Testbed靜態(tài)測試使用指南設計V

1、目 錄1Testbed功能介紹11.1編程規(guī)則驗證11.2數(shù)據(jù)流分析11.3控制流分析11.4表達式分析21.5接口分析21.6軟件質量度量分析22使用Testbed 進行編碼規(guī)則的定制和檢查22.1確定測試需求22.2建立測試工程22.3定制代碼分析規(guī)則22.4配置Report選項22.5分析執(zhí)行及結果查看23結果分析及測試報告編寫23.1質量度量信息的獲取23.2程序質量度量報告單23.3靜態(tài)分析質量報告單2附錄A：靜態(tài)分析推薦規(guī)則使用說明21 Testbed功能介紹1.1 編程規(guī)則驗證編程標準驗證是高可靠性軟件開發(fā)不可缺少的軟件質量保證方法，使用LDRA Testbed 自動地驗證應用軟

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

3、級，亦可使用于集成級、系統(tǒng)級。 通過 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. 無返回值的函數(shù)路徑；7. 函數(shù)的實參是全局變量。1.3 控制流分析控制流分析檢查以下內(nèi)容：1. 不可達代碼；2. 不合理的循環(huán)結構；3. 存在浮點相等比較；4. 函數(shù)存在多個出口；5. 函數(shù)存在多個入口。1.4 表達式分析表達式分析檢查以下內(nèi)容：1. 表達式中的括號使用不當；2. 數(shù)組下標越界；3. 存在被零除；4. SWITCH語句缺少DEFAULT；5. C

4、ASE語句缺少BREAK；6. 存在混合運算；7. 對指針進行邏輯比較；8. 在邏輯表達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. 實參和形參個數(shù)不匹配；2. 實參和形參類型不匹配；3. 函數(shù)參數(shù)定義的結構和調(diào)用的結構不一致。1.6 軟件質量度量分析對于軟件開發(fā)工程師、項目負責人及高級管理者來說，軟件質量的管理與監(jiān)控是非常困難的且費時。LDRA Testbed很好地解決了這一問題，使得管理者很容易地收集正在開發(fā)的軟件系統(tǒng)的相關信息并判斷軟件是否滿足軟件質量標準要求，從而達到對軟件項目的質量跟蹤與控制。Testbed 提供數(shù)據(jù)文件接口，用戶可基于現(xiàn)行軟件標準自行定義適合本系統(tǒng)

5、或項目的軟件質量模型。靜態(tài)分析的軟件度量元和相應的說明見表1：表 1 軟件質量度量元說明序號度量元指標要求說明1函數(shù)代碼行數(shù)<=200函數(shù)包含的語句數(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)個數(shù)。4Goto語句0Goto語句數(shù)。5圈復雜度<=10控制流圖中邊的數(shù)量與節(jié)點數(shù)量之間的差值加2。6基本復雜度<=4圈復雜度與流程圖中結構化子圖的數(shù)量之間的差值；基本復雜度高意味著非結構化程度高，難以模塊化和維護。7LCSAJ密度<=20LCSAJ 密度是一個描述軟件可維護性的概念，它是指當改變一行代碼時，對其它線性代碼順序和跳轉的影響程度，值越

