MISRA C++和AUTOSAR C++的合并：軟件開(kāi)發(fā)行業(yè)專家的圓桌討論

---

汽車(chē)工業(yè)軟件可靠性協(xié)會(huì)（MISRA）宣布了MISRA C++和AUTOSAR C++的未來(lái)合并，這兩種領(lǐng)先的安全性至關(guān)重要的C++編碼標(biāo)準(zhǔn)。這對(duì)標(biāo)準(zhǔn)用戶意味著什么，這將對(duì)組織實(shí)現(xiàn)合規(guī)性產(chǎn)生什么影響？

我們?cè)?/span>Parasoft召集了一組行業(yè)專家，以圓桌會(huì)議的形式討論了MISRA C++的未來(lái)以及該新的合并標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)的預(yù)期影響和收益。

參加者是：

• Andrey Madan，Parasoft首席解決方案架構(gòu)師
• Piotr Pepek，Parasoft C/C++test的軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)理
• Michal Rozenau，Parasoft的項(xiàng)目主管軟件工程師，MISRA C和C++ WG成員
• Miroslaw Zielinski，Parasoft C/C++test產(chǎn)品經(jīng)理

圓桌討論

如今如何使用MISRA C++和AUTOSAR C++標(biāo)準(zhǔn)，以及您在汽車(chē)行業(yè)遇到的一些普遍問(wèn)題是什么？

Mirek：盡管這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都起源于汽車(chē)，但我們經(jīng)常看到它們不僅用于汽車(chē)ISO 26262，而且還用于IEC 61508（工業(yè)自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)）、醫(yī)療設(shè)備和IEC62304。因此，當(dāng)我們談?wù)揗ISRA和AUTOSAR時(shí)，它不僅適用于汽車(chē)行業(yè)。

就問(wèn)題而言，根據(jù)我與多個(gè)行業(yè)的不同客戶合作的經(jīng)驗(yàn)，我想說(shuō)，遵守編碼標(biāo)準(zhǔn)最困難的部分是：

• 在團(tuán)隊(duì)的靜態(tài)分析工具中設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)
• 第一次分析后的初始階段
• 處理大量違規(guī)

成功肯定取決于將標(biāo)準(zhǔn)引入組織的方式，建立合規(guī)性流程對(duì)于成功采用任何功能安全標(biāo)準(zhǔn)（包括這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)）至關(guān)重要。

Andrey：我絕對(duì)同意。對(duì)于MISRA C++和AUTOSAR C++規(guī)則使用靜態(tài)分析，我們看到的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是報(bào)告的違規(guī)數(shù)量。如果打開(kāi)所有規(guī)則，則將有很多違規(guī)行為，而且我的意思是很多，尤其是對(duì)于遺留代碼庫(kù)而言。

因此，現(xiàn)在，我認(rèn)為大多數(shù)客戶正在采用的方法試圖找到中間立場(chǎng)。并非所有規(guī)則都是強(qiáng)制性或必需的。因此，他們需要制定一個(gè)良好的流程。例如，他們運(yùn)行一些檢查器，并對(duì)代碼進(jìn)行一些分析，找出適用于其開(kāi)發(fā)和記錄該子集的規(guī)則的子集。他們知道他們不需要遵守所有規(guī)則，他們只需要有理由說(shuō)明為什么不使用該規(guī)則，將其記錄下來(lái)就可以了。

 一旦了解了流程，他們就進(jìn)行了分析，甚至積壓了數(shù)千個(gè)警告，這些客戶在一些點(diǎn)上可以劃清界線，繼續(xù)積壓?jiǎn)栴}，以期與他們聯(lián)系并解決這些問(wèn)題。

Michal：是的。我認(rèn)為，在此奮斗的另一個(gè)原因是，對(duì)于那些試圖最終實(shí)現(xiàn)與MISRA之類的編碼標(biāo)準(zhǔn)的合規(guī)性的公司，即使他們開(kāi)始開(kāi)發(fā)新的代碼，他們也在尋找最終的合規(guī)性。而不是從頭開(kāi)始。起步較晚是他們可能首先遇到大量違規(guī)行為的最大原因之一。

