施雯 洪小駿 胡浩 陸靈君 鄭璧青

摘要：針對(duì)MCS-51單片機(jī)軟件中使用匯編語言存在單元測(cè)試難度大的問題，采用了TBrun for ASM測(cè)試工具和腳本指令解釋器進(jìn)行解決。以某嵌入式軟件的單元測(cè)試為例給出具體應(yīng)用，結(jié)果表明，TBrun for ASM測(cè)試工具既滿足軟件匯編語言的覆蓋率測(cè)試要求，又保證了軟件測(cè)試的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：匯編語言；MCS-51單片機(jī)；單元測(cè)試；TBrun for ASM測(cè)試工具

引言

匯編語言具有非結(jié)構(gòu)化、非標(biāo)準(zhǔn)化、硬件相關(guān)性高、靈活性極大的特性[1]，所以在的嵌入式實(shí)時(shí)軟件和操作系統(tǒng)等對(duì)時(shí)間、空間要求較高的軟件系統(tǒng)中仍經(jīng)常使用匯編語言。但是，由于匯編語言結(jié)構(gòu)化程序低、程序不易理解，與硬件關(guān)系緊密（使用絕對(duì)地址或固定相對(duì)位移地址）目前市面上大多是針對(duì)高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言的測(cè)試工具，針對(duì)匯編語言的單元測(cè)試工具卻很少，增加了匯編語言測(cè)試難度。本文介紹了TBrun for ASM測(cè)試工具，解決了匯編語言單元測(cè)試難度大的問題，針對(duì)該工具的測(cè)試用例設(shè)計(jì)，不僅方便了匯編語言的測(cè)試，還提高匯編語言軟件的測(cè)試的覆蓋率。

1 單元測(cè)試基本方法

單元測(cè)試是發(fā)現(xiàn)軟件缺陷的重要測(cè)試手段，是對(duì)軟件單元進(jìn)行正確性檢查，它所包含的測(cè)試項(xiàng)目有功能測(cè)試、結(jié)構(gòu)覆蓋率測(cè)試以及性能測(cè)試[2]。驅(qū)動(dòng)模塊：是調(diào)用被測(cè)單元的模塊，被測(cè)模塊的主程序；樁模塊（Stub）：是被測(cè)單元調(diào)用的其他模塊。軟件單元測(cè)試通過構(gòu)造隔離的測(cè)試環(huán)境來實(shí)現(xiàn)測(cè)試，即構(gòu)造一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序代替該單元的驅(qū)動(dòng)模塊，以傳送測(cè)試數(shù)據(jù)給被測(cè)單元，同時(shí)為被測(cè)單元調(diào)用的接口（即樁模塊）打樁，以返回一定的測(cè)試結(jié)果給被測(cè)單元，并實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)單元不同邏輯分支的覆蓋控制[3]。

2 匯編語言測(cè)試的難點(diǎn)

2.1 語言特點(diǎn)

匯編是一種低級(jí)語言，面向機(jī)器，非結(jié)構(gòu)化、非標(biāo)準(zhǔn)化且程序不易理解，與硬件關(guān)系緊密。軟件在進(jìn)行單元測(cè)試時(shí)，匯編語言使用絕對(duì)地址或固定相對(duì)位移地址，一旦進(jìn)行插裝，將會(huì)改變地址的特性，使地址原功能特性改變，增加測(cè)試用例設(shè)計(jì)的難度。

2.2 測(cè)試腳本

匯編語言不能自動(dòng)識(shí)別出全局變量、形參等，需要測(cè)試人員在測(cè)試腳本中自己手動(dòng)添加寄存器變量、地址和賦值，然后再對(duì)地址進(jìn)行賦值。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)覆蓋率測(cè)試時(shí)，測(cè)試人員需在代碼審查的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)流和控制流分析，增加測(cè)試難度。

2.3 測(cè)試界面

匯編語言運(yùn)行測(cè)試用例無法運(yùn)行于后臺(tái)，測(cè)試界面一旦顯示語法錯(cuò)誤和警告信息，則需要測(cè)試人員手動(dòng)設(shè)置斷點(diǎn)、以查看內(nèi)部寄存器變量調(diào)試測(cè)試腳本。相比高級(jí)語言，測(cè)試結(jié)果輸出顯示困難。

