静态分析 API？答案

【问题标题】：Static Analysis API's?静态分析 API？
【发布时间】：2012-06-06 00:08:45
【问题描述】：

我对现有的静态分析工具很感兴趣。或者更确切地说，支持允许我使用这些 API 编写自己的工具的 API。在我目前的工作中，多年来我已经编写了数十篇文章，检查我们的源代码 (C++) 的各种内容。但我想知道的一件事是是否还有其他可用的静态分析 API。所以

我的问题是

您使用哪些静态分析 API？
为什么要使用它？
说出你用它写过的一件事？

至于我，我的答案是：

什么：我使用 API 来理解 4 c++。

为什么：我使用它是因为：

它的 C API 是一个头文件（非常小）
C API 几乎不需要内存管理
我围绕它编写了一个托管包装器，因此我可以将 c# 与它一起使用！
API 非常小，但在查找各种事物方面功能强大。

一个工具：好吧，上周我写了一个工具来获取基类上的虚函数，然后更改它的可访问性以及派生类上的所有虚覆盖。这需要我一个星期才能手工完成。使用这个花了我很短时间编写的工具，我只需按一下按钮就可以更改近千个文件。酷

注意：我还尝试过 Visual Studio 提供的 C++ 代码模型，并且成功地编写了宏来针对它。

谢谢，我期待您的任何答案。

【问题讨论】：

@graham：感谢您整理我的清单。

标签： c++ api static-analysis

【解决方案1】：

clang 试图提供一组有用的库，用于对其支持的语言进行静态分析。 ~~不幸的是，虽然它的 C 支持很好，但它的 C++ 支持目前还很不完整。~~（Clang C++ 支持现在已经成熟，甚至许多 C++11 功能都在工作）

为什么要使用它？它是一个成熟的编译器，因此您可以完全了解您正在使用的代码。 API 是（至少大部分）设计精美的 C++。

我还没有写任何特别严肃的东西。我目前正在开发一种工具，该工具使用Index library 来查找包含但从未被引用的标题，但它还没有完成（可能永远不会——我只是真的打算把它作为做一些探索的借口，而不是真的是一个有用的工具）。

【讨论】：

这看起来很有趣。我将不得不玩它。是否愿意修改您的答案以完成其余问题？
我认为查找包含不必要的标头是一项重要任务。我的工作构建时间现在长达 1 小时 55 分钟。我希望通过这样的工作减少构建时间。
嗯，有消除无用的包含文件，也有无用的包含文件内容。在大型 C 系统（25M 行）上使用 DMS（请参阅其他答案），我们发现在许多编译单元上平均所有包含文件的 90% 以上的内容是编译单元未使用的定义。（不同的编译单元可能使用不同的 90% 的相同包含文件）。所以真正的问题似乎是将包含文件分成几部分，以便不包含很少使用的东西。我们还没有探索过这个选项。
啊，大量头文件的危险。我们的头文件通常超过 10,000 行。只有白痴才会像这样发送垃圾代码。我编写了一个粉碎机应用程序，将 API 粉碎成尽可能小的单元：每个类一个头文件，每个函数定义一个头文件……等等。它还重新挂钩了包含依赖项，因此“新”API 可以编译。它应该减少不必要的包含不需要的东西。我没有更多地玩它，因为“管理层”认为没有必要发布。

【解决方案2】：

我们的工具名为CodeSonar，是一款用于 C/C++ 程序的商业高级静态分析工具。它提供了几个可用于扩展其功能的 API。请注意，它是为进行分析而设计的，而不是为进行程序转换而设计的。

有 API（在 C 和 Scheme 中）允许访问程序的 AST（包括符号表）、每个子程序的 CFG、整个程序调用图、编译单元、包含文件等。所有这些表示与位置信息交叉关联，因此可以回到负责的代码行。

分析引擎访问所有这些数据结构，用户可以通过指定在访问期间调用的回调来编写检查器。

CodeSonar 是一个路径敏感的分析工具。路径探索很困难，因为有些路径是不可行的，并且将这些路径排除在考虑之外需要一些努力。排除不可行的路径以保持低误报非常重要。 CodeSonar 允许用户搭载其路径探索，再次使用访问者模式，这允许他们编写路径敏感检查器，而无需自己实现可行路径探索。

此机制已被用于实现一个检查器，该检查器可以发现与相当复杂的错误报告习语的偏差。

另一种编写检查的方法是使用不同的专用 API，其目的不是执行，而是让分析引擎了解程序的属性。粗略地说，您可以使用此 API 编写类似于为属性动态检查编写的代码，但由符号执行引擎“解释”。您可以通过调用此 API 来装饰自己的代码，或者将其全部放在一边。