是什么導(dǎo)致組織無(wú)法在實(shí)踐中強(qiáng)制執(zhí)行這些編碼標(biāo)準(zhǔn)？

Andrey：許多組織實(shí)際上已經(jīng)在使用自己的內(nèi)部編碼標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在內(nèi)部開(kāi)發(fā)并使用了多年。這些公司都有內(nèi)部文件和遵循的政策，它們需要進(jìn)行現(xiàn)代化以達(dá)到MISRA之類的標(biāo)準(zhǔn)，但是公司發(fā)展勢(shì)頭很大，需要很長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行更改。

這些組織的策略是解決違規(guī)問(wèn)題，查看自己的編碼標(biāo)準(zhǔn)，然后將Parasoft靜態(tài)分析檢查器映射到他們自己的編碼標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要檢查需要針對(duì)MISRA更新C語(yǔ)言其自身編碼標(biāo)準(zhǔn)并更新其代碼的地方。

對(duì)于C++，由于較舊的編碼標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前情況實(shí)際上更糟。它們不支持新的語(yǔ)言結(jié)構(gòu)（例如自動(dòng)指針）以及新的現(xiàn)代C++引入表中的其他內(nèi)容，因此該過(guò)程更加耗時(shí)。

Mirek：我提到我們看到AUTOSAR C++和MISRA C++經(jīng)常被用作功能安全標(biāo)準(zhǔn)（例如ISO 26262和IEC 61508）的合規(guī)過(guò)程的一部分。要遵守這些功能安全標(biāo)準(zhǔn)，需要有紀(jì)律的開(kāi)發(fā)過(guò)程，其中包括準(zhǔn)備文檔。客戶需要一種方式來(lái)正式證明他們符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)以及編碼標(biāo)準(zhǔn)，這是功能安全符合性過(guò)程的一部分。

借助MISRA C++和AUTOSAR C++，Parasoft工具為合規(guī)性過(guò)程的這一正式方面提供了專門(mén)的支持。我們的報(bào)告框架會(huì)生成符合MISRA Compliance:2016“實(shí)現(xiàn)MISRA編碼準(zhǔn)則的遵從性”文檔中定義的要求的特殊文檔。最終變得非常重要。試圖達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的客戶可以通過(guò)使用Parasoft工具來(lái)自動(dòng)執(zhí)行遵從過(guò)程的這一部分。

Piotr：從采用和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的角度來(lái)看，還有一件事是，標(biāo)準(zhǔn)本身也為規(guī)則提供了一些分類機(jī)制，這極大地幫助組織引入了標(biāo)準(zhǔn)。例如，對(duì)于MISRA C++，準(zhǔn)則有不同的類別（強(qiáng)制性、必需和建議性）。AUTOSAR C++集合也是如此，并且還有一些其他分類框架。從最關(guān)鍵的類別開(kāi)始，清理代碼，然后再進(jìn)一步，該機(jī)制還可以用于簡(jiǎn)化整個(gè)實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并基本上幫助人們分階段進(jìn)行。

從這些標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始的組織是否了解分類和優(yōu)先級(jí)的重要性？

Andrey：組織并不一定要考慮這一點(diǎn)。作為解決方案架構(gòu)師，我得到的最大要求是：“好吧，Parasoft，我們看到您有成千上萬(wàn)的規(guī)則，并且我們擁有龐大的代碼庫(kù)。幫助我們選擇規(guī)則，以幫助我們發(fā)現(xiàn)真正的錯(cuò)誤，實(shí)際上找到有趣的東西，有價(jià)值的東西以及值得修復(fù)的東西。”

