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前文介紹CodeChecker時(shí)，使用到了Cppcheck，我們來(lái)看看這個(gè)工具是什么，如何使用。

1、Cppcheck介紹

Cppcheck 是 C/C++ 代碼的靜態(tài)分析工具。它提供獨(dú)特的代碼分析技術(shù)來(lái)檢測(cè)缺陷，不檢查代碼中的語(yǔ)法錯(cuò)誤，只檢查編譯器檢查不出來(lái)的缺陷，并專(zhuān)注于檢測(cè)未定義行為錯(cuò)誤和危險(xiǎn)的編碼結(jié)構(gòu)。其目標(biāo)是減少誤報(bào)、零誤報(bào)，檢查代碼中真正的錯(cuò)誤。Cppcheck旨在能夠分析C / C++代碼，即使它具有非標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)法（在嵌入式項(xiàng)目中很常見(jiàn)）。

Cppcheck既有開(kāi)源版本，也有具有擴(kuò)展的功能和支持的Cppcheck Premium版本，。可以訪問(wèn) www.cppchecksolutions.com 以獲取商業(yè)版本的更多信息和購(gòu)買(mǎi)選項(xiàng)。

（1）Cppcheck功能特性

• 獨(dú)特的代碼分析，可檢測(cè)代碼中的各種錯(cuò)誤。
• 命令行界面和圖形用戶(hù)界面都可用。
• Cppcheck非常注重檢測(cè)未定義的行為。

（2）Cppcheck特有的分析技術(shù)

使用多個(gè)靜態(tài)分析工具可能是一個(gè)好主意，每個(gè)工具都有獨(dú)特的功能特性。這在研究中已經(jīng)證實(shí)。那么Cppcheck的獨(dú)特之處在哪里？

Cppcheck使用不健全的流程敏感分析，其他幾種分析器使用基于抽象解釋的路徑敏感分析，這也很好，但既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。從理論上講，根據(jù)定義，路徑敏感分析比流量敏感分析更好。但實(shí)際上，這意味著Cppcheck將檢測(cè)其他工具無(wú)法檢測(cè)到的錯(cuò)誤。在Cppcheck中，數(shù)據(jù)流分析不僅是“前向”的，而且是“雙向的”。大多數(shù)分析器會(huì)診斷這一點(diǎn)，可以確定數(shù)組索引為 1000 時(shí)會(huì)出現(xiàn)溢出。

void foo(int x)
{
    int buf[10];
    if (x == 1000)
        buf[x] = 0; // <- ERROR
}

Cppcheck還將診斷此問(wèn)題，當(dāng)x等于1000時(shí)，賦值時(shí)也會(huì)出現(xiàn)數(shù)組越界。

void foo(int x)
{
    int buf[10];
    buf[x] = 0; // <- ERROR
    if (x == 1000) {}
}

（3）未定義行為Undefined behaviour

• Dead pointers 死指針
• Division by zero 除以零
• Integer overflows整數(shù)溢出
• Invalid bit shift operands無(wú)效的位移操作數(shù)
• Invalid conversions無(wú)效轉(zhuǎn)化
• Invalid usage of STLSTL 的用法無(wú)效
• Memory management內(nèi)存管理
• Null pointer dereferences空指針解引用
• Out of bounds checking越界檢查
• Uninitialized variables未初始化的變量
• Writing const data寫(xiě)入常量數(shù)據(jù)

2、Cppcheck安裝

Cppcheck也可以從各種包管理器安裝;但是，您可能會(huì)得到一個(gè)過(guò)時(shí)的版本。為了獲取更新版本，可以訪問(wèn)https://github.com/danmar/cppcheck進(jìn)行源碼安裝。

• Debian：

sudo apt-get install cppcheck

• Fedora：

sudo yum install cppcheck

• macOS：

brew install cppcheck

3、使用入門(mén)

第一個(gè)測(cè)試程序，這里有一段簡(jiǎn)單的代碼，我們命名為file1.c。

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

執(zhí)行cppcheck file1.c，輸出如下：

zhushangyuan@DESKTOP-RPE9R4O:~/CSA$ cppcheck file1.c
Checking file1.c ...
[file1.c:4]: (error) Array 'a[10]' accessed at index 10, which is out of bounds.