6、大說明影響的測試路徑相對越多，因此系統(tǒng)可維護性越低。8控制流結點數(shù)<=10控制流結點數(shù)表示流程圖中控制流相交的交點數(shù)。9基本結點數(shù)<=5將流程圖中的結構化部分簡化成一個點，簡化以后流程圖的結點數(shù)是基本結點數(shù)。10扇入度量<=7調(diào)用本函數(shù)的上層函數(shù)的個數(shù)。11扇出度量<=7本函數(shù)調(diào)用下層函數(shù)的個數(shù)。2 使用Testbed 進行編碼規(guī)則的定制和檢查LDRA Testbed可通過編輯編碼規(guī)則文件cpen.dat/cppen.dat實現(xiàn)編碼規(guī)則的定制，下面將具體介紹：2.1 確定測試需求在測試需求分析階段確定：1. 確定測試對象：整個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)則使用說明。3. 確定測試“類型”：確定是進行擊System分析還是Group分析（選擇Group時，不對代碼進行集成測試，只是采用批處理方式分析單個文件）。2.2 建立測試工程1. 啟動Testbed，根據(jù)分析對象，選擇測試工程類型。如需對整個MSVC工程進行分析，選擇Create Set Based Upon MSVC v6 Project；如分析對象是一個或多個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、選項為例進行說明。 2. 在Select/Create Set輸入框中輸入“Demo”，點擊【Create】按鈕3. 點擊【System】按鈕（選擇Group時，不對代碼進行集成測試，只是采用批處理方式分析單個文件）。4. 點擊右上側【Add】按鈕，選擇好要分析的文件，點擊【Add】按鈕后點【OK】按鈕進行確認。2.3 定制代碼分析規(guī)則1. 點擊菜單欄中的Configure，在下拉菜單中點擊Static Options 選項，將會出現(xiàn)如下窗口，點擊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)實際需求，將對應編碼規(guī)則置“0”或“1”，置“0”代表該條編碼規(guī)則無效，置“1”代表該條編碼規(guī)則有效。2.4 配置Report選項1. Quality Report配置點擊菜單欄中的Configure，在下拉菜單中點擊Quality Report Options 選項，將會出現(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，則在下圖右側所示下拉列表中分別選擇一個.C和.CPP文件，選中對應文件后選擇在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配置點擊菜單欄中的Configure，在下拉菜單中點擊Metrics Report Options 選項，將會出現(xiàn)如下窗口，根據(jù)測試需求配置metpen,dat及Kiviat.dat文件。2.5 分析執(zhí)行及結果查看1. 點擊菜單欄中的Analysi

11、s，在下拉菜單中點擊Select Analysis，將會出現(xiàn)如下窗口，選擇前3 項，點擊Start Analysis 按鈕，開始進行靜態(tài)分析。2. 靜態(tài)分析結束后，點擊菜單欄中的Individual /System Results，選擇下拉菜單Text Results 中的Quality Report(HTML)，查看質量報告。3 結果分析及測試報告編寫3.1 質量度量信息的獲取度量度量信息可通過以下幾種方式獲取：1. 查看規(guī)則審查報告：點擊菜單欄中的Individual Results/System Results，選擇下拉菜單Text Results 中的Quality Report (H

12、TML)。度量元指標查看位置具體說明注釋度量>=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200行函數(shù)參數(shù)<=7函數(shù)參數(shù)超過7個Goto語句0使用goto語句圈復雜度<=10圈復雜度超過10LCSAJ密度<=20LCSAJ密度超過202. 查看質量度量報告：點擊菜單欄中的Indivi

13、dual Results/System Results，選擇下拉菜單Text Results 中的Metrics Report (HTML)。度量元指標查看位置具體說明圈復雜度<=10Metric Report中Complexity MetricsCyclomatic Complexity,基本復雜度<=4Essential Cyclomatic Complexity控制流結點數(shù)<=10Knots基本結點數(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. 查看圖形化報告：點擊菜單欄中的System Results，選擇下拉菜單Graphical Results 中的Static Bar Charts。度量元指標查看位置具體說明圈復雜度<=10System Results菜單下Graphical Results子菜單 中的Static Bar ChartsCyclomatic Complexity基本復雜度<=4Essential Cyclomatic Complexity控制流結點數(shù)<=10Knots基本結點數(shù)<=5Es

15、sential Knots以圈復雜度為例：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)基本圈復雜度具體信息。3.2 程序質量度量報告單表 2 程序質量度量報告單度量元指標說明違反個數(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)個數(shù)Goto語句0Goto語句數(shù)圈復雜度<=10控制流圖中邊的數(shù)量與節(jié)點數(shù)量之間的差值加2基本復雜度<