在這一點(diǎn)上，我們要退后一步來(lái)確定其具體目標(biāo)是什么。但是，我們經(jīng)常看到客戶開(kāi)始時(shí)的選擇更為廣泛，因?yàn)楸M管需要遵守編碼標(biāo)準(zhǔn)，但他們沒(méi)有時(shí)間仔細(xì)研究所有規(guī)則并進(jìn)行分析。這就是分類和一般優(yōu)先級(jí)的來(lái)源。

我們還可以詢問(wèn)團(tuán)隊(duì)管理人員，例如，是否遵循所有必需和強(qiáng)制性規(guī)則，他們是否需要強(qiáng)硬方法來(lái)遵守法規(guī)。在大多數(shù)情況下，管理層不會(huì)劃清界限，而是將決定權(quán)交給工程師，他們的工程師“足夠聰明”以找出需要遵守哪些規(guī)則。期望開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)將記錄他們?yōu)槭裁创蜷_(kāi)或關(guān)閉規(guī)則的理由。

因此，從這個(gè)角度來(lái)看，我還沒(méi)有看到人們實(shí)際上在“強(qiáng)制執(zhí)行”。這更多是一種教育方法。例如，當(dāng)我解釋有必需和強(qiáng)制性規(guī)則時(shí)，您可以偏離規(guī)則（但必須按照MISRA 2016合規(guī)性文檔中的說(shuō)明進(jìn)行記錄），實(shí)際上，這對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)是大開(kāi)眼界的人。根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，在這個(gè)領(lǐng)域中肯定有學(xué)習(xí)曲線，需要咨詢。

Mirek：我同意。我們不僅在汽車(chē)行業(yè)，而且在其他對(duì)安全性要求較高的組織中也都迫切需要獲得咨詢服務(wù)，以更實(shí)際地執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)并確定實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的優(yōu)先級(jí)。我們有幾個(gè)合作伙伴可以在這個(gè)領(lǐng)域?yàn)槲覀兊目蛻籼峁┓?wù)，但是顯然需要獲得更多的教育和執(zhí)法機(jī)會(huì)。

您認(rèn)為整合AUTOSAR C++和MISRA C++準(zhǔn)則的動(dòng)力是什么？是否存在某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或其他標(biāo)準(zhǔn)缺少的重要內(nèi)容？

Piotr：合并這些標(biāo)準(zhǔn)的主要原因僅僅是為C++制定一個(gè)單一標(biāo)準(zhǔn)。從歷史上看，MISRA C++ 2008是基于C++ 2003的，而MISRA C++已有近10年的歷史。AUTOSAR C++最初以MISRA C++ 2008為基礎(chǔ)，但隨后在頂部添加了許多與現(xiàn)代C++更相關(guān)的新規(guī)則，包括C++ 11和C++ 14的功能。因此，集成這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的主要?jiǎng)恿κ遣扇?/span>AUTOSAR C++小組所做的工作并將其轉(zhuǎn)換為下一個(gè)MISRA C++標(biāo)準(zhǔn)。

MISRA C++是否已將AUTOSAR C++編碼標(biāo)準(zhǔn)替換為標(biāo)準(zhǔn)？

Michal：是的，這是計(jì)劃。當(dāng)前版本的AUTOSAR C++中的注釋將將來(lái)的增量參考由MISRA驅(qū)動(dòng)的編碼指南。因此，正如Piotr所說(shuō)，我們可以考慮將AUTOSAR C++作為基于MISRA C++的MISRA C++標(biāo)準(zhǔn)的更新版本，并從MISRA中直接提取了許多規(guī)則。其中一些規(guī)則已更新，并且添加了規(guī)則。因此，計(jì)劃是采用這些更新的規(guī)則，并將其帶回MISRA C++。

