嵌入式系统可信软件栈自动化测试研究
总第２８０期 ２０１３年第２期 计算机与数字工程 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．２ ３１５ 嵌入式系统可信软件栈自动化测试研究 姜忠龙 （９１４０４部队９２分队秦皇岛０６６００１） 摘要嵌入式系统可信软件栈是可信嵌入式系统的重要组成部分，对嵌入式系统可信软件栈的一致性测试是确保上层应用可靠、有 效运行的基础条件。论文讨论了对嵌入式系统可信软件栈的一致性测试框架和方法，实验结果表明现有的开源可信软件栈存在着不符合标 准规范的问题。 关键词嵌入式系统；可信软件栈；一致性测试 中图分类号ＴＰ３０９ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｔｒｕｓｔｅｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｓｔａｃｋ ｉｎ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ ＪＩＡＮＧ Ｚｈｏｎｇｌｏｎｇ （Ｕｎｉｔ ９２，Ｎｏ．９１４０４ Ｔｒｏｏｐｓ ｏｆ ＰＩ Ａ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６００１） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｔｒｕｓｔｅｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｓｔａｃｋ（ＴＳＳ）ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｒｕｓｔｅｄ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ．Ｈｏｗ ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ｏｆ ＴＳＳ ｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｓ ｔｈｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｕｎ ｓａｆｅｌｙ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｆｒａｍｅ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｏ ｔｅｓｔ ＴＳＳ ｉｎ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｅｎ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｔｒｕｓｔｅｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｓｔａｃｋ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ａｃｃｏｒｄ ｗｉｔｈ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｒｕｓｔｅｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｓｔａｃｋ，ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ｔｅｓｔｉｎｇ Ｃｌａｓｓ Ｎｕｍｂｅｒ ＴＰ３０９ ｌ 引言 可信软件栈ＴＳＳ（ＴＣＧ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｓｔａｃｋ）是可信计算平 台的重要组成部分，依托于可信计算平台的硬件资源及可 信平台模块ＴＰＭ（Ｔｒｕｓｔｅｄ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｍｏｄｕｌｅ），在软件系统 中提供支撑可信计算目标的可信服务，并保证系统软件与 环境的可信性ｌ１］。 嵌入式系统的ＴＳＳ是用户应用程序和ＴＰＭ之间的通 信中间件，嵌入式系统ＴＳＳ一方面实现对ＴＰＭ命令接口 的抽象与封装，另一方面是对用户用例（Ｕｓｅｒ Ｃａｓｅ）的基础 支撑。因此，嵌入式系统ＴＳＳ的功能实现是否完全，直接 影响着上层应用的正确性与可靠性。对嵌入式系统ＴＳＳ 的一致性测评是对其基本功能属性的综合评价，包括对其 提供的可信功能与服务进行的科学评价，如信息处理、传输 和存储的保密性、完整性和可用性。通过对以上评价结果 的综合处理，从而帮助用户确定嵌入式系统ＴＳＳ对其应用 而言是否足够完备。 ２嵌入式系统可信软件栈 嵌入式系统ＴＳＳ是一种为上层的可信计算应用提供 访问ＴＰＭ接口的软件系统，是可信嵌入式系统中必不可 少的组成部分［２］。在整个体系中，ＴＰＭ是整个平台的信任 根；信任链（Ｔｒｕｓｔｅｄ Ｃｈａｉｎ）将信任从信任根依次传递给Ｂ１一 ＯＳ、操作系统和可信计算应用环境；ＴＳＳ为应用程序访问 ＴＰＭ提供支持，并对ＴＰＭ进行管理。从软硬件协同的角 度考虑，具备了ＴＰＭ芯片设备以及装配了ＴＰＭ芯片的硬 件平台，就有相对应的软件，如设备驱动、设备功能接口等。 其次，由于ＴＰＭ芯片的计算能力和存储资源有限，ＴＰＭ芯 片不可能独立完成可信计算的所有功能，必须借助于软件 系统的参与。 国际可信计算组织ＴＣＧ（Ｔｒｕｓｔｅｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ） 为可信软件栈制定了一系列的技术规范，２００３年１Ｏ月推 出ＴＳＳ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖｅｒｓｉｏｎ １．１规范，２００７年４月在前一 规范基础上做了进一步修改，制定出ＴＳＳ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖｅｒｓｉｏｎ １．２规范。规范中指出：“ＴＳＳ的设计目标包括：为 应用程序调用ＴＰＭ安全保护功能提供人口点，提供对 ＴＰＭ的同步访问，向应用程序隐藏ＴＰＭ所建立的功能命 令以及管理ＴＰＭ资源”ｌ３］。 可信软件栈具有多层次的体系结构，如图１所示，分为 可信服务提供层ＴＳＰ（ＴＣＧ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）、可信核心服 务层ＴＣＳ（ＴＣＧ Ｃｏｒｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ）和可信设备驱动库ＴＤＤＬ （ＴＣＧ Ｄｅｖｉｃｅ Ｄｒｉｖｅｒ Ｌｉｂｒａｒｙ），各个层次都定义了规范化的 函数接口。ＴＳＰ主要作为本地和远程应用的可信代理， ＴＣＳ用于提供公共服务的集合，而ＴＤＤＬ负责与ＴＰＭ的 交互。 ＴＣＧ提出的ＴＳＳ体系结构有着相对应的软件工具，如 软件仿真器ＴＰＭ－Ｅｍｕｌａｔｏｒ。ＴＰＭ－Ｅｍｕｌａｔｏｒ最初是Ｌｉｎｕｘ 平台上的一个ＴＰＭ软件仿真器｜４］，目前其最新版本已经 可以在Ｌｉｎｕｘ、ＯｐｅｎＢＳＤ、Ｗｉｎｄｏｗｓ和Ｄａｒｗｉｎ（Ｍａｃ ＯＳ Ｘ） 多种平台上运行。ＴＰＭ－Ｅｍｕｌａｔｏｒ遵循ＴＰＭ １．２规范，同 ＊收稿日期：２０１２年８月７日，修回日期：２０１２年９月１３日 作者简介：姜忠龙，男，高级工程师，研究方向：电子装备测量与检验。
３１６ 姜忠龙：嵌入式系统可信软件栈自动化测试研究 第４１卷 时也提供了对移动可信平台模块ＭＴＭ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｒｕｓｔｅｄ Ｍｏｄｕｌｅ）的仿真。本文的测试对象就是包含了ＴＰＭ Ｅｍｕ— ｌａｔｏｒ的嵌入式系统平台。 Ｒｅｍｏｔｅ ＰｌａｔｆｏＦｉｎ 本地应用 远程应用 ＴＳＰ接『１ ｆ 可信服务提供层（ＩｓＰ） 可信服务提供层（ＩＳＰ） ｌ ＲＰＣ客户端 ｔ ● ＲＰＣ，ＩＮ．务器端 ＴＣＳ接ＬＪ ± 可信核心服务层（ＴＣＳ） ＴＤＤＬ接ｒ１ ｆ 可信没备驱动库（ＴＤＤＬ） 图１ Ｔ（：（ ＴＳＳ体系结构图 ＴＰＭ－Ｅｍｕｌａｔｏｒ的基本结构如图２所示。ＴＤＤＩ 是符 合ＴＳＳ规范的单线程接口模块，位于ＴＣＳ和ＴＰＭ底层驱 动之间，正常情况下应用程序发往ＴＰＭ的命令请求以 ＴＰＭ返回的应答信息都经南ＴＤＤＬ接收和转发。ＴＰＭＤ （ＴＰＭ Ｄａｅｍｏｎ）是以后台方式运行在用户空间的守护进 程，实现ＴＰＭ的各种功能模块。在嵌入式系统平台上， ＴＰＭＤ和ＴＤＤＬ之间采用Ｓｏｃｋｅｔ套接字实现双向通信。 图２ ＴＰＭ—Ｅｍｕｌａｔｏｒ系统框架 ３嵌入式系统可信软件栈测试过程 ３．１嵌入式系统可信软件栈测试模型 嵌入式系统ＴＳＳ的测试模型如图３所示。在嵌入式 系统ＴＳＳ的一致性测试中，采用系统随机测试的方法，易 于产生大量测试用例，以满足功能测试的需求；同时提供测 试用例的合法性与等价关系检查，可以裁剪冗余的测试用 例，并提高测试效率。 测 可信软件栈ＴＳＳ相关规范 测试用例的自动化生成 输入 自动化或半自动化测试执行仁＝二二 嵌入式系统平台ＴＳＳ 测试结果 输出 测试结果总结与评估 Ｉ— 评估方法库 测试报告 图３嵌入式系统可信软件栈自动化测试模型 自动生成测试用例的优点在于，在提高测试用例覆盖 率的同时，尽可能减少了人工筛选测试用例的工作量ｒ５ ｊ。 考虑到可信软件栈ＴＳＳ的功能繁多、互操作属性复杂的特 点，如果要实现所有属性测试的完全覆盖，单纯依靠人为分 析构造测试用例，工作量很大，难以在工程中具体实现。 ３．２嵌入式系统可信软件栈功能性测试模块 由于测试实验对象是依据ＴＣＧ规范实现，以下仅以 ＴＣＧ规范为例进行说明。根据对ＴＳＳ １．１规范和ＴＳＳ １．２ 规范的分析，标准符合性测试层次划分包括以下几部分内 容：ＴＳＰ层测试、ＴＣＳ层测试和ＴＤＤＩ 层测试。在ＴＳＳ各 层测试中，又可划分为多个功能测试模块，每个功能测试模 块包含一组相关联的ＡＰＩ函数。功能测试模块的划分依据 是由ＴＳＳ的内部机制所决定。 以ＴＳＰ层为例，根据规范定义，其内部包含七种结构 对象，分别为：ＴＰＭ对象、上下文对象、ＰＣＲ对象、策略对 象、密钥对象、加密数据对象和Ｈａｓｈ对象。各种对象分别 以链表的形式存储和管理；提供给用户的ＡＰＩ调用实质上 对应内部数据对象的各种操作。从对象的名称不难看出， 这些对象实质上都是安全功能中的相关要素。通过这种机 制，ＴＳＳ可以将各对象对应的状态和行为封装在一起，在数 据结构中存储对象的状态，并通过ＡＰＩ调用函数来提供对 象的行为，即安全功能的需求。ＴＳＳ的这种特征，也恰恰为 随机测试以及随机用例的系统生成提供了实现的基础。 根据对象划分模块的思想，ＴＳＳ各层次的功能测试模块划 分如图４所示。 ｒＳＰ层的测试模块包括：上下文管理测试、策 略管理测试、，ｒＰＭ管理测试、密钥管理测试、ｔＹＣＲ管理测试、数 据加解密管理测试和Ｈａｓｈ功能测试。ＴＣＳ层的测试模块包 括：上下文管理测试、密钥证书管理测试、事件管理测试和参数 块生成测试。ＴＤＤＩ 测试模块包括ＴＤＤＩ 接口测试。每一个 功能测试模块分别对应一个或多个ＡＰＩ操作函数，这一组ＡＰＩ 操作函数是通过相同的操作对象而关联在一起。 ＴＳ 功 能 测 试 模 块 ＴＳＰ功能测试 ＴＣＳ功能测试 上下文管理测试 ＴＤＤＬ功能测试ＨＴＤＤＬ接１ Ｊ测试 图 ｌ ＴＳＳ功能测试模块 由此可以得出结论，嵌入式系统ＴＳＳ通过ＡＰＩ函数接 口向用户提供各种功能，通过内部的对象来管理和处理相 应的ＡＰＩ函数；同时，对象之间的相互关联与交互，内在反 映为ＴＳＳ的安全策略，外在体现为ＴＳＳ提供的安全功能与 安全保障。这也进一步说明了，通过测试ＡＰＩ功能的标准 符合性，可以验证嵌入式系统ＴＳＳ的安全功能与保障能力 是否达到了规范的要求。 ４测试结果 目前可信软件ＴＳＳ的相关软件有Ｉｎｆｉｎｅｏｎ ＴＰＭ Ｐｒｏ— ｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｐａｃｋａｇｅ ３．０、ＩＢＭ ＴｒｏｕＳｅｒＳ、ＨＰ ＰｒｏｔｅｃｔＴｏｏｌｓ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｒ和ＮＴＲＵ ＣＴＳＳ等，这些软件 一一一一一一一一一一一一一
