'

PVS-Studio, решение для разработки современных ресурсоемких приложений

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

PVS-Studio, решение для разработки современных ресурсоемких приложений ООО «СиПроВер» («Системы программной верификации») www.viva64.com


Слайд 1

Инструмент PVS-Studio набор правил Viva64 для анализа 64-битных приложений; набор правил VivaMP для анализа параллельных приложений; набор правил для анализа общего назначения. Лицензионная и ценовая политика PVS-Studio Информация о компании ООО «СиПроВер» Содержание


Слайд 2

Инструмент PVS-Studio Анализ исходного кода приложений на языке Си/Си++


Слайд 3

PVS-Studio – статический анализатор кода, который предназначен для разработчиков современных ресурсоемких приложений В состав PVS-Studio входят три набора диагностических правил: Viva64, для выявления ошибок при разработки и миграции 64-битных приложений; VivaMP, для выявления параллельных ошибок в коде программ, разработанных с использованием технологии OpenMP; Для выявления ошибок общего плана, таких как опечатки, переполнение буфера, ошибки в условиях и так далее.


Слайд 4

ошибки миграции 32-битных приложений на 64-битные системы; ошибки, возникающие при разработке новых 64-битных приложений; ошибки в параллельных программах, связанные с недостаточным знанием технологии OpenMP; ошибки из-за некорректной работы с памятью в параллельном коде (незащищенный доступ к общей памяти, отсутствие синхронизации, неправильный режим доступа к переменным, и т. п.); выявление логических ошибок, некорректное использование алгоритмов и контейнеров, переполнение буферов; выявление опечаток, допущенных в ходе копирования фрагментов кода или по невнимательности; неоптимальные конструкции, которые легко могут быть оптимизированы. PVS-Studio обнаруживает следующие типы дефектов в Си/Си++ коде


Слайд 5

разрабатывает новые 64-битные приложения; выполняет миграцию 32-битного кода на 64-битные системы; добавляет в программу поддержку параллельного исполнения с помощью технологии OpenMP; хочет повысить качество и надежность кода; по-возможности выявить как можно больше ошибок на этапе разработки. Анализатор кода PVS-Studio нужен тем, кто


Слайд 6

Легко скачать: http://www.viva64.com/ru/pvs-studio-download/ Легко попробовать: PVS-Studio интегрируется в Visual Studio; В дистрибутиве идут примеры программ с ошибками. Легко купить (онлайн или через банк): http://www.viva64.com/ru/order/ Почему PVS-Studio?


Слайд 7

интеграция с Visual Studio 2005/2008/2010; поддержка Си и Си++; поддержка C++0x в рамках возможностей Visual Studio 2010; подробная справочная система (в том числе на русском языке; простота использования; удобная система фильтрации и подавления ошибок; анализ файлов в параллельном режиме. Особенности PVS-Studio


Слайд 8

Внешний вид PVS-Studio


Слайд 9

Онлайн-документация (также доступен PDF файл)


Слайд 10

Легко посмотреть работу PVS-Studio с помощью демонстрационного проекта OmniSample, включенного в дистрибутив


Слайд 11

Некоторые наши пользователи www.viva64.com/ru/customers/


Слайд 12

Viva64, набор правил для анализа 64-битных приложений


Слайд 13

Проблема переноса приложений на 64-битные платформы Процесс миграции кода неизбежен. Миграция C/C++ приложений наиболее затруднена из-за особенностей языка. При миграции возможно появление в программах ошибок, которые не удается диагностировать существующими методиками тестирования. Сложно убедится в корректности современных программ после переноса их на 64-битные системы (в MS-DOS 1.0 было 4 000 строк кода, а в Windows Vista уже 50 000 000). Поэтому и нельзя обратиться к опыту прошлых переходов.


Слайд 14

Сложность 64-битной миграции для разного типа кода по сравнению с ассемблером, в процентах По данным Kang Su Gatlin, Visual C++ Program Manager, Microsoft Corporation, 2004


Слайд 15

Приведем примеры ошибок, обнаруживаемых Viva64


Слайд 16

Проблема с перекрытыми виртуальными функциями Базовый класс: class CWinApp { virtual void WinHelp(DWORD_PTR, UINT); }; Код пользователя: class CMyApp : public CWinApp { virtual void WinHelp(DWORD, UINT); }; 32-битная система: 64-битная система:


Слайд 17

Адресная арифметика с указателями int A = -2; unsigned B = 1; int array[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; int *ptr = array + 3; ptr = ptr + (A + B); printf("%i\n", *ptr); Переменная A типа int приводится к типу unsigned; Происходит сложение A и B. В результате мы получаем значение 0xFFFFFFFF типа unsigned; Вычисляется выражение "ptr + 0xFFFFFFFFu". Результат зависит от размерности указателя на данной платформе. В 32-битной программе, выражение будет эквивалентно "ptr - 1" и мы успешно распечатаем число 3. В 64-битной программе к указателю прибавится значение 0xFFFFFFFFu, в результате чего указатель окажется далеко за пределами массива.