我們?cè)僭囋嚿厦嬲f(shuō)的例子，保存到file2.c。

void foo(int x)
{
  int buf[10];
  buf[x] = 0; // <- ERROR 1
  if (x == 1000) {
    buf[x] = 0; // <- ERROR 2
  }
}

執(zhí)行cppcheck --enable=all file2.c，輸出如下。可以看得出有2個(gè)warning和3個(gè)style問(wèn)題。

zhushangyuan@DESKTOP-RPE9R4O:~/CSA$ cppcheck --enable=all file2.c
Checking file2.c ...
file2.c:4:6: warning: Either the condition 'x==1000' is redundant or the array 'buf[10]' is accessed at index 1000, which is out of bounds. [arrayIndexOutOfBoundsCond]
  buf[x] = 0; // <- ERROR 1
     ^
file2.c:5:9: note: Assuming that condition 'x==1000' is not redundant
  if (x == 1000) {
        ^
file2.c:4:6: note: Array index out of bounds
  buf[x] = 0; // <- ERROR 1
     ^
file2.c:6:8: warning: Either the condition 'x==1000' is redundant or the array 'buf[10]' is accessed at index 1000, which is out of bounds. [arrayIndexOutOfBoundsCond]
    buf[x] = 0; // <- ERROR 2
       ^
file2.c:5:9: note: Assuming that condition 'x==1000' is not redundant
  if (x == 1000) {
        ^
file2.c:6:8: note: Array index out of bounds
    buf[x] = 0; // <- ERROR 2
       ^
file2.c:4:10: style: Variable 'buf[x]' is assigned a value that is never used. [unreadVariable]
  buf[x] = 0; // <- ERROR 1
         ^
file2.c:6:12: style: Variable 'buf[x]' is assigned a value that is never used. [unreadVariable]
    buf[x] = 0; // <- ERROR 2
           ^
file2.c:1:0: style: The function 'foo' is never used. [unusedFunction]

^

（1）檢查文件夾

Cppcheck支持檢查文件夾中的所有文件。通常一個(gè)項(xiàng)目會(huì)有許多源文件，如果需要同時(shí)檢查，Cppcheck 可以檢查文件夾中的所有文件.如果 path 是一個(gè)文件夾，cppcheck 將遞歸檢查這個(gè)文件夾中的所有源文件。

cppcheck path

示例輸出如下:

zhushangyuan@DESKTOP-RPE9R4O:~/CSA$ cppcheck .
Checking file1.c ...
file1.c:4:4: error: Array 'a[10]' accessed at index 10, which is out of bounds. [arrayIndexOutOfBounds]
  a[10] = 0;
   ^
1/4 files checked 12% done
Checking file2.c ...
2/4 files checked 38% done
Checking hello.c ...
hello.c:2:13: error: Division by zero. [zerodiv]
  int x = 7 / 0; // bug here
            ^
3/4 files checked 50% done
Checking simple.c ...
simple.c:16:11: error: Division by zero. [zerodiv]
  return 5/(x-x); // warn
          ^
simple.c:12:5: error: Uninitialized variable: s [uninitvar]
  f(s); // warn
    ^
simple.c:12:5: error: Uninitialized struct member: s.x [uninitStructMember]
  f(s); // warn
    ^
4/4 files checked 100% done

（2）手動(dòng)檢查文件或使用項(xiàng)目文件

使用 Cppcheck 可以手動(dòng)檢查文件，通過(guò)指定文件/文件夾來(lái)檢查和設(shè)置，或者可以使用一個(gè)工程文件（cmake/visual studio）。

使用項(xiàng)目文件更快，因?yàn)樗恍枰浅Ｉ俚呐渲谩?/p>

手動(dòng)檢查文件可以更好的控制分析。

不一定哪種方法會(huì)有最好的結(jié)果，建議嘗試一下，可能會(huì)得到不同的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)大多數(shù) bug 需要使用這兩種方法。

