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PCLINT介绍

by WANGWANG


 

一 、引言

C/C++语言的语法拥有其它语言所没有的灵活性,这种灵活性带来了代码效率的提升,但相应也使得代码编写具有很大的随意性,另外C/C++编译器不进行强制类型检查,也不做任何边界检查,这就增加了代码中存在隐患的可能性。如果能够在代码提交测试之前发现这些潜在的错误,就能够极大地减轻测试人员的压力,减少软件项目的除错成本,可是传统的C/C++编译器对此已经无能为力,这个任务只能由专用的代码检查工具完成,PC-Lint因此应运而生。

 

二 、PC-Lint介绍 

PC-Lint是GIMPEL SOFTWARE公司开发的C/C++软件代码静态分析工具,它的全称是PC-Lint for C/C++,PC-Lint能够在Windows、MS-DOS和OS/2平台上使用,以二进制可执行文件的形式发布。PC-lint在全球拥有广泛的客户群,许多大型的软件开发组织都把PC-Lint检查作为代码走查的第一道工序。 PC-Lint不仅能够对程序进行全局分析,识别没有被适当检验的数组下标,报告未被初始化的变量,警告使用空指针以及冗余的代码,还能够有效地帮你提出许多程序在空间利用、运行效率上的改进点。


通过下面的例子就可以看出PC-Lint工具的强大功能:

1: 
2:char *report( int m, int n, char *p ) 
3:{ 
4: int result; 
5: char *temp; 
6: long nm; 
7: int i, k, kk; 
8: char name[11] = "Joe Jakeson"; 
9: 
10: nm = n * m; 
11: temp = p == "" ? "null" : p; 
12: for( i = 0; i<m; I++ ) { 
14: k++; 
15: kk = i; 
16: } 
17: 
18: if( k== 1 ) result = nm; 
19: else if( kk > 0 ) result = 1; 
20: else if( kk < 0 ) result = -1; 
21: 
22: if( m == result ) return( temp ); 
23: else return( name ); 
24:}

这是一段C代码,可以通过大多数常见的C语言编译器的检查,但是PC-Lint能够发现其中的错误和潜在的问题:第8行向name数组赋值时丢掉了结尾的null字符,第10行的乘法精度会失准,即使考虑到long比int的字长更长,由于符号位的原因仍然会造成精度失准,第11行的比较有问题,第14行的变量k没有初始化,第15行的kk可能没有被初始化,第22行的result也有可能没有被初始化,第23行返回的 是一个局部对象的地址。


对于一个小程序,多数程序员都能够及时发现上面出现的错误,但是从一个拥有成千上万行代码的大型软件中找出这些瑕疵将是一项烦琐的工作,而且没有人可以保证能找出所有的这类问题。如果使用PC-Lint,只需通过一次简单的编译就可以检查出这些错误,这将节省了大量的开发时间。从某种意义上说。PC- Lint是一种更加严格的编译器,它除了可以检查出一般的语法错误外,还可以检查出那些虽然符合语法要求,但很可能是潜在的、不易发现的错误。

 

三、PC-Lint的代码检查功能 

PC-Lint能够检查出很多语法错误和语法上正确的逻辑错误,PC-Lint为大部分错误消息都分配了一个错误号,编号小于1000的错误号是分配给C 语言的,编号大于1000的错误号则用来说明C++的错误消息。下表列出了PC-Lint告警消息的详细分类:

错误说明 C
语法错误 1-199
内部错误 200-299
致命错误 300-399
告警 400-699
消息 700-800
可选信息 900-999

 

以 C语言为例,其中的编号1-199指的是一般编译器也会产生的语法错误;编号200-299是PC-Lint程序内部的错误,这类错误不会出现在代码中的;编号300-399指的是由于内存限制等导致的系统致命错误。编号400-999中出现的提示信息,是根据隐藏代码问题的可能性进行分类的:其中编号400-699指的是被检查代码中很可能存在问题而产生的告警信息;编号700-899中出现的信息,产生错误的可能性相比告警信息来说级别要低, 但仍然可能是因为代码问题导致的问题。编号900-999是可选信息,他们不会被默认检查,除非你在选项中指定检查他们。