Слайд 18

Бесконечные циклы bool IsPresent(char *array, size_t arraySize, char key) { for (unsigned i = 0; i != arraySize; ++i) if (array[i] == key) return true; return false; } Данный код приведет к возникновению бесконечного цикла, если arraySize превысит значение UINT_MAX. Выявление подобных ошибок с использованием unit-тестов или динамических анализаторов (BoundsChecker) крайне осложнено необходимостью запуска на больших объеме данных. При обработке малого объема данных ошибка выявлена не будет


Слайд 19

Ошибки в операциях сдвига ptrdiff_t SetBitN(ptrdiff_t value, unsigned bitNum) { ptrdiff_t mask = 1 << bitNum; return value | mask; } Код установки заданного бита в единицу. Первая ошибка заключается в сдвиге знаковой переменной. При выставлении 31-го бита на 64-битной системе результатом работы функции будет значение 0xffffffff80000000 Вторая ошибка связана с тем, что данный код никогда не выставит биты, с номерами 32-63. Обратите внимание, что "1" имеет тип int и при сдвиге на 32 позиции произойдет переполнение. Получим мы в результате 0 (A) или 1 (B) зависит от реализации компилятора.


Слайд 20

Ошибки использования магических чисел #define N_COUNT 100 int **pArray = (int**) malloc(N_COUNT * 4); hFileMapping = CreateFileMapping ( (HANDLE) 0xFFFFFFFF, NULL, PAGE_READWRITE, (DWORD) 0, (DWORD) (szBufIm), (LPCTSTR) &FileShareNameMap[0]); size_t n, newexp; n = n >> (32 - newexp); Наиболее распространенные магические значения, опасные при переносе приложений с 32-битной на 64-битную платформу


Слайд 21

Переполнение в арифметических выражениях, где совместно используются 32-битные и 64-битные типы данных ptrdiff_t UnsafeCalcIndex(int x, int y, int width) { return x + y * width; } ... int domainWidth = 50000; int domainHeght = 50000;   for (int x = 0; x != domainWidth; ++x) for (int y = 0; y != domainHeght; ++y) array[UnsafeCalcIndex(x, y, domainWidth)] = 1; Данный код не может корректно заполнить массив, состоящий из 50000*50000 элементов. При вычислении выражения "x + y * width" происходит переполнение и результатом будет выход за границы массива.


Слайд 22

Ошибки неявного приведения типа size_t __fread(void * __restrict buf, size_t size, size_t count, FILE * __restrict fp);   size_t fread(void * __restrict buf, size_t size, size_t count, FILE * __restrict fp) { int ret; FLOCKFILE(fp); ret = __fread(buf, size, count, fp); FUNLOCKFILE(fp); return (ret); } Функция __fread возвращает тип size_t, но для хранения количества прочитанных байт используется тип int. В результате при больших объемах читаемых данных функция может вернуть не то количество байт, которое на самом деле будет прочитано.


Слайд 23

Показанный ранее пример взят из исходного кода FreeBSD. Ошибка была поправлена только в декабре 2008 года! Это при том, что первая (экспериментальная) 64-битная версия FreeBSD вышла еще в июне 2003 года.


Слайд 24

Были исследованы паттерны 64-битных ошибок в коде по более чем 100 различным статьям в печатных и электронных изданиях. Учтен собственный опыт миграции кода пакетов численного моделирования и визуализации на C++. В ходе исследований создана база из нескольких десятков различных паттернов ошибок, связанных с переносом кода на 64-битные системы. В базу попали как известные (опубликованные) ошибки, так и неизвестные ранее. На основе выявленных паттернов ошибок сформулированы правила их диагностики. И паттерны ошибок, и правила диагностики опубликованы в наших статьях и доступны для ознакомления всем желающим. Как мы делали анализатор 64-битного кода


Слайд 25

Сравнение: Viva64, VC++ (/Wp64), C++Test и PC-Lint В таблице представлено сравнение на конец 2008 года. На данный момент PVS-Studio реализует значительно больше возможностей.


Слайд 26

Компания E.G.S. S.r.l. занимается разработкой решений в области моделирования трехмерных объектов на базе триангулированных сеток. Применение Viva64 для проверки CAD-системы Leios Studio компании EGS S.r.l.