這個(gè)新的集成標(biāo)準(zhǔn)將以何種方式幫助用戶？

Mirek：我認(rèn)為在市場(chǎng)上擁有一種標(biāo)準(zhǔn)非常有價(jià)值。我們已經(jīng)與許多不愿意采用合規(guī)性標(biāo)準(zhǔn)的組織進(jìn)行了交談，因?yàn)樗麄儾淮_定MISRA是否會(huì)提供更新，并正在考慮采用AUTOSAR C++。因此，他們推遲了這一決定。因此，合并可以澄清這種情況，明顯的好處是市場(chǎng)上只有一種標(biāo)準(zhǔn)，而且基本上毫無(wú)疑問(wèn)可以走哪條路——新的MISRA C++標(biāo)準(zhǔn)成為合規(guī)性的主要選擇。

MISRA C++和AUTOSAR C++集成會(huì)影響現(xiàn)有用戶嗎？

Mirek：肯定會(huì)有影響。例如，如果依賴于MISRA C++ 2008的組織要遷移到AUTOSAR C++，則他們必須處理大約200條新規(guī)則（因?yàn)樵诋?dāng)前的AUTOSAR C++版本18.10中，大約45％的規(guī)則直接繼承自MISRA C++ 2008） ）。

因此，如果組織依賴MISRA C++ 2008，則對(duì)他們而言，遷移到AUTOSAR C++是一項(xiàng)巨大的工作。但是，這樣做還有很大的價(jià)值，因?yàn)镸ISRA C++ 2008和AUTOSAR C++之間的差異解決了自2003年以來(lái)C++語(yǔ)言的變化。因此AUTOSAR C++中包含了C++ 11和C++ 14的所有新穎性。是的，這是有影響的，但是更新到新標(biāo)準(zhǔn)也有很多價(jià)值。

Andrey：如果客戶從MISRA C++更改而他們已經(jīng)符合其既定的編碼標(biāo)準(zhǔn)，并且更改了標(biāo)準(zhǔn)（例如AUTOSAR C++），那么所產(chǎn)生的影響有時(shí)也會(huì)更加后勤。

這些客戶已經(jīng)在內(nèi)部進(jìn)行了正當(dāng)化，記錄在案并抑制了警告，甚至有可能通過(guò)審核。例如，假設(shè)違反了MISRA C++規(guī)則11.5，但已記錄并記錄了偏差。那是壓制的例子，或者在這種情況下是偏差，它需要報(bào)告和文書(shū)工作。現(xiàn)在，如果我轉(zhuǎn)到AUTOSAR C++，那么來(lái)自MISRA C++的規(guī)則可能是相同的規(guī)則，但是工具供應(yīng)商將其報(bào)告為AUTOSAR C++規(guī)則17.6。這是一個(gè)不同的名稱，但這是唯一的區(qū)別——僅是標(biāo)簽。靜態(tài)分析工具將其再次標(biāo)記為錯(cuò)誤，并且忽略了抑制。禁止標(biāo)記有不同的規(guī)則編號(hào)，現(xiàn)在它們有大量違規(guī)行為。

那么安全性呢？AUTOSAR C++以及大概新的MISRA C++是否涵蓋安全性？

Mirek：好吧，主要是功能安全標(biāo)準(zhǔn)，但是安全性和安全性是相關(guān)的。兩者都是關(guān)于創(chuàng)建沒(méi)有導(dǎo)致無(wú)法預(yù)料的行為的構(gòu)造的軟件的，這意味著遵循AUTOSAR C++或MISRA C++進(jìn)行功能安全的組織通常在安全性方面被很好地涵蓋。安全是為了消除程序的不可預(yù)測(cè)性，當(dāng)然，安全性也可以提高安全性。

但是像CERT這樣的安全性準(zhǔn)則更為詳盡，并且包含了更多與安全性相關(guān)的準(zhǔn)則。當(dāng)前，我們?cè)谠S多組織（尤其是成熟的汽車(chē)組織）中看到的是，他們選擇功能安全標(biāo)準(zhǔn)作為主要來(lái)源，然后通過(guò)包括來(lái)自諸如CERT C++的安全標(biāo)準(zhǔn)的其他選定準(zhǔn)則來(lái)增強(qiáng)規(guī)則集。