一２０１３年第２期 计算机与数字工程 ３１７ 都被广泛应用于各可信计算平台环境中。 图５ ＴｒｏｕＳｅｒＳ ０．３．７ 一致性性测试结果 结果显示，ＴＳＰ、ＴＣＳ和 ＴＤＤＬ三层的功能符合率 （符合规范函数个数／待测 函数总数）分别为８３．８ 、 ７６．７ 和４２．９ 。ＴｒｏｕＳｅｒＳ ０．３．７的整体功能符合为 ７８．６Ｙ００。测试结果表明ＴｒｏｕＳｅｒＳ ０．３．７产品并不完全符合 可信软件栈ＴＣＧ ＴＳＳ １．１规范的要求，其安全功能与安全 保障能力有待于进一步的改善和增强。 ５ 结语 本文阐述了嵌入式系统ＴＳＳ的一致性测试方法和主要 过程。采用了自动化的系统随机测试方法，有效地满足功能 测试覆盖准则的要求，并提高了测试用例的效率。对嵌人式 系统ＴＳＳ进行测试实验，给出用于安全｝生评估的量化测试结 果。欧洲的（）ｐｅｎＴＣ联盟项目支持开发的ＩＡＩＫ Ｊｔｓｓｌ】 软 件栈是在Ｊａｖａ平台下开发的ＴＳＳ产品，下一步工作将研究 嵌入式系统中Ｊａｖａ ＴＳＳ的标准接口和标准一致性符合问题。 参考文献 ［１］Ｔｒｕｓｔｅｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ．ＴＣＧ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏ— ｖｅｒｖｉｅｗ［ＥＢ／（）Ｌ］．ｈｔｔｐ：／／Ⅵ ．ｔｒｕｓｔｅｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇｇｒｏｕｐ．ｏｒｇ／ ｇｒｏｕｐｓ／ＴＣＧ １ ０ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＯｖｅｒｖｉｅｗ．ｐｄｆ，２００７． ［２］ｃ．ｘ．Ｓｈｅｎ。Ｈ．Ｇ．Ｚｈａｎｇ，Ｈ．Ｍ．Ｗａｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｒｕｓｔｅｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ［Ｊ］．ＳＣＩＥＮＣＥ ＣＨＩ— ＮＡ：Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１Ｏ，５３（３）：４０５—４３３． ［３］Ｈ．Ｇ．Ｚｈａｎｇ，Ｆ．Ｙａｎ，Ｊ．Ｍ．Ｆｕ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｒｕｓｔｅｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｔｅｓ— ｔｉｎｇ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＳＣＩＥＮＣＥ ＣＨＩＮＡ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉ— ｅｎｃｅｓ，２０ｌ０，５３（３）：４３４—４５３． ［４１ Ｓｏｈｗａｒｅ－ｂａｓｅｄ ＴＰＭ ｅｍｕｌａｔｏｒ［ＥＢ／ＯＩ ］．ｈｔｔｐ：／／ｔｐｍ－ｅｍｕｌａ— ｔｏｒ．ｂｅｒｌｉｏｓ．ｄｅ，２０１１． ［５］Ｄｕｒａｎ Ｊ，Ｎｔａｆｏｓ Ｓ．Ａｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｎｄｏｍ ｔｅｓｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｉｎ ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｌ９８４：４３８ ４４４． ［６１ Ｐａｔｒｉｅｅ Ｇｏｄｅｆｒｏｉｄ，Ｎｉｌｓ Ｋｌａｒｌｕｎｄ，Ｋｏｕｓｈｉｋ Ｓｅｎ ＤＡＲＴ：ｄｉｒｅｃｔｅｄ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｒａｎｄｏｍ ｔｅｓｔｉｎｇ［Ｃ］／ＰＬＤＩ’０５：Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２００５ ＡＣＭ ＳＩＧＨ ＡＮ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｌａｎｇｕａｇｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＮＹ，ＵＳＡ，２００５：２１３ ２２３． ［７］Ｃｈｅｎ Ｔ．Ｙ．，Ｈ．Ｌｅｕｎｇ，Ｍａｋ Ｉ．Ｋ．Ａｄａｐｔｉｖｅ ｒａｎｄｏｍ ｔｅｓｔｉｎｇ ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ——ＡＳＩＡＮ ２００４：Ｈｉｇｈｅｒ－Ｌｅｖｅｌ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｍａｋｉｎｇ．９ｔｈ Ａｓｉａｎ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ｓｐｒｉｎｇｅｒ－Ｖｅｒｌａｇ ＧｍｂＨ，２００４：７７—８９． ［８］庄克良，高云岭，纪向尚．嵌入式系统程序调用关系分析设计方 法＿Ｊ］．舰船电子工程，２０１０，３０（１０）． ＺＨＵＡＮＧ Ｋｅｌｉａｎｇ，ＧＡＯ Ｙｕｎｌｉｎｇ，Ｊｌ Ｘｉａｎｇｓｈａｎｇ．Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃａｌｌｉｎｇ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｓｈｉｐ Ｅ— ｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，３０（１０）． ［９］段哲．嵌入式系统通信机制的研究与应用口］．舰船电子工程， ２Ｏ１０，３０（７）． ＤＵＡＮ Ｚｈｅ．Ｓｔｕｄｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｃｈａ— ｎｉｓｍｓ ｉｎ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｓｈｉｐ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２Ｏ１Ｏ，３０（７）． ［１ｏ］ＴｒｏｕＳｅｒＳ．Ｔｈｅ Ｏｐｅｎ－Ｓｏｕｒｃｅ ＴＣＧ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ｓｔａｃｋ［ＥＢ／０Ｌ］． ｈｔｔｐ：／／ｔｒｏｕｓｅｒｓ．ｓｏｕｒｃｅｆｏｒｇｅ．ｎｅｔ／，２００８． ［１１］Ｔｒｕｓｔｅｄ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｆｏｒ Ｊａｖａ Ｐｌａｔｆｏｒｍ［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｔｒｕｓｔ— ｅｄｊａｖａ．ｓｏｕｒｃｅｆｏｒｇｅ．ｎｅｔ，２０１１． ［１２］Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ Ｓｔａｂｌｅ，Ａｎｏｏｓｈｅｈ Ｚａｅｒｉｎ．／￣ＴＳＳ—Ａ Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｔｒｕｓｔｅｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｓｔａｃｋ．Ｓｐｒ ｎｇｅｒ，Ｌｅｃｔｕｒｅ Ｎｏｔｅｓ ｉｎ Ｃｏｍｐｕｔ— ｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ．２０１０，Ｖｏｌｕｍｅ ６１０１／２０１０，ｌ２４ １４０． 不 乖 希 乖 希 希 乖 希 乖 舔 尔 乖 乖 绵 ！ （上接第２７０页） Ｃｒａｉｇ Ｌａｒｍａｎ．Ａｐｐｌｙｉｎｇ ＵＭＬ ａｎｄ Ｐａｔｔｅｒｎｓ［Ｍ］．ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉ— ｔｉｏｎ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｐｒｅｓｓ，２０１０． Ｅ３］耿祥义，张跃平．ＸＭＬ程序设计［ ］．北京：清华大学出版社，２００９． ＧＥＮＧ Ｘｉａｎｇｙｉ，ＺＨＡＮＧ Ｙｕｅｐｉｎｇ．ＸＭＬ ｐｒｏｇｒａｍｅ ｄｅｓｉｇｎ ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，２００９． ［４］王学斌．软件工程中基于模型驱动框架的模型转换技术研究 ［Ｄ］．国防科技大学，２００８． ＷＡＮＧ Ｘｕｅｂｉｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｍｏｄｅｌ Ｄｒｉｖｅｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｂａｓｅｄ Ｍｏｄｅｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ［Ｄ］．Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８． ［５］马坤．模型驱动框架下模型及模型转换方法关键问题研究［Ｄ］． 山东大学，２０１ｉ． ＭＡ Ｋｕｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｓｏｍｅ Ｋｅｙ Ｉｓｓｕｅｓ ｉｎ Ｍｏｄｅｌ ａｎｄ Ｍｏｄｅｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｉｎ ｍｏｄｅｌ—Ｄｒｉｖｅｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｌ Ｄ］． Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１１． ［６］王永涛，刘勇．基于ＭＤＡ的模型转换研究与应用＿Ｊ］．计算机工 程，２０１１，３７（１６）：８４—１０３． ＷＡＮＧ Ｙｏｎｇｔａｏ，ＬＩＵ Ｙｏｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｄｅｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＤＡ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，２０１１，３７（１６）：８４—１０３． ［７］李明树，杨秋松，翟健．软件过程建模方法研究［Ｊ］．软件学报， ２００９，２Ｏ（３）：５２４—５４５． 矫 ＬＩ Ｍｉｎｇｓｈｕ，ＹＡＮＧ Ｑｉｕｓｏｎｇ，ＺＨＡＩ Ｊｉａｎ．Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ，２００９，２０（３）：５２４—５４５． ［８］刘静，何积丰，缪淮扣．模型驱动架构中模型构造与集成策略 ＥＪ］．软件学报，２００６，１７（６）：１４１１—１４２２． ＬＩＵ Ｊｉｎｇ。ＨＥ Ｊｉｆｅｎｇ．ＭＩＡ０ Ｈｕａｉｋｏｕ．Ａ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ Ｍｏｄｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｉｎ ＭＤＡＥＪ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ， ２００６，１７（６）：１４１１－１４２２． ［９］王赞华，陈蔚薇．模型驱动开发方法的应用研究［Ｊ］．计算机工 程，２００６，３２（１３）：６３ ６５． ＷＡＮＧ Ｙｕｎｈｕａ．ＣＨＥＮ Ｗｅｉｗｅｉ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ａｄ— ｖａｎｃｅｄ Ｍｏｄｅｌ ｄｒｉｖｅｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉ ｎｅｅｒｉｎｇ，２００６，３２（１３）：６３ ６５． ［１ｏ］娄宇，王琼．基于ＸＭＬ的嵌入式图形界面自动生成技术［Ｊ］． 计算机应用，２００９，２９（２９）：２８５—２９５． 乙（）Ｕ Ｙｕ，ＷＡＮＧ Ｑｉｏｎｇ．ＸＭＬ－ｂａｓｅｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｇｒａｐｈｉｃ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｍ ｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２００９，２９（２９）：２８５—２９５． ［１１］刘然，陈英。赵小林．基于ＵＭＬ的ｃＡｓＥ平台的代码自动生 成＿Ｊ］．北京理工大学学报，２００２，２２（２）：１９６—２００． ＬＩＵ Ｒａｎ。ＣＨＥＮ Ｙｉｎｇ，ＺＨＡ０ Ｘｉａｏｌｉｎ．Ｃｏｄｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｖｉｓｕａｌ ＣＡＳＥ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＵＭＬ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００２，２２（２）：１９６—２００．
ECU-TEST
ECU-TEST
ECU-TEST是由位于德国德累斯顿的TraceTronic公司开发的⼀款⽤于嵌⼊式系统测试验证软件⼯具。⾃从2003年⾸次发布ECU-TEST，该软件成为了汽车ECU开发的标准⼯
具，同时也逐步成为了重型机械和⼯业⾃动化开发的标准⼯具 。该软件是起源⾃于⼀个控制单元的系统化测试的项⽬研究，从⽽为从德累斯顿⼯业⼤学脱离出来的TraceTronic
公司奠定了基础。ECU-TEST旨在完成测试案例的规范化、评估、求解和归档。得益于该软件包含⼤量的⾃动化测试⽅法使得测试案例的所有必要功能如创建、求解和评估功能
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合作性：⽀持SVN/GIT等版本管理⼯具，⽀持Jenkins CI⼯具。（Jenkins插件：)
ET的界⾯主要有⼏个部分组成：1. workspace，所有的⽂件都存放在这⾥；2. Jobs，集成了其他⼯具的接⼝；3. Configurations,TBC/TCF配置⽂件；4. Editor，可视化编程界⾯
ET⽀持很多软件和硬件⼯具。
面向国产嵌入式系统的代码覆盖率实时分析工具
Telecom Power Technology· ６２ ·Ｍａｒ． １０， ２０２３， Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．５ 2023年3月10日第40卷第5期设计应用技术ＤＯＩ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０２３．０５．０１９面向国产嵌入式系统的代码覆盖率实时分析工具张大方，王立杰（江苏自动化研究所，江苏 连云港 222000）摘要：传统的代码覆盖率分析方式存在操作烦琐、执行耗时、效率低下、可能改变程序执行逻辑等弊端。针对国产嵌入式操作系统，设计了一套代码覆盖率实时分析工具，通过在项目中的应用验证表明，该设计方案可以实时分析、图形化显示嵌入式软件的代码覆盖率，在实用性、易用性等方面较传统方式有很大提升。关键词：嵌入式；代码覆盖率；实时分析A Real-Time Code Coverage Analysis Tool for Domestic Embedded SystemsZHANG Dafang, WANG Lijie(Jiangsu Automation Research Institute, Lianyungang 222000, China)Abstract: The traditional code coverage analysis method has some drawbacks, such as cumbersome operation, time-consuming execution, low efficiency, possible change of program execution logic and so on. In order to resolve these problems, this paper designs a real-time code coverage analysis tools for domestic embedded operating system. The application in some projects shows that this can analyze and graphically display the code coverage of embedded software in real time. In practicability, usability and other aspects compared with the traditional way are improved greatly.Keywords: embedded; code coverage; real-time analysis0 引 言随着龙芯、飞腾等国产处理器在国防领域的推广应用，与之匹配的国产嵌入式操作系统，如JARI-Works、火龙等也取得了长足的发展。受限于嵌入式软件的开发模式，研发人员在分析代码覆盖率时往往会面临操作烦琐等问题，同时传统的代码覆盖率分析方式也存在执行耗时、效率低下、可能改变程序执行逻辑等弊端。本文针对国产嵌入式操作系统，设计了一套基于gcov的代码覆盖率分析工具，并基于Qt Creator开源框架构建了图形化插件。通过在项目中的应用验证表明，该设计方案可以在不干扰程序运行的前提下，实时分析、图形化显示嵌入式软件的代码覆盖率，在实用性、易用性等方面较传统方式有很大提升。1 覆盖率分析技术目前，主流的代码覆盖率分析技术途径基本可以分为静态和动态2种[1]。