最新版ESCRC++ Ver 0の紹介©2016IPA Software Reliability Enhancement Center 最新版ESCRC++ Ver.2.0の紹介独立行政法人情報処理推進機構（IPA）技術本部ソフトウェア高信頼化センター

Software Reliability Enhancement Center© ２０1６ IPA

最新版ＥＳＣＲＣ++Ｖｅｒ.２.０の紹介

独立行政法人情報処理推進機構（IＰＡ）技術本部ソフトウェア高信頼化センター（ＳＥＣ）

十山圭介

～組込みソフトウェア開発向けコーディング作法ガイドＥＳＣＲ［Ｃ++言語版］の改訂について～

ＥＴ/IoT２０1６ブースプレゼン

２０1６年11月1６, 1８日

１． IＰＡ/ＳＥＣとＥＳｘＲについて

２．ＥＳＣＲ

３．ＥＳＣＲＣ++の改訂Ｃ++の概要

改訂の内容

改訂項目の例

目次

1． IＰＡ/ＳＥＣとＥＳｘＲについて

3© ２０1６ IPA Software Reliability Enhancement Center

組込みシステム開発に向けたＳＥＣのアプローチ

組込みシステム開発における課題ＱＣＤ目標の達成が困難になってきている

組込みシステムの特性

物理現象、リアルタイム性、 …

急速な規模拡大

拠点分散、インタフェース増、コミニュケーション複雑化、 …

ＳＥＣのアプローチ先進企業でのベストプラクティスを体系的にまとめる

どのような作業をどのように進めるか

どんな手法をどのように利用するか

ESxR : Embedded System development exemplar Reference組込みシステム開発技術リファレンス


開発プロセスガイド：ＥＳＰＲ（Embedded System development Process Reference）

組込みシステム開発技術リファレンスＥＳｘＲシリーズ

プロジェクトマネジメントガイド：ＥＳＭＲ [計画書編] 、ＥＳＭＲ-２ [定量データ活用編]（Embedded System development Management Reference）

品質作り込みガイド：ＥＳＱＲ（Embedded System development Quality Reference）

コーディング作法ガイド：ＥＳＣＲ [Ｃ言語版]：ＥＳＣＲ [Ｃ++言語版]

（Embedded System development Coding Reference）

プロジェクト計画立案トレーニングガイド：ＥＳＭＧ（Embedded System development Management Training Guide）

設計ガイド：ＥＳＤＲ [事例編]（Embedded System development Design Reference）

品質向上の勧めバグ管理手法編：ＥＳＢＲ, テスト編：ＥＳＴＲ


ＥＳｘＲ各ガイドの位置づけ

要求定義

アーキテクチャ設計

ソフトウェア詳細設計

コーディング

単体テスト

結合・統合テスト

システムテスト

Ｈｏｗ

ＥＳＣＲ（コーディング作法ガイド）

【プロセス定義】【品質指標】

要求仕様書の評価指標

設計書の評価指標

システムの品質評価指標

テスト作業の評価指標

ソースコードの品質評価

経営者

開発担当

マネージャー

マネジメント指針

Ｗｈａｔ

ＥＳＤＲ

ＥＳＴＲ

ＥＳＢＲ

ＥＳＱＲ

ＥＳＰＲ

ＥＳＭＲ

２．ＥＳＣＲ


ＥＳＣＲとは

ソースコードの標準化や品質の均一化を進めることを目的とした、組込みソフトウェア向け※

の実用的なコーディング規約を策定するためのガイド

※）ビット並びの順番やメモリの境界といった組込み特有のポイントを考慮している

対象言語：Ｃ言語、Ｃ++言語

対象者：規約の作成者、プログラマー、レビューアー

ビット位置が意識されたデータに対してはビットフィールドを使用しない

（例）ハードウェアの違いによる影響を回避するルール

組織やプロジェクトごとのコーディング規約を決める際の参考としてご利用いただく

「組込みソフトウェア開発向けコーディング作法ガイド」


コーディング作法ガイド作成の背景

ソフトウェア開発における不具合の分布ソフトウェアの不具合の1/３はソフトウェア実装工程で作り込まれている

ソフトウェア不具合発生工程別件数比率と発見工程の内訳

発生工程

（２０11年度版組込みソフトウェア産業実態調査）

システム設計

ソフトウェア設計

ソフトウェア実装・デバッグ

ソフトウェアテスト


０％５％ 1０％ 1５％２０％２５％３０％３５％

企画・仕様

企画・仕様システム設計ソフトウェア設計ソフトウェア実装・デバッグソフトウェアテストシステムテスト

ソフトウェア実装・デバッグ

ソフトウェアテスト


発見工程の内訳


コーディングにおける問題点の例

プログラミング言語の基本的な使い方を理解しただけでは実際のソフトウェア開発

に対応しきれない

・Ｃ言語は記述の自由度が高く技術者の経験の差が出やすい言語のため、記述方法に

対する標準化が必要である

・新人研修などをとおして、コーディングの基本を徹底して学習することが必要

記述ミス例正しい記述

#define M_STOP 0x01

if （motorStatus & M_STOP != 0）｛motorStatus &= ~M_STOP;

