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美国航天局的十大编码戒律

来源:codeceo 发布时间:2015-07-21 阅读次数:61

美国航空航天局(NASA,以下皆用英文简称)有一套自己的编码标准,以确保所有NASA应用的代码质量和安全。这些标准渐渐演变适用于广大的软件开发行业。

代码安全规则

JPL(喷气推进实验室)的首席科学家Gerard J. Holzmann表示,甚至是关键应用的代码质量也因为大量任意的规则和不一致的准则而受害。这也是为什么实验室要发布编码十诫来管辖所有NASA软件的原因。



Holzmann和团队在设计这些软件开发规则时,时刻谨记代码的安全问题。该规则明确写明是关于C语言的——C语言是NASA用于备份关键安全代码的支柱语言,有着悠久的历史和广泛的工具支持。不过,这些也可应用于其他大多数编程语言:

· 限制所有代码为简单的控制流结构——不使用goto语句,不使用setjmp和longjmp结构以及直接或间接的递归。

· 所有的循环必须有固定的上限。用检查工具静态地证明,预先设定的上限是一个循环不能超过的迭代次数,在数学上是可能的。如果循环限制不能静态证明,那么就违背了此条规则。

· 初始化后不要使用动态内存分配。

· 一个函数在标准参考格式下——每个语句一行,每个声明一行——得能印刷到同一张纸上。通常,这意味着每个函数的代码不超过60行左右。

· 代码的断言密度应平均为至少每个函数有两个断言。断言用于检查异常情况,在现实执行中是永远不会发生的。断言必须始终是无副作用的,并且被定义为布尔测试。如果断言失败,那就应该采取明确的恢复行动,例如,通过返回错误条件到执行失败断言的函数的调用者。对于任何断言,静态检查工具可以证明,它永远不会失败或从未违背此条规则(即,不可能通过增加无益的“assert(true)”语句来满足此条规则)。参见:《Developing NASA’s mission software with Java》

· 数据对象必须在尽可能小的范围内声明。

· 非空函数的返回值必须由每个调用函数进行检查,参数的有效性必须在每个函数内部进行检查。

· 使用预处理器必须仅限于包含头文件和简单宏定义。标记粘贴,变量参数列表,以及递归宏调用是不允许的。所有宏必须扩展到完整的语法单位。条件编译指令的使用通常也是靠不住的,但无法始终避免。这意味着,我们不应该超出标准样板,即使在大型软件开发中,也不应该有超过一个或两个条件编译指令,并避免多次包含相同的头文件。每一次使用条件编译指令都应该有正当理由,并在代码中通过基于工具的检查器标记。

· 指针的使用应当受到限制。具体地讲,解引用不允许超过一个级别。指针解引用操作可能无法隐藏在宏定义或内部定义类型声明。函数指针是不允许的。

· 从开发的第一天开始,所有代码都必须进行编译,并且所有的编译器警告应该在编译器最严谨的设置下开启。所有代码都必须在这些设置没有任何警告下进行编译。所有代码每日至少必须经过一台静态源代码分析器检查,当然最好能够不止一台,并在零警告下通过分析。

最后,正如Holzmann解释的那样:

如果你觉得这些规则看上去过于苛刻,那么请不要忘记,这是在NASA,你的生命可能就取决于它的正确性:代码要用来控制你飞的飞机,核能量与你住的地方可能只有几英里,或携带宇航员送入轨道的航天器。

这些规则正是这一行业所需的数字安全带——毕竟,生命之重重于泰山,否则将会带来一场浩劫……

欢迎发表你的看法。

英文原文:NASA’s ten coding commandments 翻译:codeceo

Link: http://www.asm32.net/article_details.aspx?id=6936