Слайд 27

Общий объем исходного кода Leios Studio составляет 13 мегабайт (440 000 строк кода). Миграция кода с использованием Viva64 позволила сэкономить много времени, которое бы пришлось затратить на ручной просмотр кода. Основные проблемные моменты, выявленные в процессе автоматического анализа кода с помощью инструмента Viva64: особенности вычислительных алгоритмов при обработке больших объемов данных; работа с файлами большого размера; обработка 3d-моделей, содержащих большое количество треугольников (чем больше треугольников, тем точнее модели); работа подсистемы лицензирования; Применение Viva64 для проверки CAD-системы Leios Studio компании EGS S.r.l. (продолжение) Подробности: http://www.viva64.com/art-1-1-3164907581.html


Слайд 28

Размер проекта: 1.5Mb, 125 файлов Выявлено потенциально-опасных конструкций с помощью Viva64: 89 Из них реальных ошибок: 6 Статистика по выявленным ошибкам в библиотеке Loki http://loki-lib.sourceforge.net Подробности: http://www.viva64.com/en/a/0049/


Слайд 29

VivaMP, набор правил для анализа параллельных (OpenMP) приложений


Слайд 30

Отсутствие ключевых слов в директивах Неправильная работа с блокировками Зависимость поведения кода от количества выполняющих его потоков Одновременная работа с общим ресурсом Незащищенный доступ к общей памяти Неосторожное использование локальных переменных Ненужная защита памяти от одновременной записи Ошибки производительности Проблемы в коде программ, использующих OpenMP


Слайд 31

Приведем примеры ошибок, обнаруживаемых VivaMP


Слайд 32

Необработанные исключения в параллельных секциях #pragma omp parallel for for (size_t i = 0; i != n; ++i) { float *array = new float[10000]; delete [] array; } Пример приведет к некорректному поведению программы и, скорее всего, к ее аварийному завершению, если произойдет ошибка выделения памяти. Ошибка связанна с выбрасыванием исключения из параллельной секции. Согласно спецификации OpenMP, если вы используете исключения внутри параллельной секции, то все эти исключения должны быть обработаны внутри этой секции. Если вы используете внутри параллельной секции оператор new, то вы должны позаботиться о перехвате исключения, которое согласно стандарту языка Си++ будет сгенерировано при ошибке выделения памяти.


Слайд 33

Ошибки невнимательного использования директив и функций OpenMP


Слайд 34

Ошибки состояния гонки (race condition) int a = 0; #pragma omp parallel for num_threads(4) for (int i = 0; i < 100000; i++) { a++; } Состояние гонки возникает тогда, когда несколько потоков многопоточного приложения пытаются одновременно получить доступ к данным, причем хотя бы один поток выполняет запись. Состояния гонки могут давать непредсказуемые результаты, и зачастую их сложно выявить. Иногда последствия состояния гонки проявляются только через большой промежуток времени и в совсем другой части приложения. Кроме того, ошибки такого рода невероятно сложно воспроизвести повторно. Крайне эффективным является выявление по крайней мере части таких ошибок с помощью статического анализа еще на этапе написания кода.


Слайд 35

Ошибки инициализации статических объектов в параллельных секциях pragma omp parallel { static int st = Calc(); ... } Статическая переменная начнет процесс инициализации сразу в нескольких потоках, что может привести к неопределенному результату. Неприятность подобных ошибок заключается в их нестабильном и редком проявлении во время тестирования.


Слайд 36

Набор правил анализа общего назначения


Слайд 37

Основное преимущество статического анализа – обнаружение ошибок на самых ранних этапах Соотношение стоимость исправления дефектов в зависимости от времени их внесения и обнаружения. Данные для таблицы взяты из книги С. Макконнелла «Совершенный Код».


Слайд 38

Обнаружение любого вида ошибки на этапе кодирования выгодно Не важно, какова сложность ошибки. Простая это опечатка, или ошибка в логике алгоритма. Обнаружение хотя бы части таких ошибок еще на этапе написания кода весьма выгодно. Это существенно сокращает затраты на тестирование и дальнейшее сопровождение кода. Анализатор PVS-Studio диагностирует большое количество разнообразнейших видов ошибок. Перечислить все типы обнаруживаемых ошибок достаточно сложно. Подробно со списком диагностических проверок можно ознакомиться в документации. Документация (онлайн): http://www.viva64.com/ru/d/