前者在不运行可执行程序的前提下分析源码的逻辑和结构，处理的数据量少，多采用形式化等理论基础。后者主要通过跟踪可执行程序在运行期间的状态、行为、数据等，可以直接获取期间的具体信息，处理的数据量一般较大[2]。交叉编译器提供了coverage编译选项，可实现对应用程序的代码进行覆盖率分析，主要步骤包括：（1）在使用交叉编译器进行应用程序编译时，加入--coverage选项；（2）交叉编译器对源代码进行词法分析、语法分析、语义分析，识别出源代码中的控制流与数据流，从而得到对应的执行分支以及相应的语句块[3]；（3）编译器对每行代码进行插桩，加入覆盖率分析代码，即在获取源代码控制流对应的语法树后为每个分支分配一个全局唯一的整型标识，同时为其分配一个整型计数器，从而可以构建一个与对应源码相关联的数组，以便进行双向推导，同时在生成的目标文件中增加一个新节段，或是在.init段中为该数组分配存储空间，并在每个分支的第一条语句处加入递增计数指令；（4）在应用程序执行阶段，插桩代码一并被执行，同时收集对应的执行信息；（5）在应用程序退出时，整合统计收集到的执行信息数据，生成对应的代码覆盖分析文件（后缀名一般为.gcda）；（6）使用gcov工具对代码覆盖分析数据进行解析，并展示相应的分析结果。以图1的源代码为例，交叉编译器会先构建一棵如图1所示的语法树，进而得知整个函数可被分为3大区块，且其中一个区块为全局共享，另2个区块收稿日期：2023-01-10基金项目：国防基础科研计划资助（JCKY2020206B068）。作者简介：张大方（1989—），男，江苏连云港人，硕士研究生，工程师，主要研究方向为嵌入式软件；王立杰（1987—），男，河北邢台人，硕士研究生，高级工程师，主要研究方向为嵌入式软件。 2023年3月10日第40卷第5期
API自动化测试加速开发和测试流程
API自动化测试加速开发和测试流程
在软件开发和测试过程中，API（Application Programming Interface）自动化测试是一个重要的环节。它能够有效提高开发效率、缩短测试周期、增强软件质量，对于现代软件开发来说具有非常重要的意义。本文将探讨API自动化测试的概念、优势以及加速开发和测试流程的方法。
一、API自动化测试概述
API自动化测试是指通过编写脚本、利用自动化工具来实现对API的功能和性能的自动化测试。它能够模拟真实用户的行为，对API进行全面的测试，包括输入验证、功能验证、性能验证等，从而确保API的稳定性和可靠性。
API自动化测试的主要步骤包括：测试环境准备、测试脚本编写、测试执行和结果分析。首先，需要准备好测试环境，包括配置开发和测试所需的硬件和软件。然后，根据测试需求编写测试脚本，测试脚本可以使用各种编程语言或者自动化测试工具来实现。接着，执行测试脚本并收集测试结果。最后，对测试结果进行分析和整理，发现问题并进行修复。
二、API自动化测试的优势
1. 提高效率：相比手动测试，API自动化测试能够自动执行测试用例，大幅提高测试效率。同时，自动化测试可以在短时间内执行大量的测试用例，提高测试覆盖率。 2. 缩短测试周期：自动化测试能够快速定位和发现错误，减少测试周期。通过自动化测试，可以及时发现和解决问题，提高软件的开发和交付效率。
3. 增强软件质量：自动化测试能够全面测试API的功能和性能，避免人为操作的误差。它能够快速准确地验证API的各种输入和输出，确保API的稳定性和可靠性。
4. 提供可持续集成：API自动化测试与持续集成相结合，能够实现开发和测试的无缝衔接。在每次代码提交或集成后，自动运行测试用例，及时发现问题，保证软件质量。
三、加速API开发和测试流程的方法
1. 选择合适的自动化测试工具：根据具体的需求和技术栈，选择适合的自动化测试工具。常见的API自动化测试工具包括Postman、SoapUI、JMeter等。这些工具可以帮助开发人员和测试人员轻松编写和执行测试脚本。
浅谈软件开发各阶段的自动化测试技术(51Testing投稿)
浅谈软件开发各阶段的自动化测试技术
作者：茹炳晟
摘 要：本文根据软件开发的生命周期，依次探讨了各个软件开发阶段的自动化测试技术以及各阶段典型的测试框架与工具。使读者对软件开发各个阶段的“自动化测试”建立起全局的概念，并了解各阶段的主流测试框架与工具。
关键字：自动化测试、测试框架、单元测试、集成测试、确认测试
软件测试领域很多人都在谈论软件自动化测试，视乎自动化测试在软件测试领域是一个很时髦的词。但是绝大部分人对于自动化测试的认识还只是停留在GUI功能测试自动化的层面。其实自动化测试本身可以根据软件生命周期的不同阶段而分为多个层面，在每个层面，“自动化”一词将具有完全不同的内涵，下面将依次根据软件开发生命周期的各个阶段，与大家分享一下各个层面的“自动化”测试的内涵以及在各层面常用的自动化测试技术与测试框架。（注：以下内容部分节选自本人作为51testing专家的答疑活动，可以参考/thread-313165-1-1.html）。
一．单元测试阶段的自动化测试技术
首先，在单元测试阶段，有所谓的单元测试自动化，可能很多人认为单元测试先天就是自动化的，因为单元测试会根据软件详细设计采用边界值等价类方法设计测试用例，然后以测试代码实现后再统一以自动化的方式执行。这个观点非常正确，但是这仅仅是一部分，并没有完整地描述单元测试阶段“自动化”的内涵。从比较广义的层面上讲，单元测试阶段的“自动化”内涵不是仅仅指测试用例执行的自动化，还应该包含以下五个方面的内容：
（1）单元测试用例框架代码生成的自动化。比如以下图片所示的部分框架代码就应该由工具自动生成，而不是由单元测试的开发者手工去写。单元测试开发者应该把更多的精力放在测试数据的选择与设计上，从而较大程度地提高单元测试用例的质量和用例的开发效率。
（2）部分测试数据的自动化生成。这个主要是指工具能够根据不同变量类型自动生成测试输入数据。这个很多人都比较难以理解，因为工具是不明白代码逻辑的，它如何根据不同变量类型来生成合适的测试输入数据，并且去判断预计的测试结果呢？其实，举个例子可能就很容易明白了。比如某个被测函数的原型是void fun（int* p, short b），那么测试数据自动生成技术就会为int *p自动生成空的和非空的两个指针p去分别执行函数void fun（int* p, short
