Polyspace静态分析工具详解与入门指南

Polyspace静态分析工具详解与入门指南

Polyspace，作为MathWorks产品家族的一员，是一款基于抽象解释原理的代码级静态分析和验证工具。自1996年诞生以来，它便以其强大的功能在嵌入式软件领域崭露头角，成为高可靠性市场中的佼佼者。

一、Polyspace的起源与背景

Polyspace的起源可以追溯到1996年欧洲亚丽安娜501火箭的灾难性事故。该事故由于飞行计算机软件运行错误导致主/辅计算机全部停机并爆炸。为了避免类似悲剧的再次发生，法国国家计算机与控制研究所和欧洲航天局联合研制了Polyspace，并在亚丽安娜502上成功应用。1999年，Polyspace Technology公司成立，将Polyspace产品正式商业化，广泛应用于国内外军用项目。

二、Polyspace的功能与特点

Polyspace由Bug Finder和Code Prover两大模块组成，各自承担着不同的职责。

• Polyspace Bug Finder：使用语义分析的方法查找代码中的运行时错误、并发问题、安全漏洞和其他缺陷。它能够帮助开发人员在编译前发现和解决潜在的问题，从而提高代码质量。
• Polyspace Code Prover：使用抽象解释法证明源代码中不存在溢出、被零除、数组访问越界等运行时错误。这一功能为代码的可靠性提供了坚实的保障。

Polyspace支持多种编程语言和开发环境，包括C、C++、Java等，特别适用于嵌入式C代码、算法类型代码等。它不仅能够检测代码中的错误，还能够提供详细的错误报告和分析结果，帮助开发人员快速定位和解决问题。

三、Polyspace的入门操作

1. 安装与配置

   Polyspace可以通过MATLAB进行安装。在安装过程中，可以选择只安装Polyspace相关的功能。安装完成后，需要进行一些基本的配置，如设置代码语言、标准、编译器以及处理器内核版本等。

2. 创建新项目

   打开Polyspace后，点击“File”->“New Project”，输入工程名并选择待检查的.c文件的路径。根据需要选择使用Polyspace配置模板、通过makefile文件创建工程或用于AUTOSAR软件组件静态分析等选项。

3. 导入源码和头文件

   在创建新项目后，需要导入待测的.c文件和所需的头文件。点击“Project Source Files”，选择待测的.c文件，并点击“Add Source Folders”将其添加进工程。然后，添加头文件路径，点击“Add Include Folders”将路径添加进工程中。

4. 参数配置与分析运行

   在导入源码和头文件后，需要进行参数配置。主要配置包括代码语言、标准、编译器以及处理器内核版本等。配置完成后，点击“Run Bug Finder”或“Run Code Prover”开始分析。分析过程中，可以看到分析进度、信息输出以及遇到的问题等信息。

5. 查看分析结果与生成报告

   分析完成后，可以在Dashboard分析结果报告窗口中查看结果。结果以不同颜色表示代码的安全性：绿色代表安全代码，红色代表需要立刻解决的问题代码，灰色代表不可达代码，橙色代表有风险代码。另外，还可以设定编码规范和自定义代码风格，违反之处会以紫色显示。若想要将分析结果生成报告进行输出，可以点击“Reporting”选项，选择生成报告的路径和格式。

四、Polyspace的优势与应用

Polyspace作为静态分析工具，具有诸多优势。首先，它能够在编译前发现和解决代码中的问题，避免在后期测试和维护过程中造成更大的损失。其次，Polyspace支持多种编程语言和开发环境，具有广泛的适用性。此外，Polyspace还能够提供详细的错误报告和分析结果，帮助开发人员快速定位和解决问题。

在应用领域方面，Polyspace广泛应用于航空航天、铁路、医疗等高完整性系统行业。这些行业的嵌入式软件往往承载着系统大部分重要功能的实现，一旦发生问题会带来异常严重的后果。因此，使用Polyspace进行静态分析显得尤为重要。

五、与曦灵数字人的关联

在软件开发过程中，代码质量和可靠性是至关重要的。曦灵数字人作为一款先进的数字人产品，其背后的软件开发也离不开高质量的代码支持。通过使用Polyspace进行静态分析，曦灵数字人的开发团队能够确保代码中的错误和缺陷得到及时发现和解决，从而提高产品的稳定性和可靠性。同时，Polyspace的详细错误报告和分析结果也为曦灵数字人的开发团队提供了有力的支持，帮助他们快速定位和解决问题，提升开发效率。

六、总结

Polyspace作为一款强大的静态分析工具，在嵌入式软件领域发挥着举足轻重的作用。通过其Bug Finder和Code Prover两大模块的功能，Polyspace能够帮助开发人员提高代码质量和可靠性，减少软件开发过程中的错误和风险。同时，Polyspace还支持多种编程语言和开发环境，具有广泛的适用性。在未来的软件开发过程中，Polyspace将继续发挥其重要作用，为开发人员提供更加高效、可靠的静态分析工具支持。

对于想要入门Polyspace的开发者来说，本文提供了详细的操作指南和入门建议。希望这些建议能够帮助开发者更好地掌握Polyspace的使用技巧和方法，提高代码质量和开发效率。