Слайд 39

Примеры ошибок, обнаруживаемых анализатором общего назначения


Слайд 40

Некорректное условие int iChilds[2]; ... bool hasChilds() const { return(iChilds > 0 || iChilds > 0); } В данном случае, хотя код успешно и без предупреждений компилируется, он не имеет смысла. Корректный код должен был выглядеть следующим образом: int iChilds[2]; ... bool hasChilds() const { return(iChilds[0] > 0 || iChilds[1] > 0); }


Слайд 41

Ссылка на уже уничтоженный объект struct CVariable { char name[64]; }; void CRendererContext::RiGeometryV(int n, char *tokens[]) { for (i=0; i<n; i++) { CVariable var; if (parseVariable(&var, NULL, tokens[i])) tokens[i] = var.name; } } Указатель на массив, находящийся в переменной типа CVariable, сохраняется во внешнем массиве. В результате массив "tokens" после завершения функции RiGeometryV будет содержать указатели на уже несуществующие объекты.


Слайд 42

Неполная очистка буфера MD5Context *ctx; ... memset(ctx, 0, sizeof(ctx)); Здесь из-за опечатки очищается не вся структура, а только ее часть. Ошибка в том, что вычисляется размер указателя, а не структуры MD5Context. Корректный вариант кода: MD5Context *ctx; ... memset(ctx, 0, sizeof(*ctx));


Слайд 43

Ошибка в цепочке if - else - if - else if (a == 1) Foo1(); else if (a == 2) Foo2(); else if (a == 1) Foo3(); В этом коде функции 'Foo3()' никогда не получит управления.


Слайд 44

Опечатка. Двойное присваивание. CSize(POINT pt) { cx = pt.x; cx = pt.y; } Код взят из реального приложения, где был реализован свой собственный класс CSize. Корректный вариант должен был конечно выглядеть так: CSize(POINT pt) { cx = pt.x; cy = pt.y; } Опечатка. Лишняя ‘;’. for (i = 0; i < n; i++); { Foo(i); }


Слайд 45

Неверное использование std::remove void unregisterThread() { Guard<TaskQueue> g(_taskQueue); std::remove(_threads.begin(), _threads.end(), ThreadImpl::current()); } Функция std::remove не удаляет элементы из контейнера. Она только сдвигает элементы и возвращает итератор на начало мусора. Пусть мы имеем контейнер vector<int>, содержащий элементы 1,2,3,1,2,3,1,2,3. Если выполнить код "remove( v.begin(), v.end(), 2 )", то контейнер будет содержать элементы 1,3,1,3,?,?,?, где ? - некий мусор. При этом функция вернет итератор на первый мусорный элемент, и если мы хотим удалить эти мусорные элементы, то должны написать код: "v.erase(remove(v.begin(), v.end(), 2), v.end())".


Слайд 46

Лицензионная и ценовая политика PVS-Studio


Слайд 47

PVS-Studio: цены Страница заказа: http://www.viva64.com/ru/order/


Слайд 48

возможность получения новых версий (включая major-версии) в течение 1 года; возможность получения поддержки по электронной почте в течение 1 года; неограниченное по времени право использования программы. После 1 года с момента приобретения лицензии, вы сможете по-прежнему получать новые версии PVS-Studio и обращаться в поддержку. Ограничения будут касаться только новых диагностических возможностей, которые появятся в анализаторе уже после истечения срока действия лицензии. Что включено в цену помимо права пользования?


Слайд 49

Информация о компании


Слайд 50

Интеллектуальная собственность Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ N2007614164, «Вива64». Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 28 сентября 2007 г. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ N2008610480, «Библиотека анализа кода VivaCore». Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 25 января 2008 г. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ N2008612845, «Вива64 2.0». Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 29 мая 2008 г.


Слайд 51

Наши статьи опубликованы на крупнейших программистских сайтах http://www.viva64.com/ru/experience/


Слайд 52

Общие сведения о принципах работы с анализатором PVS-Studio http://www.viva64.com/ru/d/0011/ Коллекция примеров 64-битных ошибок в реальных программах http://www.viva64.com/ru/a/0065/ 32 подводных камня OpenMP при программировании на Си++ http://www.viva64.com/ru/a/0054/ Другие статьи по разработке 64-битных и параллельных программ, а также по технологии анализа кода читайте на http://www.viva64.com/ru/articles/ Наши лучшие статьи


Слайд 53

ООО «СиПроВер» 300027, Россия, Тула, Металлургов 70-1-88. Web: www.viva64.com E-mail: support@viva64.com Телефон: +7 (4872) 38-59-95 Рабочее время: 09:00 – 18:00 (GMT +3:00) Информация о компании


×

HTML:





Ссылка: