MISRA編碼標(biāo)準(zhǔn)和靜態(tài)代碼分析儀

近年來，軟件質(zhì)量、安全和保障已成為重中之重。在我們之前的文章中，我們已經(jīng)提到了歷史上的一些事件，這些事件造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員死亡。阿麗亞娜5的爆炸，患者使用Therac-25放射治療機(jī)過量服用20，000拉德，89因豐田的過錯(cuò)而死亡。所有這些故事都有一個(gè)共同點(diǎn)：導(dǎo)致巨大損失的軟件錯(cuò)誤。

那么什么是MISRA？

最初，MISRA（汽車行業(yè)軟件可靠性協(xié)會(huì)）的成立是為了設(shè)計(jì)一套用于道路車輛的微控制器軟件開發(fā)指南。從那時(shí)起，它已被應(yīng)用于每個(gè)可靠性和安全關(guān)鍵領(lǐng)域，包括汽車行業(yè)、醫(yī)療設(shè)備、航空航天和國防等。MISRA 標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)由一組規(guī)則和建議組成的文檔，C 和 C++ 開發(fā)人員在開發(fā)應(yīng)用程序時(shí)應(yīng)遵守這些規(guī)則和建議。MISRA-C：1998版本有127條規(guī)則。

所有這些規(guī)則都可以分為以下幾類：

命令的

必需 – 允許偏離規(guī)則（但建議記錄在案）

咨詢 – 非強(qiáng)制性

（來源：什么是MISRA以及如何烹飪）

首先要提到的是，MISRA標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用應(yīng)該在開發(fā)過程實(shí)際開始之前開始，并且只有在真正需要時(shí)才開始。在其他情況下，特別是當(dāng)代碼庫足夠大并且不適合在嵌入式系統(tǒng)上使用時(shí)，開發(fā)人員將不得不進(jìn)行漫長而乏味的重構(gòu)。為什么會(huì)這樣？

WinMerge的源代碼大約有25萬行C和C++代碼長。這是一個(gè)小項(xiàng)目，但是規(guī)定將if語句的主體括在大括號(hào)中的規(guī)則在其中被打破了大約兩千次。有 127-228 條這樣的規(guī)則（取決于標(biāo)準(zhǔn)的版本）。

Nana是一個(gè)用于創(chuàng)建圖形用戶界面的跨平臺(tái)庫，其源代碼長度不到10萬LOC。在這個(gè)項(xiàng)目中，同樣的規(guī)則被打破了大約三千次。

除了關(guān)于大括號(hào)的規(guī)則外，還有一些：

不得使用繼續(xù)語句;

每個(gè) switch 語句都應(yīng)有一個(gè)默認(rèn)標(biāo)簽;

不得使用 goto 語句;

如果。..否則，如果構(gòu)造應(yīng)以 else 子句終止;

那么，它的用途是什么？

但是，這些規(guī)則并不意味著使開發(fā)人員的生活更加艱難。這些是用鮮血寫成的規(guī)則，需要它們來使安全關(guān)鍵代碼不易出現(xiàn)錯(cuò)誤。這個(gè)想法是簡單明了的代碼不太可能包含錯(cuò)誤。下面是一些診斷示例作為證據(jù)：

賦值運(yùn)算符不得用于返回布爾值的表達(dá)式中;

所有非 void 的函數(shù)都應(yīng)返回一個(gè)值;

循環(huán)計(jì)數(shù)器基本上不應(yīng)具有浮動(dòng)類型;

函數(shù)末尾應(yīng)該有一個(gè)單點(diǎn)出口;

遵循 MISRA 指南將有助于提高軟件的可靠性。但是，那些不熟悉MISRA的人可能想知道它究竟是如何使用的。你真的必須把這127條規(guī)則都記在腦子里嗎？這就是靜態(tài)分析器可以提供幫助的地方。

靜態(tài)分析的目的是什么？

手動(dòng)檢查代碼是否符合 MISRA 標(biāo)準(zhǔn)是一項(xiàng)漫長而乏味的工作。但實(shí)際上你不必記住所有這些規(guī)則。靜態(tài)代碼分析器可以為您完成所有操作。

靜態(tài)代碼分析是檢測(cè)計(jì)算機(jī)程序源代碼中的錯(cuò)誤和小缺陷的過程。它可以被視為自動(dòng)代碼審查。一些靜態(tài)分析器可以檢查代碼是否符合 MISRA 規(guī)則，正是這些工具將幫助您查找并修復(fù)程序中所有不符合規(guī)則的地方。為此，您只需使用分析器檢查您的項(xiàng)目并研究檢查結(jié)束時(shí)生成的分析報(bào)告。下面我將簡要演示如何使用 PVS-Studio 分析器和項(xiàng)目 Shairport 作為示例來執(zhí)行此操作。

克隆存儲(chǔ)庫。

運(yùn)行生成配置腳本。

在跟蹤模式下運(yùn)行 PVS-Studio 并生成項(xiàng)目。

根據(jù)上一步的結(jié)果分析項(xiàng)目文件。

將日志轉(zhuǎn)換為 html。

審核編輯：郭婷