・・・

#define M_STOP 0x01

if （（motorStatus & M_STOP） != 0）｛

motorStatus &= ~M_STOP;

・・・


問題点と解決策

コード品質の向上を阻害している要因コード品質を作り込む過程が効率よく機能していないことが考えられる

コーディングを個人の技量に任せている

第三者のコードレビューが充分に行われない

（形式的なところに集中しがち）

単体テスト工程での品質確保に頼っている

（テスト重視）

流用開発では流用箇所について、旧来のコード品質が引き継がれる

このような問題点をコーディングの段階で回避できるように、ルール（規約）を定める


コーディング規約を分かりやすくするために

ソフトウェアの品質特性をもとに、トップダウンに作法とルールを体系化する

作法：品質向上のために守るべき具体的な実装の考え方

ルール：言語依存性を考慮した具体的なコーディングの決め事

信頼性保守性移植性効率性

コーディング規約にかかわる品質特性

作法

ルール・・・

品質概念


コーディング規約の表現例

信頼性

R1.1 領域は、初期化してから使用する。

信頼性

R1領域は初期化し、大きさに気をつけて使用する。

R1.1.1自動変数は宣言時に初期化する。または値を使用する直前に初期値を代入する。

選択指針

規約化

●

void func() {int var1 = 0; //宣言時に初期化する。int i; //宣言時に初期化せず。…var1++;

//使用する直前に初期値を代入。for (i = 0; i < 10; i++) {…

}}

適合例

void func() {int var1;…var1++;…

}

不適合例

自動変数を初期化しないと、その値は不定となり、動作や環境によって演算結果が異なる現象

が発生する。初期化のタイミングは宣言時とする。または使用する直前に初期値を代入する。

コード例


コーディング規約作成の流れ

コーディング規約作成方針の決定

コーディングルールの選択

ルールのプロジェクト依存部分を定義

ルール適用除外の手順を決定

プログラム設計に入る前に、プロジェクト固有のコーディング規約を作成する

例えば、品質特性を考慮する

・フェールセーフを重視

・メンテナンス機能を考慮など

…

選択指針（マークなし/ ● / ○）を参考にルール

を選択する

規約化（選/規/文）に従ってルールを選択する

「規」、「文」のルールは詳細を確定する

ＥＳＣＲ


ＥＳＣＲ策定の沿革

年月内容

２００４年 1０月コーディング作法ＷＧ活動開始

２００５年６月Ｃ言語版（ＥＳＣＲＣ）Ｖｅｒ. 1.０作成開始

２００６年６月同出版

２００７年７月同Ｖｅｒ. 1.1 出版

多くのユーザに支持いただいている• 組込み系ユーザでは、４割が導入済みもしくは検討中• 品質と生産性の向上に有用との評価

• 書籍およびＰＤＦのダウンロード３万部以上

２００８年４月Ｃ++言語対応へ活動開始

２０1０年 11月Ｃ++言語版（ＥＳＣＲＣ++）Ｖｅｒ. 1.０出版

２０1３年５月Ｃ言語版Ｖｅｒ. ２.０作成開始

２０1４年３月同出版英語版ｐｄｆ７月公開

２０1４年６月ＥＳＣＲＣ++改訂活動開始

２０1５年４月Ｃ言語版Ｖｅｒ. ２.０ｐｄｆ、ＣＥＲＴＣ/ＣＷＥ対応表公開

２０1６年 1０月Ｃ++言語版Ｖｅｒ.２.０出版ｐｄｆ同時公開（英語版も）

２０11年４月

ＪIＳＸ０1８０「組込みソフトウェア向けコーディング規約の作成方法」として規定

２０1２年度「ソフトウェア産業の実態把握に関する調査」

３．ＥＳＣＲＣ++の改訂


ＥＳＣＲＣ++の改訂について

ＥＳＣＲＣ++改訂の背景

現行版の言語規格は２００３年版であり、新しい規格（Ｃ++11, Ｃ++1４）に準拠する

ＥＳＣＲＣ言語版を改訂したため、それとＣ++言語版とで整合をとる

セキュリティに関して対応する

ＭIＳＲＡＣ++ が改訂を計画しており、これと合わせたい

セキュリティへの対応

ＥＳＣＲＶｅｒ.２.０での対応

ＪIＳＸ０1２９の後継である２５０1０でセキュリティが特性に格上げされた

→ 説明を追加するが、セキュリティ特性は採用せず

（セキュリティは、基本的には設計段階の特性と考え、バッファオーバフローなどセキュリティに

影響するコーディングもあるとする）

脆弱性との対応付け、ＣＥＲＴＣコーディングスタンダードとの対応づけを明確化する

ＥＳＣＲＣ++の改訂でもこの方針を踏襲する


Ｃ++の概要

ＢjａｒｎｅＳｔｒｏｕｓｔｒｕｐがＡＴ＆ＴＢｅll Ｌａｂ. 時代に開発

ＳIＭＵＬＡの影響を受けたＣｗiｔｈＣlａｓｓｅｓから、Ｃ++へ発展

初期のクラスによる抽象化から、最近はテンプレートによる抽象化（生成的プログラ

ミング、テンプレートメタプログラミング、 …）による言語拡張に力を入れている


Ｃ++の歴史

’７０ ’８０ ’９０ ‘００ ’1０

Ｃ with Ｃlasses (’７９)

Ｂｏｏｓｔ (’９９～)

IＳＯＣ++1４ (’1４)IＳＯＣ++０３ (’０３)バグ修正版

メジャーバージョン

IＳＯＣ++11 (’11)IＳＯＣ++９８ (’９８)

「ＴhｅＣ++ ＰｒｏｇｒａｍｍiｎｇＬａｎｇｕａｇｅ, 1ｓｔｅｄ. 」 (’８５)

「ＴhｅＣ++ ＰｒｏｇｒａｍｍiｎｇＬａｎｇｕａｇｅ, ２ｎｄｅｄ. 」 (’９1)

「ＴhｅＣ++ ＰｒｏｇｒａｍｍiｎｇＬａｎｇｕａｇｅ, ３ｒｄｅｄ. 」 (’９８)

「ＴhｅＣ++ ＰｒｏｇｒａｍｍiｎｇＬａｎｇｕａｇｅ, ４ｔｈｅｄ. 」 (’1３)


最近のＣ++によるコード

constexpr auto size() -> int { return(3); }

template<typename T, int N>

auto map(std::array<T, N> v, std::function<void(int)> f) -> void {

for(auto x : v) { f(x); }

}

auto main() -> int {

const char *s = ", ";

std::array<int, size()> v {3, 2, 1};

map(v, [s](int x){ std::cout << x << s; });

std::cout << '¥n';

