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CPPCheck(代码静态检查)

CPPCheck(代码静态检查)

作者: konishi5202 | 来源:发表于2019-02-28 17:06 被阅读22次

    一、简述

    Cppcheck是一种C/C++代码缺陷静态检查工具。不同于 C/C++ 编译器及很多其它分析工具,它不检查代码中的语法错误。Cppcheck只检查编译器检查不出来的bug类型,其目的是检查代码中真正的错误。

    支持的代码和平台:

    • 可以检查非标准代码,包括不同的编译器扩展、内联汇编代码等。
    • Cppcheck应该被处理最新C++标准的任何C++编译器所编译。
    • Cppcheck应该在任何有足够CPU和内存的平台上工作。

    要知道Cppcheck有限制,Cppcheck很少在报告错误方面出错,但有很多bug,它不能检测。

    通过仔细测试软件,你会发现软件中有更多的bug,而不是使用Cppcheck。但Cppcheck仍可以检测到在测试和评估软件时错过的一些bug。

    二、安装

    可以直接在GitHub上克隆代码,然后切换到对应版本后进行编译安装:

    $ git clone git@github.com:AaronKonishi/cppcheck.git
    $ cd cppcheck
    $ git checkout 1.87
    $ cd ..
    $ mkdir build
    $ cd build
    $ cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/opt/cppcheck-1.87 ../cppcheck/
    $ make SRCDIR=build CFGDIR=cfg HAVE_RULES=yes CXXFLAGS="-O2 -DNDEBUG -Wall -Wno-sign-compare -Wno-unused-function"
    $ make install
    

    然后修改PATH环境变量,添加/opt/cppcheck-1.87/bin到PATH中。

    二、使用

    2.1 第一个测试程序

    下面是一个简单的代码:

    int main()
    {
        char a[0];
        a[10] = 0;
        return 0;
    }
    

    将代码保存进file1.c中,然后执行:

    cppcheck file1.c
    

    将得到如下输出:

    Checking file1.c...
    [file1.c:4]: (error) Array 'a[10]' index 10 out of bounds
    

    2.2 检查文件夹中所有文件

    通常一个项目会有许多源文件,如果需要同时检查,Cppcheck可以检查文件夹中的所有文件:

    cppcheck path
    

    如果path是一个文件夹,cppcheck将递归检查这个文件夹中的所有源文件。
    ···
    Checking path/file1.cpp…
    1/2 files checked 50% done
    Checking path/file2.cpp…
    2/2 files checked 100% done
    ···

    2.3 检查部分或过滤部分文件

    排除一个文件或文件夹有两个选项,第一个选项是只提供你想检查的路径和文件:

    cppcheck src/a src/b
    

    所有位于 src/a 和 src/b 下的文件都会被检查。

    如果使用-i选项,将会忽略指定的文件/文件夹,使用下面命令src/c将不会被检查:

    cppcheck -isrc/c src
    

    三、严重性

    cppcheck的严重性等级可能为:

    • 错误(error): 当发现bug时使用
    • 警告(warning): 关于防御性编程,以防止bug的建议
    • 风格警告(style): 风格有关问题的代码清理(未使用的函数、冗余代码、常量性等等)
    • 可移植性警告(portability): 可移植性警告。64 位的可移植性,代码可能在不同的编译器中运行结果不同。
    • 性能警告(performance): 建议使代码更快。这些建议只是基于常识,即使修复这些消息,也不确定会得到任何可测量的性能提升。
    • 信息消息(information): 配置问题,建议在配置期间仅启用这些。

    四、其他常用用法

    4.1 启用其他检查

    默认情况下,cppcheck只检测错误信息,可以通过--enable选项启用更多的检查:

    # enable warning messages
    cppcheck --enable=warning file.c
    
    # enable performance messages
    cppcheck --enable=performance file.c
    
    # enable information messages
    cppcheck --enable=information file.c
    
    # For historical reasons, --enable=style enables warning, performance,
    # portability and style messages. These are all reported as "style" when
    # using the old xml format.
    cppcheck --enable=style file.c
    
    # enable warning and performance messages
    cppcheck --enable=warning,performance file.c
    
    # enable unusedFunction checking. This is not enabled by --enable=style
    # because it doesn't work well on libraries.
    cppcheck --enable=unusedFunction file.c
    
    # enable all messages
    cppcheck --enable=all
    

    注意:--enable=unusedFunction和--enable=all应该只在进行项目工程检查是才启用。因为unusedFunction会将未使用的函数报告为警告。

