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探究鸿蒙系统底座OpenHarmony在汽车软件领域的代码合规性

前言



提到鸿蒙操作系统(Harmony OS),想必大家并不陌生。其底座OpenHarmony是由华为捐出的鸿蒙开源系统,并且由开放原子开源基金会孵化及运营, 目标是面向全场景、全连接、全智能时代, 搭建一个智能终端设备操作系统的框架和平台, 促进万物互联产业的繁荣发展[ 出自《OpenHarmony - 应用开发入门指南》。]。数月前,华为再度突破新的领域——与国航签约,华为将助力国航在以OpenHarmony为底座的HarmonyOS框架上构建应用/服务。作为汽车行业的新势力,华为在汽车领域拥有卓越的表现,市面上很多汽车已将Harmony OS作为其车机系统。

然而,OpenHarmony并不是专为汽车行业而研发。由于汽车行业的特殊性,车载软件对代码安全性的要求非常严格,在之前的文章《测 测个鸿蒙》中,我们使用了汽车行业主流的静态测试工具QAC验证OpenHarmony的安全性,过了这么久,OpenHarmony代码对汽车行业编码规范的合规性是否有所提升呢?接下来本文将使用汽车行业的另一款权威静态测试工具Klocwork,基于汽车行业内的常用编码规范MISRA C 2012(符合汽车功能安全要求,了解更多请见《带你走近MISRA C 2012》)和CERT(符合网络信息安全要求),对鸿蒙代码的合规情况进行测试。

本文对OpenHarmony主干源码1348版本的wifiiot_hispark_pegasus工程进行静态测试。



编译OpenHarmony




当前阶段,大部分的开发板源码还不支持在Windows环境下进行编译,如Hi3861、Hi3516系列开发板,因此需使用Ubuntu的编译环境对源码进行编译。

而在虚拟机中搭建Hi3861开发板环境步骤极为复杂,所以本文选择在OpenHarmony为开发者提供的Docker环境下进行编译,该方案在很大程度上简化了编译前的环境配置。伴随着越来越多的开发者使用Docker作为其开发环境,Klocwork也提供了Docker环境下静态分析方案支持。


搭建Docker环境

在使用Docker环境前需要先完成以下操作:

1、安装Docker。

2、获取OpenHarmony源码。

具体操作请见官方文档


编译源码

完成Docker环境搭建并获取源码后,我们就可以对源码的wifiiot_hispark_pegasus工程进行编译了。具体步骤如下:

图片1.png




图片2.png


编译的成功证明环境搭建成功,进而可以顺利进行Klocwork静态分析。



Klocwork静态分析




Klocwork是一款针对开发人员生产力、SAST和DevOps/DevSecOps的最佳静态代码分析工具,支持C、C++、C#、Java、JavaScript、Python和Kotlin,可以与CI/CD工具、容器、云服务和机器配置集成,使自动化安全测试变得容易。


下面是Klocwork测试OpenHarmony代码的步骤。

kwadmin --url http://192.168.9.116:8089/ create-project openharmony_test

Klocwork Validate平台是一个集中存储分析数据、趋势、度量和整个组织代码库配置的平台,可通过web浏览器访问。我们来到web端Validate中就可以看到刚才所创建的工程openharmony_test。

图片3.png


kwinject hb build -f

执行分析前可在Validate中进行分析配置,勾选分析过程所需的规则。

图片4.png


配置完成后执行下面命令开始分析:

kwbuildproject --url http://192.168.9.116:8089/openharmony_test ./kwinject.out --tables-directory ./Openharmony/my_tables


显示下面结果表示分析成功。

图片5.png


kwadmin --url http://192.168.110.110:8089/ load openharmony_test my_tables/

下面结果表示上传成功:

图片6.png




分析结果




来到Validate查看Klocwork分析结果。

工程配置的详细信息如下:

图片7.png


wifiiot_hispark_pegasus工程工1652个文件,共分析了1557个.c文件、95个系统头文件,源码共180720行,注释共138844行。分析模块类别为:C和C++分析、CERT分析以及MISRA分析。


MISRA规则分析结果

Category Details列举了wifiiot_hispark_pegasus工程对MISRA规则违规情况的汇总:

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违反Mandatory Rules规则数量排名前十的文件汇总:

图片9.png


CERT规则分析结果

列举了wifiiot_hispark_pegasus工程对每条CERT规则违规情况的汇总:

图片10.png


违反每条CERT规则数量排名前十的文件汇总:

图片11.png


Validate合规报告

Validate可生成定制化合规报告。这里我选择生成pdf形式的Generic合规报告,列举出了违规情况详情、规则的分类与其对应的检查器、违反规则源码所在文件及行数。

图片12.png

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下面我们选出部分违反的MISRA C 2012 with Amendment 2 (C11) certified与CERT规则进行简单介绍:

MISRA C 2012规则分为三种不同类别:Mandatory(强制)、Required(要求)和Advisory(建议)。


Mandatory Rules:

1. FUNCRET.GEN: Non-void function does not return value.

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int32_t OH_HashMapCreate函数是非空函数,但返回空值,所以此处违规。


2.UNINIT.STACK.MUST: Uninitialized Variable.

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第28行的变量vargs未初始化,所以此处违规。


Required Rules:

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在162行中,将第118行的FOR_EACH_HC_VECTOR函数定义为一个for循环,而在表达式index < (vec).size(&(vec)) && \ (iter = (vec).getp(&(vec), index))中,&&操作符的右操作数中发生了赋值运算,导致该表达式具有副作用,所以此处违规。


Advisory Rules

MISRA.GOTO: Goto statement is used

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第669行使用了goto语句,所以此处违规。


CERT C Recommendations: CERT MSC13-C: Detect and remove unused values

VA_UNUSED.GEN: Value is Never Used after Assignment.

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第141行对变量sessionKey赋值,但后面未使用该变量,所以此处违规。


CERT C Recommendations: CERT EXP00-C: Use parentheses for precedence of operation

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第395行的表达式if (altGroup != NULL && AddStringToJson(reqParam, FIELD_ALTERNATIVE, altGroup) != HC_SUCCESS)优先级不明确,所以此处违规。



总结




本文使用Klocwork对OpenHarmony部分代码进行静态测试,我们了解了OpenHarmony对于汽车行业常用编码规范的合规情况,同时也对MISRA与CERT编码规范有了初步的认识。通过此次分析我们不难看出,与过去的版本相比,OpenHarmony的代码质量在不断提升。但对于想将OpenHarmony应用于汽车行业的开发者来说,还需要根据汽车行业的要求,对OpenHarmony代码进行调整,以符合汽车功能安全与信息安全编码规范。