}

ｖの要素にｆを適用

「3, 2, 1, 」を出力


言語仕様の変更

Ｃ++11

統一的な初期化記法

型推論（ａｕｔｏ）

定数式（ｃｏｎｓｔｅｘｐｒ）

範囲ｆｏｒ文

ｎｕllｐｔｒ

ｅｎｕｍｃlａｓｓ

静的ａｓｓｅｒｔ

ユニコード, lｏｎｇ lｏｎｇ

ａliｇｎｏｆ, ａliｇｎａｓ

ｒａｗ文字列

関数返却値型の後置構文

右辺値参照、ムーブセマンティクス

ラムダ式

可変引数テンプレート

型の別名（ｕｓiｎｇ）

ｎｏｅｘｃｅｐｔ

属性構文（ｎｏｒｅｔｕｒｎ, 他）

委譲コンストラクタ

クラス内メンバ初期化

ｄｅｆａｕlｔ, ｄｅlｅｔｅ指定

明示的変換演算子

オーバーライドの制御（ｏｖｅｒｒiｄｅ, ｆiｎａl）

メモリモデル

スレッド局所ストレージ

Ｃ++1４

バイナリリテラル

数値セパレータ

関数返却値型推論

ポリモルフィックラムダ

変数テンプレート


ＥＳＣＲ改訂ＷＧの活動内容

期間

２０1４年６月～２０1６年６月

改訂の方針

関連文書（ＥＳＣＲＣ言語版Ｖｅｒ. ２.０, Ｃ++言語規格（Ｃ++11/Ｃ++1４）など）の改版に対応それ以外の大きな変更は実施しない

ルールの対象範囲などは第1版と同じとし、次の方針で作成する「設計」には踏み込まない（コード記述のレベルを基本とする）

ルールの対象範囲は次を除く

* ライブラリ関数 * メトリクス * コーディングミス

* テンプレートを作成するためのルール

ルールの説明について、詳細は参考文献へのポインタをつける

セキュアコーディングガイドラインとの協調を図る

パブリックコメント実施（２０1６年５月）

ご指導：筑波大学名誉教授中田育男先生


改訂箇所のまとめ

追加ルール

Ｃ++11仕様に対応したもの：５（作法詳細：４）

ＥＳＣＲＣ言語版と整合させたもの：２

その他（改善）： 1

修正ルール（軽微なものはカウントしない、重複あり）

Ｃ++11仕様に対応したもの：２４

ＥＳＣＲＣ言語版と整合させたもの：２５

監修、パブリックコメントなどによる改善（例の修正を含む）：９

削除ルール

不要または重複と判断したもの（ＥＳＣＲＣ言語版と整合）：２

作法・ルールＶｅｒ.２.０Ｖｅｒ. 1.０

信頼性

作法概要３ ←

作法詳細２３２1

ルール６５６０

保守性

作法概要５ ←

作法詳細３０２９

ルール８２８２

移植性

作法概要２ ←

作法詳細７６

ルール 1６ 1５

効率性

作法概要 1 ←

作法詳細 1 ←

ルール 1０ ←

ＥＳＣＲＣ++ のルール数


改訂項目の例（１）

ルールの修正

範囲ｆｏｒループ

… ある範囲内の全要素の処理を簡潔に書く新ループ形式

範囲ｆｏｒループの使用を推奨する

スコープｅｎｕｍ

… 要素名がスコープ外から見える、大きさを指定できない、など従来のｅｎｕｍの問題を解決

ｅｎｕｍ型 → スコープｅｎｕｍも含んだ列挙型とする

Ｒ1.２.２, Ｍ1.1０.1 なども

Ｒ３.1.２配列を順次にアクセスするループの継続条件には、配列の範囲内であるかどうかの判定を入れるただし、配列の先頭から順次にアクセスするループには範囲ｆｏｒループを用いる

int v[ ] = {1, 2, 3, 4, 5};

for (auto x : v) …

Ｍ２.２.４関連する定数を定義するときは、列挙型を使用する

enum class Color : char {RED, GREEN, BLUE

};

Color c = Color::RED;


改訂項目の例（２）

ルールの修正（つづき）

定数式（ｃｏｎｓｔｅｘｐｒ）

… 最終結果が定数になる計算に関して、コンパイル時に計算を行うことを指定

定数の定義について、スコープｅｎｕｍ

と合わせてｃｏｎｓｔｅｘｐｒの使用を推奨する

Ｍ1.1０.1 意味のある定数は、名前つきの定数として定義して使用する

constexpr int MAXCNT = 8;

if (cnt == MAXCNT) {…

constexpr int fac(int n) {if (n == 0) return 1;else return n*fac(n-1);

}

int a[fac(3)]; //定数なので宣言に使用可


改訂項目の例（３）

新ルールの追加

信頼性作法：動作が保証された書き方にする

スレッドへの対応作法詳細：スレッドもしくはシグナルを用いたプログラムでは、共有データのアクセス方法に

気をつける

ラムダ式… 無名関数（ラムダ式）を定義可能

作法詳細：（信頼性）ラムダ式の動作に気をつける

使用に対する注意を促す方向でルールを設定

Ｒ３.1０.1ラムダ式では、デフォルトのキャプチャーモードを利用せず、利用する局所名はすべて明示する

Ｒ３.11.1 並行処理ではvolatileではなく std::atomic を利用する

Ｒ３.1１.２同一領域に割り当てられる可能性のあるビットフィールドに対して複数スレッドによるアクセスは行わない。もしくは、適切な排他制御を行う

void foo() {auto c = 0;auto inc = [&c](int n) { c += n; };inc(10);

} ラムダキャプチャ（外側関数の変数を参照可能）


改訂項目の例（４）

用語の修正キーワードａｕｔｏ

変数や関数の型をコンパイラが自動補間する機能

以前のＣ++規格では auto は変数が自動変数であることを示すものであったが、ほとんど利用されていなかった

列挙型 …スコープｅｎｕｍへの対応

削除したルール

ＥＳＣＲＣＶｅｒ. ２.０での改訂と同じ

Ｒ３.1.３ｃｏｎｔiｎｕｅ文を使用してはならない

Ｍ４.７.４＃iｆでマクロ名が定義済みかを調べる場合は、ｄｅｆiｎｅｄ（マクロ名）により定義済み

かを調べる。＃iｆマクロ名という書き方をしない

ＥＳＣＲＣ改訂時、本ルールは不要と判断

同様の内容であるＭ４.７.３にマージした

auto x = 1; //1 は int型なので、

// x の型は int

auto y = f(); // y は f の返却値型

ＥＳＣＲＣ/Ｃ++をご活用ください

IＳＢＮ９７８-４-９０５３1８-２３-1

定価本体1,６1９円（税抜）

IＰＡ直販とＡｍａｚｏｎでご購入いただけます

２０1４年３月改訂

IＳＢＮ９７８-４-９０５３1８-４７-７

定価本体1,３８９円（税抜）

IＰＡ直販とＡｍａｚｏｎでご購入いただけます

２０1６年1０月改訂

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