[發(fā)明專利]一種應(yīng)用級(jí)物聯(lián)網(wǎng)固件仿真執(zhí)行方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211536467.9
• 申請(qǐng)日: 2022-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115934526A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉宇;龔偉煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙五戎科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F11/36
• 分類號(hào): G06F11/36
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用級(jí)物聯(lián)網(wǎng)固件仿真執(zhí)行方法及系統(tǒng)，本發(fā)明方法包括從目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)固件中提取根文件系統(tǒng)并制作成Docker鏡像；若宿主機(jī)和目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)固件體系結(jié)構(gòu)相同，則直接運(yùn)行Docker鏡像啟動(dòng)被測(cè)的應(yīng)用程序，否則在Docker鏡像中加入qemu仿真器；運(yùn)行Docker鏡像并使用qemu仿真器仿真運(yùn)行被測(cè)的應(yīng)用程序。本發(fā)明采用Docker容器技術(shù)創(chuàng)建與原始物聯(lián)網(wǎng)固件近似的操作系統(tǒng)環(huán)境，解決應(yīng)用級(jí)仿真所需的操作系統(tǒng)環(huán)境問(wèn)題；利用應(yīng)用級(jí)仿真技術(shù)在Docker容器中仿真運(yùn)行體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的二進(jìn)制應(yīng)用程序，解決了跨平臺(tái)仿真的問(wèn)題。相比于系統(tǒng)級(jí)仿真技術(shù)，該方法依賴操作系統(tǒng)環(huán)境的應(yīng)用程序的仿真執(zhí)行效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用級(jí)物聯(lián)網(wǎng)固件仿真執(zhí)行方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)固件是指物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上固化的軟件系統(tǒng)，包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，這些軟件系統(tǒng)一般隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備一起發(fā)布，可遠(yuǎn)程更新。大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，如家用路由器、攝像頭等，都采用類Linux的通用操作系統(tǒng)(如OpenWrt)以便快速實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)和部署。本文針對(duì)的是這類采用了類Linux操作系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)固件。仿真執(zhí)行是指利用仿真器(emulator，如qemu)通過(guò)動(dòng)態(tài)翻譯機(jī)制指令來(lái)運(yùn)行目標(biāo)二進(jìn)制程序的方法，仿真器會(huì)將目標(biāo)程序的機(jī)器碼動(dòng)態(tài)翻譯成宿主機(jī)的機(jī)器碼來(lái)執(zhí)行，目標(biāo)機(jī)器碼和宿主機(jī)器碼可以是不同的系統(tǒng)架構(gòu)(如x86、arm、mips等)。仿真可分為系統(tǒng)級(jí)仿真和應(yīng)用級(jí)仿真。系統(tǒng)級(jí)仿真是指仿真執(zhí)行整個(gè)操作系統(tǒng)，以及上層的應(yīng)用程序。應(yīng)用級(jí)仿真是指僅仿真執(zhí)行應(yīng)用程序。系統(tǒng)級(jí)仿真可以構(gòu)建整個(gè)操作系統(tǒng)環(huán)境，因此仿真逼真的高，但仿真效率低；應(yīng)用級(jí)仿真借用的是宿主機(jī)的操作系統(tǒng)環(huán)境，因此仿真逼真度低，但仿真效率高。對(duì)物聯(lián)網(wǎng)固件中特定應(yīng)用程序的仿真可以幫助我們對(duì)這些應(yīng)用程序進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，因此面向這種需求，如何實(shí)現(xiàn)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)固件中應(yīng)用程序的高效仿真，以成為一項(xiàng)亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)固件特定應(yīng)用程序的仿真需要解決兩個(gè)問(wèn)題：一是這種應(yīng)用程序運(yùn)行所需的操作系統(tǒng)環(huán)境，二是對(duì)不同架構(gòu)應(yīng)用程序的仿真執(zhí)行。全系統(tǒng)仿真可以解決上述兩個(gè)問(wèn)題，但是全系統(tǒng)仿真效率底下。應(yīng)用級(jí)仿真不能解決操作系統(tǒng)環(huán)境依賴的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提供一種應(yīng)用級(jí)物聯(lián)網(wǎng)固件仿真執(zhí)行方法及系統(tǒng)，本發(fā)明采用Docker容器技術(shù)創(chuàng)建與原始物聯(lián)網(wǎng)固件近似的操作系統(tǒng)環(huán)境，解決應(yīng)用級(jí)仿真所需的操作系統(tǒng)環(huán)境問(wèn)題；利用應(yīng)用級(jí)仿真技術(shù)在Docker容器中仿真運(yùn)行體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的二進(jìn)制應(yīng)用程序，解決了跨平臺(tái)仿真的問(wèn)題。相比于系統(tǒng)級(jí)仿真技術(shù)，該方法依賴操作系統(tǒng)環(huán)境的應(yīng)用程序的仿真執(zhí)行效率。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種應(yīng)用級(jí)物聯(lián)網(wǎng)固件仿真執(zhí)行方法，包括：

S101，從目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)固件中提取根文件系統(tǒng)；

S102，將根文件系統(tǒng)制作成Docker鏡像；

S103，判斷宿主機(jī)和目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)固件是否為相同體系結(jié)構(gòu)，若為相同體系結(jié)構(gòu)，則運(yùn)行Docker鏡像，啟動(dòng)被測(cè)的應(yīng)用程序，結(jié)束并退出；若不是相同體系結(jié)構(gòu)，則跳轉(zhuǎn)步驟S104；

S104，在Docker鏡像中加入qemu仿真器；

S105，運(yùn)行Docker鏡像，使用qemu仿真器仿真運(yùn)行被測(cè)的應(yīng)用程序，結(jié)束并退出。

可選地，步驟S101中提取根文件系統(tǒng)是指利用固件解析工具從目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)固件中提取根文件系統(tǒng)。

可選地，步驟S102中將根文件系統(tǒng)制作成Docker鏡像為利用Docker工具實(shí)現(xiàn)。

可選地，步驟S103中判斷宿主機(jī)和目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)固件是否為相同體系結(jié)構(gòu)包括：查看目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)固件中的二進(jìn)制程序以獲得目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)固件的體系結(jié)構(gòu)信息，提取宿主機(jī)的體系結(jié)構(gòu)信息，若兩種體系結(jié)構(gòu)信息相同，則判定宿主機(jī)和目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)固件為相同體系結(jié)構(gòu)，否則判定宿主機(jī)和目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)固件非相同體系結(jié)構(gòu)。