提高嵌入式软件质量的重要方法―软件代码检查

CreatFuture

作者: CreatFuture
2007年9月13日

    目前嵌入式系统的应用领域越来越广泛，与人们的生活也越来越密切。随着嵌入式产品更新换代的加快，软件规模急速膨胀，软件的开发周期却越来越短。硬件发展日益稳定，而软件故障却日益突出，这些故障不仅会造成重大经济损失，甚至危及人的生命安全。软件的重要性逐渐引起人们的重视，提高嵌入式软件的测试质量势在必行。

    为什么嵌入式产品发布后，还残留了许多软件缺陷？原因可能很多，我们试列举以下几种：
  ①嵌入式软件本身特点，如实时性，与硬件结合紧密等导致软件测试难度大。
  ②在代码规模巨大、开发周期短等客观条件下，软件测试不足。
  ③在测试阶段，要动态覆盖所有条件、所有状况的测试几乎是不可能的。
  ④嵌入式软件开发主要使用C语言，而C语言非常灵活，容易造成编码错误。
  ⑤项目团队未有效建立/遵守编码规范，留用有缺陷代码等导致可移植性、可维护性方面存在缺陷。
  ⑥项目团队的惯性思维，不良编码/测试习惯等因素的影响等。

    软件测试的分类方法有很多种，如静态测试、动态测试；单元测试、集成测试、系统测试、确认测试；模拟测试、实机测试等。各种测试方法其对测试阶段、测试环境等要求也各具特点，本文就软件代码检查这种静态测试方法进行探讨。
1.什么是代码检查
    代码检查团队以第三方的角度，运用工具/人工的方式对代码进行静态检查。

    软件开发团队根据代码检查团队的检查报告，进行缺陷原因分析、影响范围调查、缺陷修改、修改后验证、缺陷预防措施实施及效果确认活动。
2.代码检查种类
  ①代码规范（MISRA等C、C++规范）符合性检查
    使用MISRA、QAC等代码规范检查工具，对代码规范的符合性进行检查，然后人工对工具输出的警告进行确认。
  ②代码逻辑检查
    针对代码规范检查工具不能检查的项目，如公用变量的初始化、函数返回值的使用等方面进行人工检查。
  ③中断冲突检查。
    对因中断或多任务共同访问全局变量而引起的冲突进行人工检查。
  ④功能符合性检查。
    对看门狗、AD/DA转换等与硬件相关部分的代码进行人工检查。
3.代码检查的特点
  ①可在编码～产品发布这一期间内的任何阶段进行。在项目前期通过代码检查可尽可能多地发现缺陷，从而可削减开发成本，提高产品质量。
  ②利用第三方的经验、看问题的角度，可以找出自己开发团队因惯性思维、不良编码/测试习惯等因素造成的而自己难于发现的缺 陷。
  ③不受测试环境、测试设备等客观因素的制约，费用较低。
4.从事代码检查业务的要求
  ①拥有一套检查理论、方法和流程。
  ②需要一些辅助工具的配合，以提高检查质量和效率。
  ③代码检查人员应熟练掌握C/C++编码规则，熟悉编译器原理。对于功能性检查还应熟悉芯片等硬件知识及通信、汽车等领域产品知识。
  ④拥有嵌入式产品代码缺陷库，可进行更有针对性的检查。
5.有关代码检查的疑问
  ①代码检查与开发团队自己进行的交叉走码有什么区别？
    代码检查虽然从形式上来说类似于交叉走码，但交叉走码基本上是属于代码规范符合性检查；而代码检查除代码符合性检查外，更着重逻辑、中断冲突和功能符合性检查。
  ②连熟悉开发系统的开发团队都检查/测试不出来的缺陷，不熟悉系统第三方可以吗？
    事情有时候就是“成也萧何，败也萧何”。正是由于项目开发团队熟悉自己的系统，但由于惯性思维，有时候会想当然地将缺陷作为正确。第三方代码检查团队虽然对系统不熟悉，但是完全从检查观点的角度来进行判断是否有问题，这样不会轻易使缺陷漏网。
检查团队将不符合检查观点的程序指摘出来，项目开发团队对指摘出的问题进行进一步确认，这样结合两种思维方式，即从该系统的特殊性及检查观点共性两个方面，能够发现开发团队自己发现不了的隐藏缺陷。
另外，有些缺陷是只在极端条件下才发生，通过动态测试去发现几乎是不可能的，特别是中断冲突方面的问题。因此在某些情况下，代码检查是唯一的手段。
  ③代码检查的实施效果如何？
    根据对汽车、电子、通信等领域数十个项目检查结果的数据统计，检查出的代码缺陷率为每千行代码零点几～几之间，并为客户检查出了许多重大缺陷。
6.代码检查国内外现状
    目前发达国家如美国、日本等嵌入式产品开发企业特别重视代码检查业务，一般将业务外包给专业从事代码检证业务的公司。而国内从事嵌入式产品开发的企业，基本上还没有意识到代码检证的益处。同时，国内能够从事代码检查业务的公司也屈指可数，目前这些公司基本上也都是承接国外的业务。


PS：本文作者及所在公司已经为国外知名企业从事代码检查业务4年。
   

zhouqing0

呵呵

代码审查，代码走查

CreatFuture

从本质上是属于代码走查，但是与传统的代码走查的角度不同，特别是在中断冲突及代码逻辑方面。