PC-Lint提供了和许多编译器类似的告警级别设置选项-wLevel和处理函数库的头文件的告警级别-wlib(Level),分为以下几个级别,缺省告警级别为3级:
-w0 不产生信息(除了遇到致命的错误)
-w1 只生成错误信息 -- 没有告警信息和其它提示信息
-w2 只有错误和告警信息
-w3 生成错误、告警和其它提示信息(这是默认设置)
-w4 生成所有信息


PC-Lint的检查分很多种类,有强类型检查、变量值跟踪、语义信息、赋值顺序检查、弱定义检查、格式检查、缩进检查、const变量检查和 volatile变量检查等等。


下面将分别介绍PC-Lint常用的,也是比较重要的代码检查类型,并举例介绍了各个检查类型下可能出现的告警信息以及常用选项的用法:

 

3.1 强类型检查

强类型检查选项“-strong”和它的辅助(补充)选项“-index”可以对typedef定义的数据类型进行强类型检查,以保证只有相同类型之间的变量才能互相赋值。
3.2 变量值跟踪。

 

3.2 变量值跟踪

3.2.1 变量值初始化跟踪

 变量值初始化跟踪技术主要是对变量的值的初始化过程进行跟踪,和其相关的LINT消息主要是644, 645 ("变量可能没有初始化"), 771, 772 ("不可靠的初始化"), 530 ("未初始化的"), 和1401 - 1403 ("成员 ... 未初始化")。

 

3.2.2 变量值跟踪

变量值跟踪技术从赋值语句、初始化和条件语句中收集信息,而函数的参数被默认为在正确的范围内,只有在从函数中可以收集到的信息与此不符的情况下才产生告警。与变量值跟踪相关的消息有:
(1) 访问地址越界消息(消息415,661,796)
(2) 被0除消息(54,414,795)
(3) NULL指针的错误使用(413,613,794)
(4) 非法指针的创建错误(416,662,797)
(5) 冗余的布尔值测试(774)

 

3.2.3 使用assert(断言)进行补救

在某些情况下,虽然根据代码我们可以知道确切的值,但是PC-Lint却无法获取所有情况下变量的值的范围,这时候会产生一些错误的告警信息,我们可以使用assert语句增加变量取值范围信息的方法,来抑制这些错误的告警信息的产生。

 

3.2.4 函数内变量跟踪

PC-Lint的函数值跟踪功能会跟踪那些将要传递给函数(作为函数参数)变量值,当发生函数调用时,这些值被用来初始化函数参数。这种跟踪功能被用来测定返回值,记录额外的函数调用,当然还可以用来侦测错误。

 

3.3 赋值顺序检查

当一个表达式的值依赖于赋值的顺序的时候,会产生告警564。这是C/C++语言中非常普遍的一个问题,但是很少有编译器会分析这种情况。比如
n++ + n
这个语句是有歧义的,当左边的+操作先执行的话,它的值会比右边的先执行的值大一,更普遍的例子是这样的:
a[i] = i++;
f( i++, n + i );
第一个例子,看起来好像自加操作应该在数组索引计算以后执行,但是如果右边的赋值操作是在左边赋值操作之前执行的话,那么自加一操作就会在数组索引计算之前 执行。虽然,赋值操作看起来应该指明一种操作顺序,但实际上是没有的。第二个例子是有歧义的,是因为函数的参数值的计算顺序也是没有保证的。能保证赋值顺序的操作符是布尔与(&&)或(||)和条件赋值(? :)以及逗号(,)。

 

3.4 弱定义检查

这里的弱定义包含是以下内容:宏定义、typedef名字、声明、结构、联合和枚举类型。因为这些东西可能在模块中被过多定义且不被使用,PC-Lint 有很多消息用来检查这些问题。PC-Lint的消息749-769 和1749-1769都是保留用来作为弱定义提示的。
 (1) 当一个文件#include的头文件中没有任何引用被该文件使用,PC-Lint会发出766告警。
 (2) 为了避免一个头文件变得过于大而臃肿,防止其中存在冗余的声明,当一个头文件中的对象声明没有被外部模块引用到时,PC-Lint会发出759告警。
 (3) 当变量或者函数只在模块内部使用的时候,PC-Lint会产生765告警,来提示该变量或者函数应该被声明为static。

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