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    嵌入式開發中靜態代碼分析器的七種用途

    • 發布:嵌入式培訓
    • 來源:嵌入式問答
    • 時間:2017-07-05 10:43

    當前標準的C語言編譯器只能找出代碼中潛在的缺陷,而對程序方案設計并沒有效。使用靜態代碼分析器有助于提升固件和捕獲編譯器難以察覺的問題。以下是每一位嵌入式軟件開發工程師都應該熟悉的靜態代碼編譯器的七種用法,趕緊跟隨《單片機與嵌入式系統應用》小編來看看!

    標準的C語言編譯器在檢查語法錯誤方面做得很好,并且能將其編譯成可執行的程序。如果代碼被編譯成功,編譯器就會默認一切都很好,但可能還是會存在許多的錯誤。靜態代碼分析器在下列場景中就能大展身手。

    用途#1-捕捉潛在的漏洞

    靜態代碼分析器廣為人知的用途之一就是掃描軟件中潛在的問題和漏洞。這些問題小到switchcase遺漏了break語句,大到緩存溢出的潛在風險。靜態代碼分析器能夠發現那些容易被編譯器或者代碼審核人員忽略的問題。在開發的早期階段配置一個靜態代碼分析器在實踐中能夠確保潛在風險被立即處理,而不是等到開發的后期階段。

    用途#2-強制執行代碼規范

    執行代碼規范是確保軟件開發一致性和代碼可讀性的重要舉措。代碼規范不僅會涉及代碼可讀性等問題,它還能迫使代碼變得優雅。一個典型的例子就是許多靜態代碼分析器支持MISRAC。靜態代碼分析器能夠確保開發者沒有違背大多數推薦實現方法,也沒有違背標準的優雅實踐(但是有些規則要求人工檢查,機器無法自動判別)。如果真的發生了違規行為,靜態分析器會將違規行為報告給開發者,開發者可以給予糾正。使用靜態分析器能夠快速判斷代碼是否遵循了已定義的標準。

    用途#3-確保嚴格執行ANSI-C標準

    那些想嚴格按照ANSI-C標準開發可移植軟件的開發者可以用靜態代碼分析器判斷是否有非標準的用法混雜在代碼里。將分析器設置為“strict”將會查找出那些可移植性較差的或者兼容性較弱的代碼區域。開發者隨后可以再次檢查這部分代碼,使得軟件更好地遵守ANSI-C標準,或者至少在文檔中注明這部分代碼。

    用途#4-強大的類型檢查功能

    C語言并不支持強類型檢查。在C語言中,如果開發者自己創建了一種類型,編譯器會忽略新類型而使用底層的C語言類型。

    舉個例子,如上圖所示,編譯器會視變量Var1為int類型(實現時定義)而不是新的MyEnum_t類型。開發者也許想區分int和MyEnum_t兩種類型,并讓編譯器在兩者混用之時做出警告。然而,在第13行編譯器并不認為把變量Var2(底層是int類型)的值賦給變量Var1(底層也是int類型)存在什么錯誤。靜態代碼分析器能夠設置嚴格的類型檢查,將Var1=Var2因不同類型間的賦值而置為高亮,以及檢查出其它不符合開發者本意的問題。

    用途#5-提供量綱檢查

    1998年發射失敗的火星氣候探測器是我最關注的航空器失事事故之一。航空器的失敗是由于輸入軌道插入參數時使用了非標準的lbs*s而不是N*s(哎呀!)。火星氣候探測器的失事永遠警示著我們確保度量單位正確的重要性。但C編程語言沒有提供任何的量綱分析來確保計算的一致性。但是,靜態代碼分析器能夠完成這些檢查,以確保不會將千米誤乘以英尺從而得到一個錯誤的結果。量綱分析的設置在各種工具中各不相同,但開發者應該好好利用這個重要的特性。

    用途#6-支持基本的堆棧分析

    理解棧的最壞使用場景是開發任何實時嵌入式系統的關鍵。有很多的方法能分析和確定堆棧的最壞情況下的使用狀態,但可以用靜態代碼分析器來找找合理使用堆棧的感覺。靜態分析器可以計算函數的堆棧使用情況和調用圖來給出堆棧所需的大致空間。靜態分析工具還可以幫助深入了解程序對函數調用,以及函數結果的確定性。使用靜態分析來熟悉堆棧的使用和最壞工作狀態有助于初步理解堆棧的最壞狀態分析。

    用途#7-幫助檢查線程

    靜態分析工具也可以用來查看在相同處理器上同時執行的線程和任務所出現的問題。舉個例子,分析工具可以識別是否有與加鎖或解鎖互斥相關的任何異常。線程檢查對在實時系統中查找問題非常有效,但配置此類分析卻要花費很大的代價。只要能發現存在異常的線程,這種代價還是值得付出的。

    總結

    靜態分析是開發人員開發實時系統的一個寶貴工具。靜態分析器的七種用途只是其強大功能的幾個例子。靜態代碼分析器的使用可以大大提高代碼的質量和魯棒性,如果設置得當,甚至可以確保代碼與常見的或自定義的編碼標準的一致性。

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