    4.2 保存结果到文件

    很多时候,会希望将结果保存在一个文件中,可以使用 shell 的管道重定向错误输出到一个文件:

    cppcheck file1.c 2> err.txt
    

    4.3 多线程检查

    选项-j用于指定需要使用的线程数,例如,使用6个线程检查文件夹中的文件:
    cppcheck -j 6 path

    注意:这将禁用unusedFunction检查。

    4.3 设置目标平台

    应该使用一个与你的目标匹配的平台配置。默认情况下,如果代码在本地编译和执行,Cppcheck会使用本地平台配置。

    Cppcheck具有用于Unix和Windows目标的内置配置,可以轻松地使用这些 --platform 命令行标志。

        --platform=<type>, --platform=<file>
                             Specifies platform specific types and sizes. The
                             available builtin platforms are:
                              * unix32
                                     32 bit unix variant
                              * unix64
                                     64 bit unix variant
                              * win32A
                                     32 bit Windows ASCII character encoding
                              * win32W
                                     32 bit Windows UNICODE character encoding
                              * win64
                                     64 bit Windows
                              * avr8
                                     8 bit AVR microcontrollers
                              * native
                                     Type sizes of host system are assumed, but no
                                     further assumptions.
                              * unspecified
                                     Unknown type sizes
    

    还可以在 XML 文件中创建自己的自定义平台配置。这里有一个例子:

    <?xml version="1"?>
    <platform>
      <char_bit>8</char_bit>
      <default-sign>signed</default-sign>
      <sizeof>
        <short>2</short>
        <int>4</int>
        <long>4</long>
        <long-long>8</long-long>
        <float>4</float>
        <double>8</double>
        <long-double>12</long-double>
        <pointer>4</pointer>
        <size_t>4</size_t>
        <wchar_t>2</wchar_t>
      </sizeof>
    </platform>
    

    4.4 与cmake项目配合使用

    当使用CMake时,可以使用--project来分析项目。

    它会给你快速和简单的结果,不需要做太多的配置。但很难说这是否将会给你最好的结果,建议试一试它,并尝试不使用--project分析源代码,看哪个选项更适合。

    Cppcheck可以理解编译数据库,可以用CMake生成这些。例如在编译代码时:

    $ cmake -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON
    

    则会在编译目录创建compile_commands.json文件,然后使用cppcheck检查项目:

    $ cppcheck --project=compile_commands.json
    

    4.5 宏定义

    假如这里有个文件,有两个配置(定义和没有定义A):

    #ifdef A
        x = y;
    #else
        x = z;
    #endif
    

    默认情况下,Cppcheck将检查所有预处理器配置(除了那些具有#error的配置),所以上述代码将被分析在当A定义和不定义的情况下。

    可以使用-D更改:当使用-D时,cppcheck将默认只检查给定的配置,不会检查其它,这就是编译器的工作原理。但是可以使用--force或--max-configs来覆盖配置数量。

    # check all configurations
    cppcheck file.c
    # only check the configuration A
    cppcheck -DA file.c
    # check all configurations when macro A is defined
    cppcheck -DA --force file.c
    

    另一个有用的标志可能是 -U,它未定义符号。用法示例:

    cppcheck -UX file.c
    

    这意味着X没有定义,Cppcheck不会检查当定义X时会发生什么。

    4.6 XML格式输出

    cppcheck可以按照XML格式输出检查结果,通过使用--xml添加这种支持。

    $ cppcheck --xml file1.cpp
    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <results version="2">
        <cppcheck version="1.66">
        <errors>
            <error id="someError" severity="error" msg="short error text"
                    verbose="long error text" inconclusive="true" cwe="312">
                <location file0="file.c" file="file.h" line="1"/>
            </error>
        </errors>
    </results>
    

    输出中每个错误都在<error>元素中,其属性包括:

    • id: 错误的id,这些都是有效的符号名称。
    • severity: error、warning、style、performance、portability、information中的任何一个。
    • msg: 短格式的错误消息。
    • verbose: 长格式的错误消息。
    • inconclusive: 此属性仅在消息不确定时使用。
    • cwe: 消息的CWE ID,此属性仅在消息的CWE ID已知时使用。

    <location>元素列出所有错误相关位置,首先列出主要位置,包括如下属性:

    • file: 文件名,相对路径和绝对路径都是可能的。
    • file0: 源文件的名称(可选)。
    • line: 一个数字。
    • msg: 此属性尚不存在,但将来可以为每个位置添加一条短消息。

    cppcheck更多用法,请参考CppCheck的官方Manual,或者网页版本官方Manual

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