Testbed靜態(tài)測(cè)試使用指南設(shè)計(jì)V

1、目 錄1Testbed功能介紹11.1編程規(guī)則驗(yàn)證11.2數(shù)據(jù)流分析11.3控制流分析11.4表達(dá)式分析21.5接口分析21.6軟件質(zhì)量度量分析22使用Testbed 進(jìn)行編碼規(guī)則的定制和檢查22.1確定測(cè)試需求22.2建立測(cè)試工程22.3定制代碼分析規(guī)則22.4配置Report選項(xiàng)22.5分析執(zhí)行及結(jié)果查看23結(jié)果分析及測(cè)試報(bào)告編寫23.1質(zhì)量度量信息的獲取23.2程序質(zhì)量度量報(bào)告單23.3靜態(tài)分析質(zhì)量報(bào)告單2附錄A：靜態(tài)分析推薦規(guī)則使用說(shuō)明21 Testbed功能介紹1.1 編程規(guī)則驗(yàn)證編程標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證是高可靠性軟件開(kāi)發(fā)不可缺少的軟件質(zhì)量保證方法，使用LDRA Testbed 自動(dòng)地驗(yàn)證應(yīng)用軟

2、件是否遵循了所選擇的編程規(guī)則。編程規(guī)則由軟件項(xiàng)目管理者根據(jù)自身項(xiàng)目的特點(diǎn)并參考現(xiàn)有的成熟的軟件編程標(biāo)準(zhǔn)制定，如DERA（歐洲防務(wù)標(biāo)準(zhǔn)），MISRA（汽車軟件標(biāo)準(zhǔn)），LDRA Testbed依據(jù)此規(guī)則搜索應(yīng)用程序，并判斷代碼是否違反所制定的編程規(guī)則。LDRA Testbed報(bào)告所有違反編程規(guī)則的代碼并以文本方式或圖形反標(biāo)注的方式顯示。測(cè)試人員或編程人員可根據(jù)顯示的信息對(duì)違反編程規(guī)則的代碼進(jìn)行修改。1.2 數(shù)據(jù)流分析LDRA Testbed分析軟件中全局變量、局域變量及過(guò)程參數(shù)的使用狀況，并以圖形顯示、HTML或ASCII文本報(bào)告方式表示，清晰地識(shí)別出變量使用引起的軟件錯(cuò)誤，此種方法既可使用于單元

3、級(jí)，亦可使用于集成級(jí)、系統(tǒng)級(jí)。 通過(guò) Testbed數(shù)據(jù)流分析功能，可方便地分析出軟件中一些可能的程序欠缺，如：1. 沒(méi)使用的函數(shù)參數(shù)；2. 不匹配的參數(shù)；3. 變量未賦初值就引用；4. 代碼中有多余變量；5. 給值傳遞參數(shù)賦值；6. 無(wú)返回值的函數(shù)路徑；7. 函數(shù)的實(shí)參是全局變量。1.3 控制流分析控制流分析檢查以下內(nèi)容：1. 不可達(dá)代碼；2. 不合理的循環(huán)結(jié)構(gòu)；3. 存在浮點(diǎn)相等比較；4. 函數(shù)存在多個(gè)出口；5. 函數(shù)存在多個(gè)入口。1.4 表達(dá)式分析表達(dá)式分析檢查以下內(nèi)容：1. 表達(dá)式中的括號(hào)使用不當(dāng)；2. 數(shù)組下標(biāo)越界；3. 存在被零除；4. SWITCH語(yǔ)句缺少DEFAULT；5. C

4、ASE語(yǔ)句缺少BREAK；6. 存在混合運(yùn)算；7. 對(duì)指針進(jìn)行邏輯比較；8. 在邏輯表達(dá)式中使用賦值操作符。1.5 接口分析接口分析檢查以下內(nèi)容：1. 實(shí)參和形參個(gè)數(shù)不匹配；2. 實(shí)參和形參類型不匹配；3. 函數(shù)參數(shù)定義的結(jié)構(gòu)和調(diào)用的結(jié)構(gòu)不一致。1.6 軟件質(zhì)量度量分析對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)工程師、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及高級(jí)管理者來(lái)說(shuō)，軟件質(zhì)量的管理與監(jiān)控是非常困難的且費(fèi)時(shí)。LDRA Testbed很好地解決了這一問(wèn)題，使得管理者很容易地收集正在開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)的相關(guān)信息并判斷軟件是否滿足軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，從而達(dá)到對(duì)軟件項(xiàng)目的質(zhì)量跟蹤與控制。Testbed 提供數(shù)據(jù)文件接口，用戶可基于現(xiàn)行軟件標(biāo)準(zhǔn)自行定義適合本系統(tǒng)