3 匯編語言單元測(cè)試方法

3.1匯編語言測(cè)試工具——TBrun for ASM

TBrun for ASM測(cè)試工具是一個(gè)使用腳本語言來構(gòu)建測(cè)試用例，通過對(duì)指令的解釋執(zhí)行來進(jìn)行測(cè)試的匯編語言單元測(cè)試工具，使用簡(jiǎn)捷的腳方便的進(jìn)行測(cè)試用例的構(gòu)建，具有精確的指令解釋執(zhí)行、簡(jiǎn)捷的腳言、靈活的函數(shù)打樁、全面的功能驗(yàn)證、詳細(xì)的覆蓋率分析、方便靈活的用例管理和可定制的中文測(cè)試報(bào)告等功能，使匯編語言的單元測(cè)試更加可靠、高效和易于管理。

3.2測(cè)試用例設(shè)計(jì)

在進(jìn)行用例設(shè)計(jì)前，首先需要確認(rèn)函數(shù)的結(jié)束標(biāo)識(shí)和調(diào)用語句：RET（匯編語言的子程序返回語句）或RETI（匯編語言的中斷程序返回語句）、CALL和LCALL（匯編語言的函數(shù)調(diào)用和長調(diào)用語句）。TBrun for ASM具有高可靠性的指令解釋器，來實(shí)現(xiàn)匯編語言的指令解釋執(zhí)行。

3.3 TBrun for ASM在匯編軟件中的應(yīng)用

以某嵌入式軟件為例，該嵌入式系統(tǒng)采用Intel8031微處理器，軟件采用MCS 51匯編語言編制，軟件主要通過1553B總線完成數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)管總線。測(cè)試人員通過TBrun for ASM工具來實(shí)現(xiàn)匯編指令模擬、CPU環(huán)境模擬以及外部事件模擬等手段來構(gòu)建匯編應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境，在該環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了匯編語言程序模擬運(yùn)行、代碼調(diào)試、代碼分析（包括代碼規(guī)則檢查）、代碼測(cè)試、外部事件仿真及測(cè)試報(bào)告生成。

bit_sys對(duì)應(yīng)的地址是0x01，而它是內(nèi)部存儲(chǔ)器，則使用“%%INPUT.IDATA.{BIT∣BYTE∣WORD∣DWORD} ADDRESS={address} VALUE={value}”命令集，JNB bit_sys，NEXT1，要使程序跳轉(zhuǎn)至NEXT分支，bit_sys變量為0，因此測(cè)試腳本為：%%INPUT.IDATA.BIT ADDRESS=0x01 VALUE=0

從以上測(cè)試用例得出TBrun for ASM不需要對(duì)被測(cè)軟件手工編寫測(cè)試驅(qū)動(dòng)。用工具自帶的指令集來模擬匯編語言，從而使得被測(cè)匯編程序在TBrun for ASM模擬運(yùn)行環(huán)境下。這種自編程模擬功能很好地解決匯編語言難測(cè)試的問題。執(zhí)行動(dòng)態(tài)測(cè)試后，還能查看已完成的測(cè)試語句覆蓋率和分支覆蓋率，并生成測(cè)試報(bào)告，能夠滿足嵌入式匯編語言編程的軟件單元測(cè)試的要求。

4 結(jié)論

本文結(jié)合實(shí)踐，針對(duì)嵌入式匯編語言的軟件的單元測(cè)試難點(diǎn)展開討論，通過TBrun for ASM測(cè)試工具解決了匯編語言單元測(cè)試難度大的問題，并應(yīng)用在某嵌入式軟件的單元測(cè)試，滿足了的測(cè)試覆蓋率要求，取得了較好的測(cè)試效果，為后續(xù)軟件測(cè)試工作提供了重要保障。

參考文獻(xiàn)

[1]劉利權(quán) 基于51系列的嵌入式軟件測(cè)試系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J]，電子科技大學(xué)，2005.

[2]蔡建平 嵌入式軟件測(cè)試[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[3]張巍，尹海波，孫立財(cái).軟件的單元測(cè)試方法[J].光電技術(shù)應(yīng)用，2006，21（2）：36-38.

作者簡(jiǎn)介：施雯（1984.1---）女，漢族，浙江諸暨人，華東師范大學(xué)本科，上海航天電子技術(shù)研究所，工程師，研究方向：軟件設(shè)計(jì)與測(cè)試技術(shù)。

（作者單位：上海航天電子技術(shù)研究所）