是否有任何動(dòng)力將更高的安全性納入這些安全關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)中，例如合并諸如CERT C++之類的安全性標(biāo)準(zhǔn)？還是您認(rèn)為公司會(huì)自己繼續(xù)合并規(guī)則集？

Mirek：我個(gè)人不會(huì)很快將CERT與MISRA或AUTOSAR集成或合并。由于安全性的范圍更廣，而在語(yǔ)言子集方面則不那么嚴(yán)格，因此始終需要與安全性標(biāo)準(zhǔn)分開(kāi)的面向安全性的標(biāo)準(zhǔn)。

因此，例如，在MISRA C++ 2008中，您有一條規(guī)則可以阻止您使用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。如果要與MISRA C++ 2008兼容，則不能使用它。但是，對(duì)于CERT C++，這是完全可以的。您可以使用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，并且有關(guān)于如何以安全方式進(jìn)行分配的規(guī)則。

Piotr：是的，您可以在MISRA網(wǎng)站上找到官方文件，這些文件提供有關(guān)MISRA C 2012和CERT C之間映射的信息，例如，這些映射清楚地告訴您所缺少內(nèi)容的區(qū)別。因此，開(kāi)發(fā)人員可以了解有關(guān)在選擇規(guī)則時(shí)要從CERT C/C++中包括哪些指南的信息。并且在AUTOSAR C++和CERT C++之間也存在可追溯性映射。我認(rèn)為所有CERT C++指南中約有50％在AUTOSAR C++本身中也有類似的規(guī)則。

Mirek：另外，我認(rèn)為采用這些標(biāo)準(zhǔn)在地區(qū)方面。正如我們隨著MISRA的逐步采用所看到的那樣，現(xiàn)在CERT C和C++看到了類似的模式。例如，我們?cè)谌毡镜目蛻艉芸炀筒捎昧俗钚碌臉?biāo)準(zhǔn)，他們似乎領(lǐng)先于世界其他地區(qū)。我們的日本客戶是第一個(gè)比其他地區(qū)至少提前一年要求MISRA C 2012支持的客戶，現(xiàn)在我們看到CERT C和C++的情況類似，日本汽車(chē)市場(chǎng)上有更多需要CERT C/C++支持的請(qǐng)求。

AUTOSAR C++是非常動(dòng)態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，每年發(fā)布兩個(gè)版本。頻繁更新對(duì)試圖實(shí)現(xiàn)合規(guī)性的組織有什么影響？您預(yù)見(jiàn)到新的MISRA C++標(biāo)準(zhǔn)會(huì)遵守此時(shí)間表嗎？

重點(diǎn)：請(qǐng)記住，AUTOSAR C++準(zhǔn)則是AUTOSAR自適應(yīng)平臺(tái)的一部分，因此每年的兩個(gè)發(fā)行版是整個(gè)平臺(tái)的發(fā)行周期。如果他們想使C++準(zhǔn)則與平臺(tái)保持同步，那么可以，這的確需要長(zhǎng)期管理。但是不一定每個(gè)版本都會(huì)改變很多事情。

Mirek：正如我們已經(jīng)討論的那樣，標(biāo)準(zhǔn)的變更存在一些問(wèn)題。隨著標(biāo)準(zhǔn)的頻繁更改，您會(huì)遇到Andrey討論的與物流有關(guān)的所有問(wèn)題。準(zhǔn)則更改后，客戶需要更新其合規(guī)性框架，因?yàn)樗麄儗⒚媾R所有重新報(bào)告的違規(guī)問(wèn)題，而現(xiàn)在這些問(wèn)題突然不再受到抑制。這是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，需要花費(fèi)大量金錢(qián)。如果您有50、70或100個(gè)開(kāi)發(fā)人員，并且在開(kāi)發(fā)過(guò)程中已經(jīng)引入了合規(guī)性流程，但是您對(duì)產(chǎn)品必須符合最新版本的標(biāo)準(zhǔn)有業(yè)務(wù)要求，那么您將面臨挑戰(zhàn)。

