[發明專利]一種全覆蓋的微處理器測試用例包自動生成方法

有效

• 申請號: 200910044525.4
• 申請日: 2009-10-13
• 公開（公告）號: CN101673236A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 王鋒;楊燦群;易會戰;陳娟;黃春;趙克佳;杜云飛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36;G06F11/26
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心
• 代理人: 郭 敏

1.一種全覆蓋的微處理器測試用例包自動生成方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步、構建初始化函數Init，Init是測試用例的一部分，負責對指令組合在測試過程中所涉及的測試用例計數器、內存、運算部件和各類寄存器進行初始化，且將Init組織為單獨的函數，在指令組合執行之前進行調用，Init的流程是：

1.1設置測試用例計數器，用于標識已運行過的測試用例和定位出錯的測試用例，在運行環境構建開始時將測試用例計數器初值設為零；

1.2分配數據內存，包括源操作數和目的操作數使用的內存，根據數據類型分配不同的內存大小，類型包括：單字定點、單字浮點、雙字定點和雙字浮點；

1.3對于運算部件，通過連續執行空轉指令NOP排空流水線；

1.4對于寄存器，依照狀態寄存器、源寄存器和目的寄存器分別進行處理：狀態寄存器是指表示系統運行狀態的寄存器；源寄存器是指在指令組合中用來裝載源操作數的寄存器；目的寄存器是指在指令組合中用來放置結果的寄存器，對以上三種寄存器的初始化過程如下：

1.4.1對狀態寄存器中會被指令執行影響到的位清零；

1.4.2對源寄存器賦初值，初值的選擇要使指令能正常執行；

1.4.3對目的寄存器清零；

第二步、構建狀態輸出函數Output，Output是測試用例的一部分，負責輸出每條指令組合執行時的狀態寄存器、目的寄存器和訪存指令涉及的內存值；且將Output組織為單獨的函數，在指令組合執行之后進行調用；

第三步、建立包含M條指令模板的指令模板庫，M是微處理器指令集中指令的條數，測試用例中的每條指令都源自于該指令模板庫；每條指令模板由指令ID、指令的匯編名稱、源操作數類型和目的操作數類型構成，指令ID為枚舉類型常量，指令的匯編名稱為字符串常量，對應指令的匯編語法，源操作數和目的操作數類型為常用數據結構；

第四步、根據指令模板庫構造大小為M^N的指令模板組合集合X，N為用戶需測試的指令數，構造方法是：從指令模板庫中任取N條指令模板構成一條指令模板組合，共形成M^N條指令模板組合，所有指令組合構成大小為M^N的指令模板組合集合X；

第五步、判斷集合X是否為空，若為空，執行第九步，若不為空，執行第六步；

第六步、從集合X中任選一個待實例化的指令模板組合x，X＝X-{x}；

第七步、順序對指令模板組合x中的每一條指令模板i進行實例化，方法是采用靜態寄存器映射的方式實現i的源操作數類型和目的操作數類型的實例化，得到實例化后的指令為i’，相應得到x實例化后的指令組合x’，具體過程是：?

7.1如果指令模板i為CALL指令，執行步驟7.6；如果指令模板i為跳轉指令，執行步驟7.7；否則，執行步驟7.2；

7.2根據源或目的操作數類型將所有寄存器劃分成若干子集；

7.3設指令模板i的目的操作數類型對應的寄存器子集為J，x’中位于i’之前的所有指令的目的操作數所分配的全部寄存器集合為L，J＝J-L；

7.4為指令模板i的每個源操作數根據其類型分配對應寄存器集合中的一個寄存器，為指令模板i的每個目的操作數根據其類型分配J集合中的一個寄存器；

7.5如果指令i’中i’的前一條指令之間存在依賴關系，則在它們之間插入空指令，轉第九步；

7.6對CALL指令進行實例化，方法是：

7.6.1創建葉子函數，葉子函數除空指令和返回語句外不包含任何其他指令，其地址作為CALL指令的操作數，并在葉子函數入口地址處設置標號_cvt_lp，使函數返回時可繼續執行CALL指令的下一條指令；

7.6.2將CALL指令模板中的源操作數實例化為空，目的操作數實例化為7.6.1中定義的標號_cvt_lp，生成帶目標地址_cvt_lp的調用函數指令，形式為“call_cvt_lp”；

7.6.3轉第八步；

7.7對跳轉指令進行實例化，方法是：

7.7.1如果跳轉指令為指令組合中的第一條跳轉指令，建立該指令組合的跳轉表，初始化跳轉表，建立第一條表項內容；如果不是第一條跳轉指令，則在跳轉表中增加一條表項內容；跳轉表是記錄指令組合中跳轉指令信息的表，每一項代表一條跳轉指令信息，包括標號、指令和目標地址，標號代表該表項的入口地址，為每條跳轉指令跳轉的目標地址；指令代表跳轉指令；目標地址代表跳轉指令結束跳轉時返回指令組合下一條指令的地址；填寫跳轉表表項內容的方法是：標號部分填寫表項的入口地址；指令部分填寫無條件跳轉指令；目標地址部分填寫指令組合中跳轉指令的下一條指令地址；

7.7.2實例化跳轉指令模板，跳轉指令模板的源操作數類型實例化為空，目的操作數類型實例化為跳轉表表項的標號；?

第八步、將第一步獲得的初始化函數Init、第七步獲得的指令組合以及第二步獲得的狀態輸出函數Output順序連接成一條測試用例，返回第五步；

第九步、將全部測試用例打包構成測試用例包，輸出該測試用例包。

2.如權利要求1所述的一種全覆蓋的微處理器測試用例包自動生成方法，其特征在于在指令個數過多，寄存器無法劃分成足夠的子集時，采用經典的寄存器分配算法為指令模板i的源操作數和目的操作數進行動態映射分配。?