静的解析

目的

エージェントに対して、C/C++ 用の静的解析ツール（clang-tidy、cppcheck、scan-build）の選択、実行、トリアージを案内します。抑制戦略と CI 統合も含みます。

トリガー

• 「プロジェクトで clang-tidy を実行するにはどうすればよいですか?」
• 「有効にすべき clang-tidy チェックは何ですか?」
• 「cppcheck が誤検知を報告しています。どのように抑制すればよいですか?」
• 「scan-build でより深い解析を設定するにはどうすればよいですか?」
• 「静的解析の警告でビルドが騒々しいです」
• 「clang-tidy 用に compile_commands.json を生成するにはどうすればよいですか?」

ワークフロー

1. compile_commands.json を生成

clang-tidy はコンパイレーション・データベースが必要です:

# CMake (推奨)
cmake -S . -B build -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON
ln -s build/compile_commands.json .

# Bear (Make ベースのプロジェクト向け)
bear -- make

# compiledb (Make の代替手段)
pip install compiledb
compiledb make

2. clang-tidy を実行

# 単一ファイル
clang-tidy src/foo.c -- -std=c11 -I include/

# compile_commands.json 経由でプロジェクト全体
run-clang-tidy -p build/ -j$(nproc)

# 特定チェックを有効にして実行
clang-tidy -checks='bugprone-*,modernize-*,performance-*' src/foo.cpp

# 自動修正を適用
clang-tidy -checks='modernize-use-nullptr' -fix src/foo.cpp

3. チェックカテゴリの判定樹

目的?
├── 実際のバグを見つける          → bugprone-*, clang-analyzer-*
├── C++ コードを最新化する         → modernize-*
├── コアガイドラインに従う         → cppcoreguidelines-*
├── パフォーマンスの問題を捕捉する → performance-*
├── セキュリティをハードニング     → cert-*, hicpp-*
└── 可読性 / スタイル             → readability-*, llvm-*

カテゴリ	主要チェック	検出内容
bugprone-*	use-after-move, integer-division, suspicious-memset-usage	疑わしいバグ
modernize-*	use-nullptr, use-override, use-auto	C++11/14/17 のイディオム
cppcoreguidelines-*	avoid-goto, pro-bounds-*, no-malloc	C++ コアガイドライン
performance-*	unnecessary-copy-initialization, avoid-endl	パフォーマンス低下
clang-analyzer-*	core.*, unix.*, security.*	パス依存バグ
cert-*	err34-c, str51-cpp	CERT コーディング標準

4. .clang-tidy 設定ファイル

# .clang-tidy — プロジェクトルートに配置
Checks: >
  bugprone-*,
  modernize-*,
  performance-*,
  -modernize-use-trailing-return-type,
  -bugprone-easily-swappable-parameters
WarningsAsErrors: 'bugprone-*,clang-analyzer-*'
HeaderFilterRegex: '^(src|include)/.*'
CheckOptions:
  - key: modernize-loop-convert.MinConfidence
    value: reasonable
  - key: readability-identifier-naming.VariableCase
    value: camelCase

5. 誤検知を抑制

// 単一行を抑制
int result = riskyOp(); // NOLINT(bugprone-signed-char-misuse)

// ブロックを抑制
// NOLINTNEXTLINE(cppcoreguidelines-avoid-magic-numbers)
constexpr int BUFFER_SIZE = 4096;

// 関数全体を抑制
[[clang::suppress("bugprone-*")]]
void legacy_code() { /* ... */ }

または .clang-tidy で:

# サードパーティディレクトリを除外
HeaderFilterRegex: '^(src|include)/.*'
# 特定チェックを無効化
Checks: '-bugprone-easily-swappable-parameters'

6. cppcheck を実行

# 基本的な実行
cppcheck --enable=all --std=c11 src/

# compile_commands.json を使用
cppcheck --project=build/compile_commands.json

# 特定チェックを含めノイズを抑制
cppcheck --enable=warning,performance,portability \
         --suppress=missingIncludeSystem \
         --suppress=unmatchedSuppression \
         --error-exitcode=1 \
         src/

# CI 向けに XML レポートを生成
cppcheck --xml --xml-version=2 src/ 2> cppcheck-report.xml

--enable= の値	チェック内容
warning	未定義の動作、悪いプラクティス
performance	冗長な操作、非効率なパターン
portability	非ポータブルな構造
information	設定と使用に関する注記
all	上記すべて

7. scan-build でのパス依存解析

# Make ビルドをインターセプト
scan-build make

# CMake ビルドをインターセプト
scan-build cmake --build build/

# HTML レポートを表示
scan-view /tmp/scan-build-*/

# 特定のチェッカーを指定
scan-build -enable-checker security.insecureAPI.gets \
           -enable-checker alpha.unix.cstring.BufferOverlap \
           make

scan-build は clang-tidy よりも深いバグを見つけます: 関数間の use-after-free、ロジックエラーから生じたデッドストア、複雑なパス上の null 逆参照。

8. CI 統合

# GitHub Actions
- name: Static analysis
  run: |
    cmake -S . -B build -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON
    run-clang-tidy -p build -j$(nproc) -warnings-as-errors '*'

- name: cppcheck
  run: |
    cppcheck --enable=warning,performance \
             --suppress=missingIncludeSystem \
             --error-exitcode=1 \
             src/

clang-tidy チェックの詳細は references/clang-tidy-checks.md を参照してください。

関連スキル

• Clang ツールチェーンと診断フラグについては skills/compilers/clang を使用してください
• GCC の警告を補完解析として使用する場合は skills/compilers/gcc を使用してください
• 静的解析と並行してランタイムバグ検出を行う場合は skills/runtimes/sanitizers を使用してください
• CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS セットアップについては skills/build-systems/cmake を使用してください