Релиз PVS-Studio 6.26

18 Окт 2018

Автор: Андрей Карпов

Скоро Java
Новые диагностики для C и C++
Другие нововведения
Дополнительные ссылки

Обычно мы не пишем заметки про выход новой версии анализатора PVS-Studio. Однако в новый релиз вошло много интересных изменений, касающихся анализа C и C++ кода, о которых хочется рассказать нашим пользователям.

Скоро Java

Если честно, самые последние и интересные нововведения в PVS-Studio пока всё ещё скрыты. Я имею в виду поддержку в анализаторе языка Java. Пока ещё нет публичной beta-версии PVS-Studio for Java, но она очень скоро появится. Если есть желание принять участие в её тестировании, то можно написать нам в поддержку (выбрать: Хочу анализатор для Java).

Новые диагностики для C и C++

В новой версии мы немного увлеклись и добавили сразу 15 диагностик общего назначения для C и C++ (V1021-V1035). В минорном релизе ещё никогда не добавлялось сразу столько диагностик. Подробнее с каждой из диагностик можно ознакомиться в документации. На мой взгляд, наиболее интересными среди новых диагностик являются:

V1026. The variable is incremented in the loop. Undefined behavior will occur in case of signed integer overflow.
V1033. Variable is declared as auto in C. Its default type is int.

Диагностика V1026 создана по мотивам дискуссии на форуме linux.org.ru. Программист жаловался на глюк в компиляторе GCC 8, но, как затем выяснилось, виной всему является некорректный код, приводящий к неопределённому поведению. Давайте рассмотрим этот случай.

Примечание. В оригинальной дискуссии переменная s имеет тип const char *s. При этом на целевой платформе тип char является беззнаковым. Поэтому для наглядности я сразу написал в примере, что тип указателя - это const unsigned char *.

int foo(const unsigned char *s)
{
  int r = 0;
  while(*s) {
    r += ((r * 20891 + *s *200) | *s ^ 4 | *s ^ 3) ^ (r >> 1);
    s++;
  }
  return r & 0x7fffffff;
}

Компилятор не генерирует код для оператора побитового И (&). Из-за этого функция возвращает отрицательные значения, хотя по задумке программиста этого происходить не должно.

Разработчик считает, что это глюк в компиляторе. Но на самом деле неправ программист, который написал такой код. Функция работает неправильно из-за того, что в ней возникает неопределённое поведение.

Компилятор видит, что в переменной r считается некоторая сумма. Переполнения переменной r произойти не должно. Иначе это неопределённое поведение, которое компилятор никак не должен рассматривать и учитывать. Итак, компилятор считает, что раз значение в переменной r после окончания цикла не может быть отрицательным, то операция r & 0x7fffffff для сброса знакового бита является лишней и компилятор просто возвращает из функции значение переменной r.

Диагностика V1026 как раз и предназначена для выявления подобных ошибок. Чтобы исправить код, достаточно считать хеш, используя для этого беззнаковую переменную. Исправленный вариант кода:

int foo(const unsigned char *s)
{
  unsigned r = 0;
  while(*s) {
    r += ((r * 20891 + *s *200) | *s ^ 4 | *s ^ 3) ^ (r >> 1);
    s++;
  }
  return (int)(r & 0x7fffffff);
}

Теперь давайте рассмотрим другую диагностику V1033. Она интересна тем, что причиной возможных ошибок стало новое ключевое слово auto, появившееся в C++11. Причём виновато не само нововведение языка C++11, а нюансы психологического плана :). Сейчас поясню. Взгляните на этот код:

float d = 3.14f;
int i = 1;
auto sum = d + i;

Видите в нём ошибку? Подумайте. Вот картинка, чтобы сразу не читать текст дальше.

Догадались, что может быть не так? Если нет, вот ещё интересная информация. Переменная sum будет равна 4, а не 4.14. Почему?

Сейчас читатель скажет, что это была нечестная загадка! Всё дело в том, что это не C++, а C.

Бывает, что в проекте одновременно используется и C++, и старый добрый C. Программист привыкает к использованию auto в C++ и случайно может воспользоваться этим словом в C. Вот только там оно означает совсем другое:

auto

Defines a local variable as having a local lifetime. Keyword auto uses the following syntax:

[auto] data-definition;

As the local lifetime is the default for local variables, auto keyword is extremely rarely used.

Получается, что переменная sum имеет тип int, и именно поэтому её значение будет равно 4.

Хоть ошибка может показаться экзотичной, на самом деле в проекте, где используется смесь из C и C++ файлов, её сделать очень легко. Соответственно, PVS-Studio при анализе C-файлов предупреждает о подобных подозрительных конструкциях.

Другие нововведения

Добавлена возможность проверять проекты для сборочной системы Waf.

Мы продолжаем развивать анализатор в сторону встроенных систем. В этой версии добавлена поддержка проверки проектов для GNU Arm Embedded Toolchain, Arm Embedded GCC compiler.

При анализе проектов для Visual C++ компилятора (cl.exe, проекты vcxproj для Visual Studio/Standalone), в отчёте анализатора теперь сохраняется регистр в путях до проверенных файлов. Доработка со стороны выглядит проще, чем является на самом деле. При препроцессировании файлов компилятор cl.exe портит регистр в именах файлов. И приходится в анализаторе восстанавливать их обратно.

Добавлена возможность использовать pvsconfig файлы с CLMonitor/Standalone на Windows.

Добавлен режим инкрементального анализа для pvs-studio-analzyer/CMake модуля. PVS-Studio CMake модуль можно теперь использовать на Windows для проектов, использующих компилятор Visual C++ (cl.exe).

Добавлена поддержка инкрементального анализа для .NET Core/.NET Standard Visual Studio проектов.