[發明專利]一種基于邏輯執行塊的嵌入式軟件測試插樁方法

有效

• 申請號: 201110379877.2
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102521123A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王忠民;霍藝偉;梁琛;王文浪;范琳
• 申請（專利權）人: 西安郵電學院
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于嵌入式系統測試技術領域，具體涉及一種基于邏輯執行塊的嵌入式軟件測試插樁方法。該方法能夠完成嵌入式軟件的多種覆蓋測試，能夠準確快速的分析出語句的執行次數和覆蓋率，大大降低了程序插樁后的膨脹率，減小了海森堡效應對實時性測試的影響。

背景技術

軟件測試是指在軟件開發的整個生命周期中對軟件質量進行有效的控制，是軟件質量的重要保證。據統計，測試可以使軟件的缺陷數至少降低75％，從而減少軟件的投資風險，提高投資回報率。

代碼覆蓋測試是評價軟件測試的質量的一個重要指標，它通過收集覆蓋率數據，對測試結果的可信度進行評價。根據覆蓋內容的不同，覆蓋可以分為語句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、判定條件覆蓋、條件組合覆蓋、路徑覆蓋。其中常用的為前五種。

語句覆蓋指設計足夠多的測試用例，使每條語句至少執行一次。其覆蓋率計算公式為：

判定覆蓋指設計足夠多的測試用例，使每個判定的每個分支至少執行一次。其覆蓋率計算公式為：

條件覆蓋指設計足夠多的測試用例，使每個判定的每個條件取到各種可能的值，其覆蓋率計算公式為：

判定/條件覆蓋指設計足夠多的測試用例，使判定中每個條件取到各種可能的值，并使每個判定取到各種可能的結果，其覆蓋率計算公式為：

條件組合覆蓋指設計足夠多的測試用例，使每個判定中條件各種可能組合都至少出現一次。其覆蓋率計算公式為：

插樁是代碼覆蓋測試中收集數據的一個主要途徑，是軟件測試中的一個關鍵步驟。它指在被測程序的適當位置植入探針函數，以此采集被測程序的執行相關信息。當被測程序運行時，由探針函數記錄其運行時的特征信息，提供給后續的分析，確定語句執行次數和覆蓋率。而這些特征信息正是評價測試完全程度的重要因素，也是衡量測試質量的重要指標。由于向被測程序中植入了探針函數，插樁必然會帶來一定的代碼膨脹和額外開銷。所以設計一種高效的插樁方法來降低代碼膨脹，對嵌入式軟件測試有著重要的意義。

探針函數又稱為樁函數，用來記錄被測程序運行過程中測試關注的信息。設計合理高效的探針函數，對插樁的效果有很重要的影響。探針函數的插入必須不能影響被測程序的正確運行，而且其傳遞的被測程序的執行信息量也應適當。為了保證探針函數的獨立性和復用性，探針函數的函數體不應直接插入被測程序源文件，而應以庫函數的方式鏈接到源文件中，這樣使得插樁的過程更加靈活。

現有的插樁方法，主要是基于基本塊的插樁。基本塊指程序中一個順序執行的語句序列，它只有一個入口語句和一個出口語句，執行時只能從入口語句進入，從出口語句退出。基本塊中的所有語句的執行次數一定是相同的，一般由多個順序執行語句后跟一個跳轉語句組成。這類插樁方法將程序劃分為一系列順序的基本塊，在基本塊的入口語句和出口語句插樁。但這類方法打亂了程序的層級關系和嵌套關系，不利于程序結構的分析。

程序塊結構是將整個程序分成若干個信息塊或子程序塊。使用一對大括號“{”和“}”將程序中的若干連續的代碼行括起來，被括起的這些代碼行就被組織成為一個邏輯執行塊。邏輯執行塊以左大括號為入口，以右大括號為順序出口，以跳轉語句(包括continue、return、break等)為非順序出口。每個邏輯執行塊只有一個入口語句和一個順序出口語句，但可以有多個非順序出口語句。以邏輯執行塊為單位對程序進行插樁，在其入口和出口處植入探針函數，既保持了程序的層級關系、嵌套關系，也減小插樁引起的代碼膨脹。

發明內容

本發明的目的在于設計一種基于邏輯執行塊的嵌入式軟件測試插樁方法，解決現有插樁方法的不足，在理清程序層級關系、嵌套關系、語句類型的基礎上，準確快速的分析出語句的執行次數和覆蓋率，減小插樁后代碼的膨脹率。

本發明的解決方案：一種基于邏輯執行塊的嵌入式軟件測試插樁方法，其具體步驟如下：

(1)對程序進行預處理。在適當的位置補加成對的大括號(如分支的單條語句、循環體的單條語句)，使程序的邏輯執行結構易于分析處理。根據不同的覆蓋測試類型，處理程序中的分支語句和循環語句。將原分支體、循環體中的語句抽象為一個函數，便于在條件拆分后的各個分支中調用，以減少代碼量。預處理可能變動了程序語句所在的行號，所以將生成預處理前后程序的行號對應關系表。