[發(fā)明專利]IMA應(yīng)用軟件故障注入方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611140194.0
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN108614764B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周敏剛;封演利;張蕾;秦浩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

一種IMA應(yīng)用軟件故障注入方法用于IMA構(gòu)架下機(jī)載嵌入式應(yīng)用軟件驗(yàn)證，可以解決IMA構(gòu)架下機(jī)載嵌入式應(yīng)用軟件測試過程中故障難以模擬的問題。本方法通過提供一組庫函數(shù)，可以讓IMA構(gòu)架機(jī)載嵌入式應(yīng)用軟件測試人員在測試過程中很容易注入故障，實(shí)現(xiàn)了軟件在正常運(yùn)行時對一些軟件防錯功能的測試，提高了軟件功能測試的動態(tài)執(zhí)行效率。本方法通過為測試人員提供安裝樁函數(shù)和卸載樁函數(shù)，不需要單步執(zhí)行，不影響軟件正常運(yùn)行，可以讓用戶方便地模擬硬件故障而不破壞軟件運(yùn)行現(xiàn)場，提高了軟件執(zhí)行效率，為IMA構(gòu)架軟件的故障注入提供了一種實(shí)用方法。

技術(shù)領(lǐng)域：

本方法屬于軟件故障注入方法，尤其是涉及IMA構(gòu)架機(jī)載嵌入式應(yīng)用軟件測試領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國機(jī)載航空電子系統(tǒng)的發(fā)展正處于由聯(lián)合式數(shù)字結(jié)構(gòu)向綜合模塊化航空電子(Integrated Modular Avionics，IMA)快速轉(zhuǎn)化過程中，機(jī)載軟件表現(xiàn)出多任務(wù)、綜合化、模塊化、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)、高度集成的特點(diǎn)，對機(jī)載嵌入式軟件開發(fā)、測試提出了新的要求。

在傳統(tǒng)軟件測試中，由軟件注入故障時，模擬硬件故障的方式一般是在單步調(diào)試工具配合下修改軟件中某個變量(數(shù)據(jù)段)的值；這時，軟件運(yùn)行是單步的，并且軟件故障狀態(tài)不可恢復(fù)，導(dǎo)致測試執(zhí)行效率非常低。

IMA構(gòu)架軟件為保證安全性，采取了分區(qū)之間相互隔離、及分區(qū)空間與核心空間相互隔離，分區(qū)間的運(yùn)行時間相互隔離、分區(qū)間的中斷資源、故障相互隔離、分區(qū)空間與核心空間的訪問相互隔離，這種隔離使得用戶可見的地址大多是虛擬地址，這導(dǎo)致修改軟件中某個變量(數(shù)據(jù)段)的值以注入故障的方法變得十分困難。所以原來傳統(tǒng)的軟件故障注入方法已經(jīng)不適應(yīng)IMA構(gòu)架軟件。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種IMA應(yīng)用軟件故障注入方法，解決傳統(tǒng)方法對IMA構(gòu)架機(jī)載嵌入式應(yīng)用軟件測試時進(jìn)行動態(tài)軟件故障注入十分困難的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種IMA應(yīng)用軟件故障注入方法，使用一組工具函數(shù)，在代碼段中對故障功能打樁的方式進(jìn)行故障注入，修改軟件故障函數(shù)的調(diào)用地址為故障樁地址，工具函數(shù)包括樁函數(shù)操作函數(shù)和地址操作函數(shù)，

樁函數(shù)操作函數(shù)包括樁安裝函數(shù)，用于將原調(diào)用函數(shù)替換成包括故障的樁函數(shù)，實(shí)現(xiàn)方法為：

(1)根據(jù)編譯生成的MAP文件，根據(jù)樁函數(shù)參數(shù)中被打樁函數(shù)或變量標(biāo)識查找相應(yīng)的地址和樁函數(shù)地址；

(2)找到被打樁函數(shù)和樁函數(shù)相應(yīng)的地址后，進(jìn)行虛擬地址到物理地址轉(zhuǎn)換，找到被打樁函數(shù)和樁函數(shù)的物理地址；

(3)將調(diào)用被打樁函數(shù)的物理地址空間修改為樁函數(shù)物理地址空間；

地址操作函數(shù)包括符號地址轉(zhuǎn)換函數(shù)和虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換函數(shù)，

符號地址轉(zhuǎn)換函數(shù)用于從函數(shù)標(biāo)識或變量名稱到虛擬地址的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)方法為：

(1)將MAP文件中的函數(shù)或變量標(biāo)識與其地址相對應(yīng)，產(chǎn)生一張列表，在產(chǎn)生列表過程中，可根據(jù)調(diào)用頻率進(jìn)行排序，隨程序一塊加載到目標(biāo)機(jī)的固定地址；

(2)在調(diào)用此函數(shù)時，將參數(shù)給定的標(biāo)識在列表中查找對應(yīng)的地址返回；

虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換函數(shù)用于虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)方法為：

(1)判斷給定地址是否為虛擬地址；如果為非虛擬地址，直接返回，否則進(jìn)行第(2)步；

(2)根據(jù)虛擬地址和物理地址對應(yīng)關(guān)系，使用段號、頁號進(jìn)行物理地址轉(zhuǎn)換；

(3)對轉(zhuǎn)換的地址合法性進(jìn)行判斷，如果合法則返回，否則報(bào)錯。

進(jìn)一步地，樁函數(shù)操作函數(shù)包括樁卸載函數(shù)，用于在故障注入測試結(jié)束后，將樁安裝函數(shù)修改的物理地址重新修改為被打樁函數(shù)地址，恢復(fù)程序?yàn)樵瓉淼哪印?/p>