PVS-Studio: статический анализатор кода для C, C++, C# и Java

PVS-Studio - это инструмент для выявления ошибок и потенциальных уязвимостей в исходном коде программ, написанных на языках С, C++, C# и Java. Работает в 64-битных системах на Windows, Linux и macOS и может анализировать код, предназначенный для 32-битных, 64-битных и встраиваемых ARM платформ.

PVS-Studio выполняет статический анализ кода и генерирует отчёт, помогающий программисту находить и устранять ошибки. PVS-Studio выполняет широкий спектр проверок кода, но наиболее силён в поисках опечаток и последствий неудачного Copy-Paste. Показательные примеры таких ошибок: V501, V517, V522, V523, V3001.

Основная ценность статического анализа заключается в его регулярном использовании, благодаря чему многие ошибки могут быть выявлены и устранены на самых ранних этапах. Нет смысла тратить 50 часов на поиск ошибки, которую можно найти благодаря анализу кода. Но еще раз подчеркнем. Основная польза статического анализа не в том, чтобы найти одну запрятанную ошибку в день перед релизом. А регулярно устранять десятки обычных ошибок день за днем.

Анализатор может запускаться ночью на сервере и сообщать о подозрительных местах в новом коде. В идеале ошибки вообще могут быть обнаружены и исправлены ещё до попадания в систему контроля версий. PVS-Studio может автоматически запускаться сразу после компилятора на только что модифицированных файлах. Это работает и в Windows, Linux и macOS.

Быстрый старт в Windows, Linux и macOS

PVS-Studio умеет интегрироваться в среду разработки Visual Studio 2010-2019. Если вы используете эту среду разработки, то скорее всего вам будет достаточно зайти в меню плагина PVS-Studio и выбрать команду "проверить проект".

Часто всё обстоит сложнее и может потребоваться интеграция PVS-Studio в сборочную систему, в том числе и экзотическую. Тема интеграции слишком обширная тема, чтобы описать её здесь. Всю необходимую информацию вы можете почерпнуть из подробной документации.

Отметим только, что в PVS-Studio для Windows и Linux предусмотрены специальные утилиты, собирающие информацию о запусках компилятора. Эти инструменты позволяют быстро выполнить анализ проекта, собираемого любым способом. Вы можете быстро познакомиться с возможностями анализатора, не тратя время на его интеграцию с makefile или сборочным скриптом. См. описание утилиты C and C++ Compiler Monitoring (Windows) и pvs-studio-analyzer (Linux/macOS).

Используемые технологии

Сопоставление с шаблоном (pattern-based analysis) на основе абстрактного синтаксического дерева применяется для поиска мест в исходном коде, которые похожи на известные шаблоны кода с ошибкой.
Вывод типов (type inference) на основе семантической модели программы позволяет анализатору иметь полную информацию о всех переменных и выражениях, встречающихся в коде.
Символьное выполнение (symbolic execution) позволяет вычислять значения переменных, которые могут приводить к ошибкам, производить проверку диапазонов (range checking) значений.
Анализ потока данных (data-flow analysis) используется для вычисления ограничений, накладываемых на значения переменных при обработке различных конструкций языка. Например, какие значения может принимать переменная внутри блоков if/else.
Аннотирование методов (method annotations) предоставляет больше информации об используемых методах, чем может быть получено путём анализа только их сигнатуры.

Особенности PVS-Studio

Автоматический анализ отдельных файлов после их перекомпиляции.
Удобная и простая интеграция с Visual Studio 2010-2019.
Удобная online-справка по всем диагностикам, которая доступна и из программы, и на сайте, а также документация в .pdf одним файлом. Более 700 печатных страниц документации!
Сохранение и загрузка результатов анализа: можно ночью проверить код, сохранить результаты, а утром загрузить их и смотреть.
Возможность сохранить результаты анализа в формате HTML с полной навигацией по коду.
Запуск из командной строки для проверки всего решения: позволяет интегрировать PVS-Studio в ночные сборки, чтобы утром у всех был свежий лог.
Отличная масштабируемость! Поддержка многоядерных и многопроцессорных систем с настройкой количества используемых ядер; поддержка IncrediBuild.
Mark as False Alarm – разметка в коде, чтобы не ругаться конкретной диагностикой в конкретном фрагменте файла.
Интерактивная фильтрация результатов анализа (лога) в окне PVS-Studio: по коду диагностики, по имени файла, по включению слова в текст диагностики.
Утилита BlameNotifier. Инструмент позволяет рассылать письма разработчикам об ошибках, которые PVS-Studio нашел во время ночного прогона.

Большое количество вариантов интеграции в проекты, разрабатываемые под Linux и macOS.
Mass Suppression – позволяет подавить все старые сообщения, чтобы анализатор выдавал 0 срабатываний. К подавленным сообщениям всегда можно вернуться позже. Возможность безболезненно внедрить PVS-Studio в существующий процесс разработки и сфокусироваться на ошибках только в новом коде.
Статистика ошибок в Excel – можно посмотреть темпы правки ошибок, количество ошибок во времени и т.п.
Автоматическая проверка на наличие новых версий PVS-Studio (как при работе в IDE, так и при ночных сборках).
Использование относительных путей в файлах отчета для возможности переноса отчета на другую машину.
Отслеживание компиляции (Compiler Monitoring) – проверка проектов, у которых нет файлов Visual Studio (.sln/.vcxproj), без необходимости проводить интеграцию со сборочной системой; при необходимости, можно провести прямую интеграцию анализатора в любую сборочную систему.
pvs-studio-analyzer – утилита для отслеживания компиляции (Compiler Monitoring) на Linux.
Возможность исключить из анализа файлы по имени, папке или маске; возможность проверять файлы, модифицированные за последние N дней.
Интеграция с SonarQube. Это открытая платформа для обеспечения непрерывного контроля качества исходного кода.

Поддерживаемые языки и компиляторы

Windows. Visual Studio 2010-2019 C, C++, C++/CLI, C++/CX (WinRT), C#
Windows. IAR Embedded Workbench, C/C++ Compiler for ARM C, C++
Windows. QNX Momentics, QCC C, C++
Windows/Linux. Keil µVision, DS-MDK, ARM Compiler 5/6 C, C++
Windows/Linux. Texas Instruments Code Composer Studio, ARM Code Generation Tools C, C++
Windows/Linux/macOS. GNU Arm Embedded Toolchain, Arm Embedded GCC compiler, C, C++
Windows/Linux/macOS. Clang C, C++
Linux/macOS. GCC C, C++
Windows. MinGW C, C++
Windows/Linux/macOS. Java