5、或項(xiàng)目的軟件質(zhì)量模型。靜態(tài)分析的軟件度量元和相應(yīng)的說(shuō)明見(jiàn)表1：表 1 軟件質(zhì)量度量元說(shuō)明序號(hào)度量元指標(biāo)要求說(shuō)明1函數(shù)代碼行數(shù)<=200函數(shù)包含的語(yǔ)句數(shù)。2注釋度量>=20%代碼的有效注釋率。3函數(shù)參數(shù)<=7函數(shù)參數(shù)個(gè)數(shù)。4Goto語(yǔ)句0Goto語(yǔ)句數(shù)。5圈復(fù)雜度<=10控制流圖中邊的數(shù)量與節(jié)點(diǎn)數(shù)量之間的差值加2。6基本復(fù)雜度<=4圈復(fù)雜度與流程圖中結(jié)構(gòu)化子圖的數(shù)量之間的差值；基本復(fù)雜度高意味著非結(jié)構(gòu)化程度高，難以模塊化和維護(hù)。7LCSAJ密度<=20LCSAJ 密度是一個(gè)描述軟件可維護(hù)性的概念，它是指當(dāng)改變一行代碼時(shí)，對(duì)其它線性代碼順序和跳轉(zhuǎn)的影響程度，值越

6、大說(shuō)明影響的測(cè)試路徑相對(duì)越多，因此系統(tǒng)可維護(hù)性越低。8控制流結(jié)點(diǎn)數(shù)<=10控制流結(jié)點(diǎn)數(shù)表示流程圖中控制流相交的交點(diǎn)數(shù)。9基本結(jié)點(diǎn)數(shù)<=5將流程圖中的結(jié)構(gòu)化部分簡(jiǎn)化成一個(gè)點(diǎn)，簡(jiǎn)化以后流程圖的結(jié)點(diǎn)數(shù)是基本結(jié)點(diǎn)數(shù)。10扇入度量<=7調(diào)用本函數(shù)的上層函數(shù)的個(gè)數(shù)。11扇出度量<=7本函數(shù)調(diào)用下層函數(shù)的個(gè)數(shù)。2 使用Testbed 進(jìn)行編碼規(guī)則的定制和檢查L(zhǎng)DRA Testbed可通過(guò)編輯編碼規(guī)則文件cpen.dat/cppen.dat實(shí)現(xiàn)編碼規(guī)則的定制，下面將具體介紹：2.1 確定測(cè)試需求在測(cè)試需求分析階段確定：1. 確定測(cè)試對(duì)象：整個(gè)MSVC工程還是文件集合；純C文件、純C+還

7、是C/C+混合文件。2. 確定測(cè)試內(nèi)容：確定靜態(tài)分析規(guī)則，可參考附錄A所示靜態(tài)分析推薦規(guī)則使用說(shuō)明。3. 確定測(cè)試“類型”：確定是進(jìn)行擊System分析還是Group分析（選擇Group時(shí)，不對(duì)代碼進(jìn)行集成測(cè)試，只是采用批處理方式分析單個(gè)文件）。2.2 建立測(cè)試工程1. 啟動(dòng)Testbed，根據(jù)分析對(duì)象，選擇測(cè)試工程類型。如需對(duì)整個(gè)MSVC工程進(jìn)行分析，選擇Create Set Based Upon MSVC v6 Project；如分析對(duì)象是一個(gè)或多個(gè)C、C+文件，選擇Select/Create/Delete Set。下面以在Set 菜單下選擇Select/Create/Delete Set

8、選項(xiàng)為例進(jìn)行說(shuō)明。 2. 在Select/Create Set輸入框中輸入“Demo”，點(diǎn)擊【Create】按鈕3. 點(diǎn)擊【System】按鈕（選擇Group時(shí)，不對(duì)代碼進(jìn)行集成測(cè)試，只是采用批處理方式分析單個(gè)文件）。4. 點(diǎn)擊右上側(cè)【Add】按鈕，選擇好要分析的文件，點(diǎn)擊【Add】按鈕后點(diǎn)【OK】按鈕進(jìn)行確認(rèn)。2.3 定制代碼分析規(guī)則1. 點(diǎn)擊菜單欄中的Configure，在下拉菜單中點(diǎn)擊Static Options 選項(xiàng)，將會(huì)出現(xiàn)如下窗口，點(diǎn)擊cpen.dat/cpppen.dat后的Edit 按鈕，按照提示編輯cpen.dat/cpppen.dat后。若存在已編輯好的編碼規(guī)則文件，可按旁

9、邊的瀏覽鍵直接指定該dat 文件，則下面第3步可以省略。2. 編輯第2 列,根據(jù)實(shí)際需求，將對(duì)應(yīng)編碼規(guī)則置“0”或“1”，置“0”代表該條編碼規(guī)則無(wú)效，置“1”代表該條編碼規(guī)則有效。2.4 配置Report選項(xiàng)1. Quality Report配置點(diǎn)擊菜單欄中的Configure，在下拉菜單中點(diǎn)擊Quality Report Options 選項(xiàng)，將會(huì)出現(xiàn)如下窗口，在Programming Standard Model 下拉框中選擇“No Model all standards”。如分析的文件為C、C+混合類型，則在下圖右側(cè)所示下拉列表中分別選擇一個(gè).C和.CPP文件，選中對(duì)應(yīng)文件后選擇在Pr

10、ogramming Standard Model 下拉框中選擇“No Model all standards”。在Optional Configuration中Violation Summaries選中“All”，根據(jù)需要選擇Report Violations Only（Quality Report只列出有違反的）。2. Metrics Report配置點(diǎn)擊菜單欄中的Configure，在下拉菜單中點(diǎn)擊Metrics Report Options 選項(xiàng)，將會(huì)出現(xiàn)如下窗口，根據(jù)測(cè)試需求配置metpen,dat及Kiviat.dat文件。2.5 分析執(zhí)行及結(jié)果查看1. 點(diǎn)擊菜單欄中的Analysi

11、s，在下拉菜單中點(diǎn)擊Select Analysis，將會(huì)出現(xiàn)如下窗口，選擇前3 項(xiàng)，點(diǎn)擊Start Analysis 按鈕，開(kāi)始進(jìn)行靜態(tài)分析。2. 靜態(tài)分析結(jié)束后，點(diǎn)擊菜單欄中的Individual /System Results，選擇下拉菜單Text Results 中的Quality Report(HTML)，查看質(zhì)量報(bào)告。3 結(jié)果分析及測(cè)試報(bào)告編寫3.1 質(zhì)量度量信息的獲取度量度量信息可通過(guò)以下幾種方式獲?。?. 查看規(guī)則審查報(bào)告：點(diǎn)擊菜單欄中的Individual Results/System Results，選擇下拉菜單Text Results 中的Quality Report (H

12、TML)。度量元指標(biāo)查看位置具體說(shuō)明注釋度量>=20%在Quality Report (HTML)中的 Global Basic Information獲取可執(zhí)行代碼行總數(shù)與注釋行總數(shù)注釋行總數(shù)/（注釋行總數(shù)+可執(zhí)行代碼行總數(shù)）函數(shù)代碼行數(shù)<=200System Results菜單下選擇Text Results子菜單中的Quality Report(HTML)函數(shù)代碼行超過(guò)200行函數(shù)參數(shù)<=7函數(shù)參數(shù)超過(guò)7個(gè)Goto語(yǔ)句0使用goto語(yǔ)句圈復(fù)雜度<=10圈復(fù)雜度超過(guò)10LCSAJ密度<=20LCSAJ密度超過(guò)202. 查看質(zhì)量度量報(bào)告：點(diǎn)擊菜單欄中的Indivi

13、dual Results/System Results，選擇下拉菜單Text Results 中的Metrics Report (HTML)。度量元指標(biāo)查看位置具體說(shuō)明圈復(fù)雜度<=10Metric Report中Complexity MetricsCyclomatic Complexity,基本復(fù)雜度<=4Essential Cyclomatic Complexity控制流結(jié)點(diǎn)數(shù)<=10Knots基本結(jié)點(diǎn)數(shù)<=5Essential KnotsLCSAJ密度<=20LCSAJ and UnreachabilityMaximum LCSAJ Density扇入度量&l

14、t;=7Dataflow InformationFan In 扇出度量<=7Fan Out3. 查看圖形化報(bào)告：點(diǎn)擊菜單欄中的System Results，選擇下拉菜單Graphical Results 中的Static Bar Charts。度量元指標(biāo)查看位置具體說(shuō)明圈復(fù)雜度<=10System Results菜單下Graphical Results子菜單 中的Static Bar ChartsCyclomatic Complexity基本復(fù)雜度<=4Essential Cyclomatic Complexity控制流結(jié)點(diǎn)數(shù)<=10Knots基本結(jié)點(diǎn)數(shù)<=5Es

15、sential Knots以圈復(fù)雜度為例：選擇Static Bar Charts子菜單下的“Essential Cyclomatic Complexity”，彈出如下所示柱狀圖，在該界面，將Graph菜單下的Show Bar Components選中，可查看函數(shù)基本圈復(fù)雜度具體信息。3.2 程序質(zhì)量度量報(bào)告單表 2 程序質(zhì)量度量報(bào)告單度量元指標(biāo)說(shuō)明違反個(gè)數(shù)所在軟件具體描述函數(shù)代碼行數(shù)<=200函數(shù)包含的語(yǔ)句數(shù)注釋度量>=20%代碼的有效注釋率函數(shù)參數(shù)<=7函數(shù)參數(shù)個(gè)數(shù)Goto語(yǔ)句0Goto語(yǔ)句數(shù)圈復(fù)雜度<=10控制流圖中邊的數(shù)量與節(jié)點(diǎn)數(shù)量之間的差值加2基本復(fù)雜度<

16、=4圈復(fù)雜度與流程圖中結(jié)構(gòu)化子圖的數(shù)量之間的差值LCSAJ密度<=20LCSAJ 密度是一個(gè)描述軟件可維護(hù)性的概念控制流結(jié)點(diǎn)數(shù)<=10控制流結(jié)點(diǎn)數(shù)表示流程圖中控制流相交的交點(diǎn)數(shù)基本結(jié)點(diǎn)數(shù)<=5將流程圖中的結(jié)構(gòu)化部分簡(jiǎn)化成一個(gè)點(diǎn)，簡(jiǎn)化以后流程圖的結(jié)點(diǎn)數(shù)是基本結(jié)點(diǎn)數(shù)。扇入度量<=7調(diào)用本函數(shù)的上層函數(shù)的個(gè)數(shù)扇出度量<=7本函數(shù)調(diào)用下層函數(shù)的個(gè)數(shù)3.3 靜態(tài)分析質(zhì)量報(bào)告單報(bào)告單中列出的審查內(nèi)容根據(jù)測(cè)試需求確定，其中部分度量指標(biāo)在質(zhì)量度量報(bào)告中會(huì)重復(fù)出現(xiàn)，此表可以不列出。審查結(jié)果根據(jù)根據(jù)Quality Report確定。表 3 靜態(tài)分析質(zhì)量報(bào)告單審查項(xiàng)目測(cè)試內(nèi)容審查結(jié)果控

17、制流分析是否存在不可達(dá)代碼是 否 是否存在循環(huán)條件不可達(dá)是 否 函數(shù)是否包含無(wú)限循環(huán)（無(wú)終止條件）是 否 是否存在無(wú)限循環(huán)結(jié)構(gòu)是 否 在循環(huán)語(yǔ)句中是否有多個(gè)控制變量是 否 是否存在浮點(diǎn)相等比較是 否 使用goto語(yǔ)句是 否 函數(shù)是否存在多個(gè)入口是 否 函數(shù)是否存在多個(gè)出口是 否 數(shù)據(jù)流分析是否存在標(biāo)識(shí)名重用是 否 是否存在沒(méi)使用的函數(shù)參數(shù)是 否 函數(shù)不是所有的路徑上都有返回值是 否 函數(shù)的實(shí)參是全局變量是 否 代碼中有多余變量是 否 變量未賦初值就引用是 否 參數(shù)與期望的作用不匹配是 否 給值傳遞參數(shù)賦值是 否 標(biāo)識(shí)符超過(guò)31個(gè)字符是 否 函數(shù)定義無(wú)相應(yīng)原型是 否 存在潛在的無(wú)限循環(huán)是 否 指

18、針在使用之前沒(méi)有進(jìn)行非空檢查是 否 往沒(méi)有打開(kāi)過(guò)的文件中寫是 否 文件指針在退出時(shí)沒(méi)有關(guān)閉是 否 表達(dá)式分析表達(dá)式中使用是 否 存在數(shù)組下標(biāo)越界是 否 存在被零除是 否 SWITCH語(yǔ)句是否為空是 否 SWITCH語(yǔ)句只含DEFAULT情況是 否 SWITCH語(yǔ)句缺少DEFAULT是 否 CASE語(yǔ)句缺少BREAK是 否 返回類型為VOID 的函數(shù)出現(xiàn)在表達(dá)式中是 否 函數(shù)中是否存在Return語(yǔ)句為空是 否 存在混合運(yùn)算是 否 對(duì)指針進(jìn)行邏輯比較是 否 在邏輯表達(dá)式中使用賦值操作符是 否 表達(dá)式中使用空函數(shù)是 否 接口分析實(shí)參和形參個(gè)數(shù)不匹配（C+無(wú)）是 否 實(shí)參和形參類型不匹配是 否 函數(shù)

19、參數(shù)定義的結(jié)構(gòu)和調(diào)用的結(jié)構(gòu)不一致是 否 其它循環(huán)體缺少括弧是 否 函數(shù)參數(shù)列表為空是 否 函數(shù)參數(shù)列表申明不一致是 否 基本模塊中使用#define定義是 否 SWITCH結(jié)構(gòu)含多個(gè)（大于1）DEFAULT是 否 函數(shù)返回類型不一致是 否 函數(shù)和函數(shù)的原型的返回不一致是 否 函數(shù)和函數(shù)的原型的形參不一致是 否 函數(shù)參數(shù)超過(guò)7個(gè)是 否 圈復(fù)雜度超過(guò)10是 否 LCSAJ密度超過(guò)20是 否 函數(shù)代碼行超過(guò)200行是 否 附錄A：靜態(tài)分析推薦規(guī)則使用說(shuō)明審查項(xiàng)目Line級(jí)別測(cè)試內(nèi)容對(duì)應(yīng)英文規(guī)則控制流分析362M存在不可達(dá)代碼# Unreachable Code found. 184# Constru

20、ct leads to infeasible code.185C存在循環(huán)條件不可達(dá)# Infeasible loop condition found.40M函數(shù)包含無(wú)限循環(huán)（無(wú)終止條件）# Procedure contains infinite loop.27M存在無(wú)限循環(huán)結(jié)構(gòu)# Infinite loop used.204M在循環(huán)語(yǔ)句中有多個(gè)控制變量# More than one control variable for loop. 78M存在浮點(diǎn)相等比較# Equality comparison of floating point.13M使用goto語(yǔ)句# goto detected.58

21、C函數(shù)存在多個(gè)入口# Procedure has more than one entry point59C函數(shù)存在多個(gè)出口# Procedure has more than one exit point數(shù)據(jù)流分析2M標(biāo)識(shí)名重用# Label name reused.41M存在沒(méi)使用的函數(shù)參數(shù)# Unused procedure parameter.42M函數(shù)不是所有的路徑上都有返回值# Function does not return a value on all paths.43M函數(shù)的實(shí)參是全局變量# Actual parameter is also global to procedure

22、.44M代碼中有多余變量# Variables were declared but never used.45M變量未賦初值就引用# UR data flow anomalies found.51M參數(shù)與期望的作用不匹配# Parameters do not match expected actions.54M給值傳遞參數(shù)賦值# Attempt to change parameter passed by value.12M標(biāo)識(shí)符超過(guò)31個(gè)字符# Identifier exceeds * significant characters.127M函數(shù)定義無(wú)相應(yīng)原型# Procedure defini

23、tion has no associated prototype.137M存在潛在的無(wú)限循環(huán)# Potentially infinite loop found.361M指針在使用之前沒(méi)有進(jìn)行非空檢查# Pointer not checked for null before use380M往沒(méi)有打開(kāi)過(guò)的文件中寫# Attempt to write to unopened file381M文件指針在退出時(shí)沒(méi)有關(guān)閉# File pointer not closed on exit表達(dá)式分析192M表達(dá)式中的括號(hào)使用正確:表達(dá)式中使用# Curly brackets used in expressio

24、n.71M存在數(shù)組下標(biāo)越界# Array bound exceeded.264M存在被零除# Divide by 0 found.82MSWITCH語(yǔ)句是否為空# Empty switch statement.83MSWITCH語(yǔ)句只含DEFAULT情況# Switch contains default only.72MSWITCH語(yǔ)句缺少DEFAULT# No default case in switch statement. 84MCASE語(yǔ)句缺少BREAK# Switch Case not terminated with break. AV 19386M返回類型為VOID 的函數(shù)出現(xiàn)在表

25、達(dá)式中# Void procedure used in expression.88M函數(shù)中是否存在Return語(yǔ)句為空# Function with empty return expression.153M存在混合運(yùn)算# Use of mixed mode arithmetic. 149M對(duì)指針進(jìn)行邏輯比較# Logical comparison of pointers.176M在邏輯表達(dá)式中使用賦值操作符# Assignment operator in boolean expression.88M表達(dá)式中使用空函數(shù)# Void procedure used in expression.接口分析22M