许多 CodeSonar 的 API 使用内置检查器都是以这种方式指定的。

写支票只是成功的一半。一旦你在生产中拥有了一个检查器，你就需要一种方法来管理它找到的东西。上述所有机制都会生成填充数据库的报告，并且有一个基于 Web 客户端的 UI 用于查看结果、附加注释、与其他工具集成等。

我希望这会有所帮助！

【讨论】：

听起来像这个应用程序，API用于编写模拟路径覆盖等的静态分析工具？我使用的 API 不执行任何操作，而只是告诉我，谁调用了某个东西，它在哪里被调用，一个类有多少成员，以及它们的类型等...... CodeSonar 会这样做吗？（错误...快点？:)）
听起来你的工具做了类似 Coverity 的功能？
是的，CodeSonar 的 API 可以让您访问所有这些信息。唯一需要注意的是，如果您需要考虑间接调用（通过函数指针或虚函数），那么要获得完整的调用图，您需要进行整个程序的别名分析。我们确实有一个选择，但这样的算法本质上是缓慢且不精确的，尤其是在预期是健全的情况下。
是的，我们的工具在很多方面都与 Coverity Prevent 非常相似。他们当然是我们最大的竞争对手。

【解决方案3】：

我们的DMS Software Reengineering Toolkit 是商用通用机器，用于解析/分析/转换多种语言的源代码，包括 C、C++、C#、Java、COBOL ......

它使用显式语言定义（例如 BNF）来驱动解析机器直接构建 AST； DMS 支持某些语言的多种方言。内置分析器，支持符号表构建、控制和数据流分析、指向分析、符号范围分析……

对于 C、Java 和 COBOL，内置分析机制与语言定义相关联，因此您可以将这些分析器用作您可能想要构建的自定义分析的基础。 C++ 确实有符号表，但还没有与其他内部分析器绑定，但机器就在那里。

除此之外，DMS 还提供程序和源到源转换，以分析结果为条件；修改后的 AST 可以通过漂亮的打印来重新生成与原始 cmets 完整的可编译源。

你的三个问题：

1.你们使用什么静态分析API？

DMS + 我上面描述的 API。
您可以使用转换方面进行动态分析。

2.你为什么使用它？

主要用于支持自定义工具构造。令人惊讶的是人们对代码有多少不同的问题，以及他们希望以多少种方式重塑大型应用程序。

3.说出你用它写的一件事？

B-2 隐形轰炸机 JOVIAL-to-C 翻译器（说真的，请参阅网站）。
IBM 大型机应用架构提取。
自动 C++ 组件重组。
克隆检测。
测试覆盖率和分析器
智能差分器
（更多详细列表请参见网站）

【讨论】：

鉴于 C++ 笨拙的语法，我猜 BNF 定义相当混乱，不是吗？
@Matthieu：C++ 语法非常接近 ANSI 手册中的定义，对各种方言（MS GCC ...）进行模调整以及我们对预处理器指令的特殊处理。你可以说 ANSI 的定义很混乱，但是语言就是语言。它似乎并不比 BNF 级别的 C# 或 Java 定义差多少。 C++ 真正糟糕的地方在于名称和类型解析的逻辑，例如，构建准确实现 Koenig 查找的符号表。 DMS 的一半价值在于这些东西已经完成。
感谢您的回答。我将不得不检查一下。
感谢您的回答，恭喜您成功解析C++ ;)

【解决方案4】：

NDepend 是一个 .NET 静态分析器，附带完整的 NDepend.API 来编写您自己的静态分析器。

免责声明：我是该工具的开发者之一

NDepend.API 是 LINQ 友好的。超过200 code rules 被提议。它们基于 NDepend.API 上的 LINQ 查询，我们称之为 CQLinq 。这些代码规则涵盖了广泛的需求（API、进化/差异、命名、架构/设计、代码度量/质量、死代码、代码覆盖率、OOP...）您可以根据自己的需求调整它们并创建自己的那些。

14 Power Tools 提出了基于 NDepend.API 的开源基础。 Power Tools 实际上是自定义静态分析器。您也可以在这里调整它们或创建自己的。如果您下载 NDepend 位，这些 Power Tools 的代码源在 VisualStudio 解决方案中：$NDependInstallPath$\NDepend.PowerTools.SourceCode\NDepend.PowerTools.sln

【讨论】：