16、=4圈復雜度與流程圖中結構化子圖的數(shù)量之間的差值LCSAJ密度<=20LCSAJ 密度是一個描述軟件可維護性的概念控制流結點數(shù)<=10控制流結點數(shù)表示流程圖中控制流相交的交點數(shù)基本結點數(shù)<=5將流程圖中的結構化部分簡化成一個點，簡化以后流程圖的結點數(shù)是基本結點數(shù)。扇入度量<=7調(diào)用本函數(shù)的上層函數(shù)的個數(shù)扇出度量<=7本函數(shù)調(diào)用下層函數(shù)的個數(shù)3.3 靜態(tài)分析質量報告單報告單中列出的審查內(nèi)容根據(jù)測試需求確定，其中部分度量指標在質量度量報告中會重復出現(xiàn)，此表可以不列出。審查結果根據(jù)根據(jù)Quality Report確定。表 3 靜態(tài)分析質量報告單審查項目測試內(nèi)容審查結果控

17、制流分析是否存在不可達代碼是 否 是否存在循環(huán)條件不可達是 否 函數(shù)是否包含無限循環(huán)（無終止條件）是 否 是否存在無限循環(huán)結構是 否 在循環(huán)語句中是否有多個控制變量是 否 是否存在浮點相等比較是 否 使用goto語句是 否 函數(shù)是否存在多個入口是 否 函數(shù)是否存在多個出口是 否 數(shù)據(jù)流分析是否存在標識名重用是 否 是否存在沒使用的函數(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 標識符超過31個字符是 否 函數(shù)定義無相應原型是 否 存在潛在的無限循環(huán)是 否 指

18、針在使用之前沒有進行非空檢查是 否 往沒有打開過的文件中寫是 否 文件指針在退出時沒有關閉是 否 表達式分析表達式中使用是 否 存在數(shù)組下標越界是 否 存在被零除是 否 SWITCH語句是否為空是 否 SWITCH語句只含DEFAULT情況是 否 SWITCH語句缺少DEFAULT是 否 CASE語句缺少BREAK是 否 返回類型為VOID 的函數(shù)出現(xiàn)在表達式中是 否 函數(shù)中是否存在Return語句為空是 否 存在混合運算是 否 對指針進行邏輯比較是 否 在邏輯表達式中使用賦值操作符是 否 表達式中使用空函數(shù)是 否 接口分析實參和形參個數(shù)不匹配（C+無）是 否 實參和形參類型不匹配是 否 函數(shù)

19、參數(shù)定義的結構和調(diào)用的結構不一致是 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結構含多個（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7個是 否 圈復雜度超過10是 否 LCSAJ密度超過20是 否 函數(shù)代碼行超過200行是 否 附錄A：靜態(tài)分析推薦規(guī)則使用說明審查項目Line級別測試內(nèi)容對應英文規(guī)則控制流分析362M存在不可達代碼# Unreachable Code found. 184# Constru

20、ct leads to infeasible code.185C存在循環(huán)條件不可達# Infeasible loop condition found.40M函數(shù)包含無限循環(huán)（無終止條件）# Procedure contains infinite loop.27M存在無限循環(huán)結構# Infinite loop used.204M在循環(huán)語句中有多個控制變量# More than one control variable for loop. 78M存在浮點相等比較# Equality comparison of floating point.13M使用goto語句# goto detected.58

21、C函數(shù)存在多個入口# Procedure has more than one entry point59C函數(shù)存在多個出口# Procedure has more than one exit point數(shù)據(jù)流分析2M標識名重用# Label name reused.41M存在沒使用的函數(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標識符超過31個字符# Identifier exceeds * significant characters.127M函數(shù)定義無相應原型# Procedure defini

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

24、n.71M存在數(shù)組下標越界# Array bound exceeded.264M存在被零除# Divide by 0 found.82MSWITCH語句是否為空# Empty switch statement.83MSWITCH語句只含DEFAULT情況# Switch contains default only.72MSWITCH語句缺少DEFAULT# No default case in switch statement. 84MCASE語句缺少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、達式中# Void procedure used in expression.88M函數(shù)中是否存在Return語句為空# Function with empty return expression.153M存在混合運算# Use of mixed mode arithmetic. 149M對指針進行邏輯比較# Logical comparison of pointers.176M在邏輯表達式中使用賦值操作符# Assignment operator in boolean expression.88M表達式中使用空函數(shù)# Void procedure used in expression.接口分析22M