[發(fā)明專利]一種針對多種處理器架構(gòu)的非侵入式覆蓋率統(tǒng)計方法

在審

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• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112395190A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈張濤;吳超;付修鋒;安恒;李雅斯;沈興龍;閆帥
• 申請（專利權(quán)）人: 北京計算機技術(shù)及應(yīng)用研究所
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團公司專利中心 11011
• 代理人: 張然

本發(fā)明涉及一種針對多種處理器架構(gòu)的非侵入式覆蓋率統(tǒng)計方法，包括：搭建嵌入式軟件仿真運行環(huán)境；解析多種架構(gòu)目標(biāo)文件及調(diào)試信息格式，獲取處理器對應(yīng)的調(diào)試信息格式，通過解析調(diào)試信息格式獲取嵌入式軟件源碼目標(biāo)碼對應(yīng)關(guān)系信息；解析源代碼獲取源代碼的分支信息；獲取覆蓋率信息，包括：仿真執(zhí)行開始后，判斷當(dāng)前指令是否是分支指令，若不是，繼續(xù)執(zhí)行指令；如果是，以當(dāng)前地址作為基本塊結(jié)束地址，并以基本塊開始地址和結(jié)束地址為索引，更新覆蓋率查詢表；將覆蓋率統(tǒng)計分析結(jié)果輸出。本發(fā)明的能夠彌補現(xiàn)有覆蓋率統(tǒng)計分析工具的不足，滿足多種場景下覆蓋率統(tǒng)計分析的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及嵌入式軟件的測試技術(shù)，特別涉及一種針對多種處理器架構(gòu)的非侵入式覆蓋率統(tǒng)計方法。

背景技術(shù)

隨著嵌入式軟件在不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，嵌入式軟件的開發(fā)技術(shù)越來越多樣化。嵌入式軟件的安全性和可靠性問題越來越引起用戶和開發(fā)人員的重視，特別是在可靠性和安全性要求很高的行業(yè)。嵌入式軟件在特定的硬件環(huán)境下才能運行，但是嵌入式軟件的測試環(huán)境與開發(fā)環(huán)境并不同于真實的運行環(huán)境，這將造成目標(biāo)機上再充分的測試也不能保證真實運行環(huán)境下嵌入式軟件的絕對安全。

為了對嵌入式軟件的測試提供有力的支撐，通常的虛擬化驗證平臺都是基于某一種方式的驗證手段，并不能滿足嵌入式軟件對虛擬化驗證的需求，缺乏有效的覆蓋率統(tǒng)計分析手段。

目前比較流行的測試工具提供的覆蓋率統(tǒng)計都是基于源碼的，基于目標(biāo)碼的覆蓋率信息統(tǒng)計工具很少。為了滿足不斷涌現(xiàn)的目標(biāo)碼驗證的需求,一些公司提出了一些相應(yīng)的產(chǎn)品，但都有些缺陷，對高安全性、高可靠性的嵌入式系統(tǒng)的目標(biāo)碼驗證技術(shù)的支持還不夠。基于源碼的覆蓋率統(tǒng)計分析工具大都基于插裝算法實現(xiàn)的，有兩種比較典型的覆蓋率分析方法，一種是依賴于某種特定編譯器的覆蓋率分析工具，另一種是功能單一的覆蓋率分析工具。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種針對多種處理器架構(gòu)的非侵入式覆蓋率統(tǒng)計方法，用于解決嵌入式軟件目標(biāo)碼測試過程中無法難以獲取覆蓋率信息的問題。

本發(fā)明一種針對多種處理器架構(gòu)的非侵入式覆蓋率統(tǒng)計方法，其中，包括：搭建嵌入式軟件仿真運行環(huán)境；解析多種架構(gòu)目標(biāo)文件及調(diào)試信息格式，獲取處理器對應(yīng)的調(diào)試信息格式，通過解析調(diào)試信息格式獲取嵌入式軟件源碼目標(biāo)碼對應(yīng)關(guān)系信息；解析源代碼獲取源代碼的分支信息；獲取覆蓋率信息，包括：仿真執(zhí)行開始后，判斷當(dāng)前指令是否是分支指令，若不是，繼續(xù)執(zhí)行指令；如果是，以當(dāng)前地址作為基本塊結(jié)束地址，并以基本塊開始地址和結(jié)束地址為索引，更新覆蓋率查詢表；將覆蓋率統(tǒng)計分析結(jié)果輸出。

根據(jù)本發(fā)明的針對多種處理器架構(gòu)的非侵入式覆蓋率統(tǒng)計方法的一實施例，其中，定義調(diào)試信息格式MidDebugInfo，并將多種調(diào)試信息解析后轉(zhuǎn)換為該調(diào)試信息格式MidDebugInfo，調(diào)試信息包含文件信息、函數(shù)信息以及源碼目標(biāo)碼對應(yīng)關(guān)系信息，其中文件信息包含文件名、文件路徑、文件對應(yīng)的目標(biāo)碼開始地址和目標(biāo)碼結(jié)束地址，函數(shù)信息包含函數(shù)名、函數(shù)開始地址及函數(shù)結(jié)束地址，源碼目標(biāo)碼對應(yīng)關(guān)系信息包含源碼行數(shù)、及該行源碼對應(yīng)的目標(biāo)碼開始地址和目標(biāo)結(jié)束地址。

根據(jù)本發(fā)明的針對多種處理器架構(gòu)的非侵入式覆蓋率統(tǒng)計方法的一實施例，其中，搭建嵌入式軟件仿真運行環(huán)境包括：目標(biāo)處理器內(nèi)核指令集仿真、嵌入式系統(tǒng)外設(shè)仿真以及仿真過程控制；目標(biāo)處理器內(nèi)核指令集仿真采用基于LLVM的動態(tài)二進(jìn)制編譯方法實現(xiàn)目標(biāo)指令在Windows/Intel宿主機架構(gòu)下的異構(gòu)執(zhí)行，實現(xiàn)目標(biāo)代碼脫離原始硬件執(zhí)行環(huán)境；嵌入式系統(tǒng)外設(shè)仿真用于實現(xiàn)目標(biāo)處理器外圍設(shè)備的仿真，包括RS-422、RS-485串口設(shè)備仿真、開關(guān)量設(shè)備仿真以及存儲系統(tǒng)仿真；仿真過程控制采用統(tǒng)一的時鐘調(diào)度算法實現(xiàn)虛擬環(huán)境各組成部分的執(zhí)行控制與協(xié)同運行。