4、嚴(yán)重級(jí)別Severities

輸出信息中的嚴(yán)重級(jí)別支持如下幾種：

• error 錯(cuò)誤
  when code is executed there is either undefined behavior or other error, such as
  a memory leak or resource leak。發(fā)現(xiàn)未定義行為或其他錯(cuò)誤，例如內(nèi)存泄露、資源泄露
• warning告警
  when code is executed there might be undefined behavior可能有未定義行為
• style樣式風(fēng)格
  stylistic issues, such as unused functions, redundant code, constness, operator
  precedence, possible mistakes.樣式問(wèn)題，例如未使用行數(shù)，冗余代碼，常量性，操作符優(yōu)先級(jí)，可能的錯(cuò)誤等
• performance性能
  run time performance suggestions based on common knowledge, though it is
  not certain any measurable speed difference will be achieved by fixing these
  messages.這些建議只是基于常識(shí)，即使修復(fù)這些消息，也不確定會(huì)得到任何可測(cè)量的性能提升。
• portability可移植性
  portability warnings. Implementation defined behavior. 64-bit portability. Some
  undefined behavior that probably works “as you want”, etc.可移植性警告。64 位的可移植性，代碼可能在不同的編譯器中運(yùn)行結(jié)果不同。
• information信息
  configuration problems, which does not relate to the syntactical correctness, but
  the used Cppcheck configuration could be improved.配置問(wèn)題，建議在配置期間僅啟用這些

（1）啟用消息

默認(rèn)情況下，只顯示錯(cuò)誤消息，可以通過(guò) --enable 命令啟用更多檢查。

• 啟用警告消息：

cppcheck --enable=warning file.c

• 啟用性能消息：

cppcheck --enable=performance file.c

• 啟用信息消息：

cppcheck --enable=information file.c

由于歷史原因 --enable=style 可以啟用警告、性能、可移植性和樣式信息。當(dāng)使用舊 XML 格式時(shí)，這些都由 style 表示：

cppcheck --enable=style file.c

• 啟用警告和性能消息：

cppcheck --enable=warning,performance file.c

• 啟用 unusedFunction 檢查。這不能通過(guò) --enable=style 啟用，因?yàn)椴粫?huì)在庫(kù)中正常工作。

cppcheck --enable=unusedFunction file.c

• 啟用所有消息：

cppcheck --enable=all

5、常見(jiàn)錯(cuò)誤修改

• 隱式構(gòu)造問(wèn)題。

示例： (style) Class ‘Slice’ has a constructor with 1 argument that is not explicit。

解決方法：在Slice構(gòu)造函數(shù)前加上explicit，使其必須顯示構(gòu)造，當(dāng)然這種有時(shí)并非必須顯示構(gòu)造。

• 變量未初始化問(wèn)題。

示例：(warning) Member variable ‘TableFileCreationInfo::file_size’ is not initialized in the constructor.

解決方法：在構(gòu)造函數(shù)中加入變量初始值。

• 變量/函數(shù)未使用問(wèn)題。

示例：(style) Unused variable: output。

示例：(style) The function ‘rocksmt_wal_iter_status’ is never used。

解決方法：考慮后期是否還需要，不需要的及時(shí)刪除，需要的保留。

• raw loop問(wèn)題。

示例：(style) Consider using std::fill algorithm instead of a raw loop. [useStlAlgorithm]。

示例：(style) Consider using std::transform algorithm instead of a raw loop. [useStlAlgorithm]。

解決辦法：將循環(huán)便利替換為STL標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)算法函數(shù)。

• 引用傳遞問(wèn)題。

示例：(performance) Function parameter ‘f’ should be passed by reference.

解決辦法：在聲明function時(shí)，能用引用傳遞的盡量使用引用傳遞，盡量避免值傳遞。

• const參數(shù)問(wèn)題。

示例：(performance) Function parameter ‘s’ should be passed by const reference. [passedByValue]。

解決辦法：形參s前加上const，在函數(shù)中未被修改的變量，盡量聲明為const。

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