嵌入式软件动态测试数据采集的研究
２０１０年８月 ２９卷第８ 绵阳师范学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉａｎｙａｎｇ Ｎｏｒｍａｌ ＵＩＩｉｖｅｒｓｉ Ａｕｇ．２０１０ Ｖ０１．２９ Ｎｏ．８
嵌入式软件动态测试数据采集的研究
施冬梅
（镇江市高等专科学校电子信息系，江苏镇江２１２００３）
摘要：随着嵌入式系统的复杂性不断提高，嵌入式软件测试变得越来越重要。针对嵌入式软件测试的特 点。通过模拟测试智能水量计量仪的软件系统，设计开发嵌入式软件动态测试数据采集原型系统（ＡＳＤＣＥＳＤＴ。Ａｎ． ｔｅｔｙｐｅ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｔｅｓｔｉｎｇ），为测试与维护工作提供底层数据支持。 关键词：嵌入式软件；动态测试；数据采集；路径覆盖 中图分类号：ＴＰ３１１．５６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－６１２ｘ（２０１０）０８－０１０２－０４
０ 引言
嵌人式系统软硬件紧密关联，测试技术复杂，甚至很难进行充分测试。嵌入式系统将微处理器嵌入到 特定的控制对象中，以操作电子元件执行相应的任务，具有实时性、内存不丰富、输入／输出通道少、开发工
具昂贵、与硬件紧密相关、ＣＰＵ种类繁多等特点，所以对其软件的测试比一般商用软件更为复杂，测试技术 要求更高…。由于国内外现有的测试工具采购及使用培训成本较高，中小高技术公司多数仅采用通用静
态测试方法或人工观察动态运行情况指导测试，欠缺自动化测试与维护理念及辅助工具，不利于公司的长 远发展 Ｊ。因此，急需研究嵌入式软件自动动态测试技术，提高中小公司嵌入式软件测试与维护平台的测
试自动化水平。测试工作首先需要着重解决测试数据自动生成的问题，对提高软件测试的自动化程度、提
高测试效率、降低测试成本，保证嵌入式软件的高质量、高可靠性非常重要。
Ｉ嵌入式软件动态测试数据采集机理
动态测试作为静态测试的有利补充，基本特征就是通过运行软件来检查其动态行为和运行结果的正 确性 Ｊ。ＡＳＤＣＥＳＤＴ首先着重考虑对被测程序静态分析所得的程序内部逻辑结构特性做一定程度的路径
嵌入式软件的质量管理
嵌入式软件的质量管理
嵌入式软件在现代社会中扮演着越来越重要的角色，如智能家居、车载系统、医疗设备、物联网等，都依赖于嵌入式软件的开发和运行。随着嵌入式软件的广泛应用，软件质量的要求也越来越高。因此，嵌入式软件的质量管理显得尤为重要。本文将介绍嵌入式软件的质量管理方法。
一、质量管理的概念
质量管理是指通过分析、规划、实施、监视和评估，使企业的产品或服务满足客户的需求和期望，并持续地改进和提高它们的过程和系统。质量管理旨在确保产品或服务符合客户要求并达到预期性能。
针对嵌入式软件的质量管理，需要考虑以下几个方面：
1. 嵌入式软件的功能需求和性能需求
软件的功能需求指软件系统应该具有的功能和特点，例如系统的输入输出格式、界面交互方式等。性能需求则是指软件系统应该提供的性能指标和要求，例如响应时间、运行速度、数据容量等。
2. 嵌入式软件的安全需求
由于嵌入式软件的应用范围广泛，往往会涉及到机密信息、个人隐私等敏感数据，因此嵌入式软件的安全需求十分关键。这包括软件的保密性、完整性、可用性等方面。
3. 嵌入式软件的可靠性和可维护性
嵌入式软件的可靠性是指软件系统能否在规定的条件下持续稳定地运行，不发生故障。而可维护性则是指软件系统能否容易地维护和修改。
二、嵌入式软件的质量管理流程
1. 需求分析
需求分析是进行软件开发前必须进行的一个重要步骤。开发团队需要对用户需求进行分析和归纳，明确产品功能需求、性能需求、安全需求和可靠性、可维护性等质量特性，确保正确理解并满足客户的需求。
2. 测试计划
测试计划是指测试团队根据需求分析确定测试的范围、目标、内容和进度等，明确测试的方法、工具和策略，以确保测试充分、全面、有效地进行，确保产品质量符合用户期望。
3. 测试设计
测试设计是指测试团队制定测试用例、测试方案、测试数据和测试环境，并根据需求规格和测试计划进行测试设计，以验证系统的功能、性能和可靠性等方面。
测试工程师的技术栈掌握最新的测试技术
测试工程师的技术栈掌握最新的测试技术
如今，软件测试行业蓬勃发展，测试工程师成为了各个IT企业中不可或缺的角色。而要成为一名优秀的测试工程师，除了扎实的基础知识外，掌握最新的测试技术也是至关重要的。本文将从技术栈的角度，探讨测试工程师应该掌握的最新测试技术。
一、自动化测试技术
随着软件开发的快节奏和软件规模的不断扩大，手动测试的效率已无法满足需求。自动化测试技术的出现，在一定程度上解决了这一问题。测试工程师需要掌握一些自动化测试框架，如Selenium、Appium等，以及相关的编程语言，如Python、Java等，实现用脚本自动化执行测试用例，提高测试效率。
二、性能测试技术
随着互联网的快速发展，软件的性能要求也越来越高。测试工程师需要掌握性能测试技术，通过压力测试、负载测试等手段评估系统的性能、稳定性和可靠性。工具方面，JMeter、LoadRunner等是比较常用的性能测试工具，测试工程师需要熟悉其使用方法和相关概念。
三、安全测试技术
在互联网时代，数据安全问题备受关注，安全测试已成为软件测试的一个重要领域。测试工程师需要了解一些常见的安全漏洞类型，并学会使用一些安全测试工具，如Burp Suite、Metasploit等，对软件进行安全风险评估，并提出相应的修复建议。 四、移动应用测试技术
移动应用已成为人们生活和工作的重要方式，而移动应用测试也成为了测试工程师必备的技能。测试工程师需要了解各个移动操作系统的特点和限制，掌握移动应用的测试方法和技巧。此外，了解一些常用的移动应用测试工具，如Robotium、Appium等，也是至关重要的。
五、云端测试技术
随着云计算的兴起，云端测试也成为了一个热门话题。测试工程师需要学会使用云端测试平台，如AWS Device Farm、Firebase Test Lab等，对移动应用或Web应用进行云端测试。云端测试可以极大地节省测试资源，提高测试的效率和覆盖率。