如果標(biāo)準(zhǔn)隨著標(biāo)準(zhǔn)的重大變化而迅速發(fā)展，則客戶必須以某種方式解決這一問(wèn)題。通常這意味著從計(jì)劃和預(yù)算中抽出額外的時(shí)間。這是一個(gè)問(wèn)題，但是正如Piotr所說(shuō)，我認(rèn)為從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，該標(biāo)準(zhǔn)將趨于穩(wěn)定，并且每個(gè)版本之間的更改都不會(huì)那么重要，例如我們?cè)贏UTOSAR C++版本17.32和18.10之間的過(guò)渡中已經(jīng)看到的那樣。

在過(guò)去的兩年中，C++語(yǔ)言的發(fā)展加速了。AUTOSAR C++當(dāng)前基于C++ 14。對(duì)于MISRA C++相對(duì)于C++語(yǔ)言的發(fā)展，有什么期望？

Michal：目前，MISRA C++的下一個(gè)版本的計(jì)劃是合并AUTOSAR C++ 14，并涵蓋C++ 17（該語(yǔ)言的當(dāng)前版本）。但是，我不能說(shuō)它將來(lái)會(huì)發(fā)展多快，或者這些新版本將如何發(fā)布。就個(gè)人而言，我希望會(huì)為該語(yǔ)言的每個(gè)新版本創(chuàng)建一個(gè)新版本的標(biāo)準(zhǔn)，其基本思想是在標(biāo)準(zhǔn)足夠成熟時(shí)對(duì)其進(jìn)行更新。這樣可以避免遇到基于C++ 14的AUTOSAR C++的情況，但每年仍需更改兩次。

您預(yù)見(jiàn)到MISRA C++標(biāo)準(zhǔn)正在更新與ISO C++委員會(huì)發(fā)布該語(yǔ)言之間會(huì)有多長(zhǎng)時(shí)間？

Michal：很難說(shuō)，因?yàn)榫虯UTOSAR C++而言，標(biāo)準(zhǔn)化是在C++ 14發(fā)行之后開(kāi)始的。AUTSAR C++的發(fā)布與該語(yǔ)言版本的發(fā)布或該語(yǔ)言的出現(xiàn)無(wú)關(guān)。

AUTOSAR C++從一開(kāi)始就基于C++ 14。當(dāng)AUTOSAR發(fā)布自適應(yīng)平臺(tái)時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)沒(méi)有涵蓋C++ 14的編碼標(biāo)準(zhǔn)，因此他們決定將該標(biāo)準(zhǔn)基于MISRA C++ 2008，并使用新的規(guī)則和對(duì)C++ 14的支持進(jìn)行更新。

AUTOSAR C++更新是否由Adaptive Platform的發(fā)布時(shí)間表而非語(yǔ)言驅(qū)動(dòng)？

Piotr：是的，我會(huì)這樣說(shuō)。

Mirek：需要指出的是，新合并的MISRA C++標(biāo)準(zhǔn)將在AUTOSAR C++之外進(jìn)行更新。已經(jīng)宣布將對(duì)新的集成標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行更新，以包括在C++語(yǔ)言的新版本中引入的所有創(chuàng)新，包括C++ 17和C++ 20。對(duì)于許多組織而言，這是至關(guān)重要的。例如，現(xiàn)代C++功能在使用AI的系統(tǒng)中非常重要，這些系統(tǒng)依賴于最新版本的C++中經(jīng)常開(kāi)發(fā)的現(xiàn)代體系結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代平臺(tái)和現(xiàn)代庫(kù)。因此，聲明標(biāo)準(zhǔn)將遵循語(yǔ)言的發(fā)展這點(diǎn)非常重要。