti che liberano blocchi di memoria non necessari, ma questi raccoglitori di rifiuti non funzionano sempre nel momento previsto da un programmatore. Fare affidamento sui raccoglitori di rifiuti è relativamente pericoloso e non può sempre proteggere un programma da un errore di overflow.

Gli errori di overflow possono essere catastrofici e arrestare un intero programma, oppure possono essere quasi silenziosi e consentire a un programma di continuare. Questi secondi tipi di errori sono spesso i più difficili da trovare perché potrebbe verificarsi un errore che proveniva da un overflow di molte righe di codice prima. Un overflow dello stack non richiede spesso la ricerca in un intero programma, ma più a lungo un programma può essere eseguito dopo un overflow, più difficile può essere l’errore da trovare e correggere.