如何在嵌入式软件设计中发现堆栈溢出_郭烨,曹英存
洛阳师范学院学报２ＯＯ４年第５期
如何在嵌入式软件设计中发现堆栈溢出
郭烨，曹英存
（洛阳师范学院计算机科学系，河南洛阳４７１０２２）
摘要：大部分软件开发项目依靠结合代码检查、结构测试和功能测试来识别软件缺陷．尽
管这些传统技术非常重要，而且能发现大多数软件问题，但它们无法检查出＂－３今复杂系统中
的许多共性错误．本文讨论了如何发现和避免软件中一种隐蔽然而常见的错误：堆栈溢出．
关键词：软件设计；堆栈：堆栈溢出
中图分类号：ＴＰ３１６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—４９７０（２００４）０５—００６７—０２
１堆栈
处理器使用堆栈来存储临时变量、向被调函
数传递参数、保存线程“状态”，等．如果系统不
使用虚拟内存（换句话说，它不能将内存页面转
移到磁盘上以释放内存空间供其它用途），堆栈 将固定为产品出厂时的大小…．如果由于某种原
因堆栈越出了编程人员所分配的数量范围，程序
将变得不确定．这种不稳定可能导致系统发生严
重故障．因此，确保系统最坏情况下能分配足够
堆栈至关重要．
２堆栈溢出的避免
确保永不发生堆栈溢出的唯一途径就是分析
代码，确定程序在各种可能情况下的最大堆栈用
量，然后检查是否分配了足够的堆栈．
２．１堆栈深度分析
堆栈深度分析的概念比较简单：
１．为每个独立的线程建立一棵调用树．
２．确定调用树中每个函数的堆栈用量．
３．检查每棵调用树，确定从树根到外部“树
叶”的哪条调用路径需要使用的堆栈最多．
４．将每个独立线程调用树的最大堆栈用量
相加．
５．确定每个中断优先级内各中断服务程序
（ＩＳＲ）的最大堆栈用量并计算其总和．但是，如果
ＩＳＲ本身没有堆栈而使用被中断线程的堆栈，则
应将ＩＳＲ使用的最大堆栈数加到各线程堆栈之
匕．
收稿日期：２Ｏ０４—０５—１４ 作者简介：郭烨（１９７７一），女，河南洛阳人，讲师． ６．对于每个优先级，加上中断发生时用来保
存处理器状态的堆栈数．
自动化测试的关键指标与报告分析
自动化测试的关键指标与报告分析
自动化测试是现代软件开发中不可或缺的一环，它能够提高测试效率、减少人工错误、节省测试时间等诸多好处。然而，要确保自动化测试能够发挥其最大的价值，正确选择和分析关键指标是必不可少的。在本文中，将探讨一些关键指标，并介绍如何分析测试报告，以帮助您更好地评估测试质量和软件稳定性。
一、关键指标
1. 测试覆盖率
测试覆盖率是衡量自动化测试用例覆盖程度的指标，通常以百分比表示。较高的测试覆盖率意味着更全面的测试，有助于发现潜在的缺陷。常见的测试覆盖率指标包括语句覆盖率、分支覆盖率和路径覆盖率。
2. 自动化测试执行时间
自动化测试的执行时间影响了整个测试周期的效率。较短的执行时间可以提高团队的迭代速度，同时也减少了成本。建立合理的测试执行时间指标，并持续监测执行时间的变化，可以帮助发现执行效率存在的问题，并及时提出改进措施。
3. 自动化测试的稳定性
稳定性是衡量自动化测试的可靠性和可重复性的重要指标。例如，在多次运行测试用例时，如果得到一致的结果，则说明测试具有良好的稳定性。通过监测测试用例的稳定性指标，可以及早发现引发测试失败的问题，提高测试的可靠性。
4. 测试通过率
测试通过率是衡量自动化测试用例执行结果的一个指标。它表示在一定时间内通过自动化测试的测试用例数量与总测试用例数量之比。通过对测试通过率进行监控，可以及时了解测试执行的进度和质量，快速发现测试异常或缺陷。
二、报告分析
测试报告是自动化测试结果的可视化展示，它提供了测试指标和测试结果的详细信息。对测试报告进行准确的分析可以帮助我们做出更明智的决策，并改善测试效果。
1. 结果总结
在测试报告中，首先应该总结测试结果，包括通过的测试用例数、失败的测试用例数、测试覆盖率等关键指标的汇总。这个总结可以帮助大家快速了解测试的整体情况，并对测试的优劣做出初步评价。
2. 失败用例分析
对于测试失败的用例，需要仔细分析失败的原因。测试报告应提供详细的错误信息、堆栈信息等，以便开发人员能够快速定位和修复问题。同时，还可以利用失败的用例来发现系统的漏洞，确保问题得到及时解决。 3. 趋势分析
编写嵌入式开发的测试用例
编写嵌入式开发的测试用例
嵌入式开发的测试用例是确保嵌入式系统在设计和开发过程中功能正常、稳定运行的重要步骤。通过编写测试用例，可以对系统进行全面的自动化测试，减少人工测试的工作量，并提高软件质量和稳定性。本文将介绍如何编写嵌入式开发的测试用例，以及一些常用的测试用例类型。
一、测试用例的概念及编写规范
测试用例是一组测试步骤、输入和预期结果的集合，用于验证系统的正确性和可靠性。编写测试用例时，需要清楚地描述每个测试步骤的操作和预期结果，以便测试人员能够准确地执行并判断测试结果的正确性。
测试用例的编写规范如下：
1. 用例名称：用于描述测试场景或功能点的简要名称。
2. 前置条件：描述执行测试用例前的环境和条件，如是否需要连接硬件设备或特定的软件配置。
3. 测试步骤：按照逻辑顺序详细描述执行测试用例时需要进行的操作步骤，包括输入数据和操作流程。
4. 预期结果：描述测试执行后的期望结果或系统行为，以便与实际结果进行比较判断。 5. 测试结果：记录测试执行过程中的实际结果，测试人员在执行测试用例后填写。
二、常用的嵌入式开发测试用例类型
1. 单元测试用例：针对嵌入式系统中的各个模块或单元进行测试，验证每个单元的功能是否正确，常用的测试技术包括黑盒测试和白盒测试。
2. 集成测试用例：测试各个模块之间的接口和数据交互，验证模块之间是否能够正常协同工作。
3. 系统测试用例：对整个嵌入式系统进行测试和验证，包括功能测试、性能测试、可靠性测试等。
4. 回归测试用例：在对嵌入式系统进行修改或升级后，重新执行之前通过的测试用例，以确保修改或升级不会引入新的错误。
5. 压力测试用例：对嵌入式系统进行负载和压力测试，验证系统在高负载情况下的性能和稳定性。
6. 安全性测试用例：测试系统的安全性和防护能力，包括网络安全、数据安全等方面的测试。
三、编写示例
以下是一个模拟的测试用例示例，用于描述一个嵌入式系统中的某个功能点的测试：