匯編語言的單元測試研究與應用

施雯 洪小駿 胡浩 陸靈君 鄭璧青

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

關鍵詞：匯編語言；MCS-51單片機；單元測試；TBrun for ASM測試工具

引言

匯編語言具有非結構化、非標準化、硬件相關性高、靈活性極大的特性[1]，所以在的嵌入式實時軟件和操作系統(tǒng)等對時間、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，由于匯編語言結構化程序低、程序不易理解，與硬件關系緊密（使用絕對地址或固定相對位移地址）目前市面上大多是針對高級程序設計語言的測試工具，針對匯編語言的單元測試工具卻很少，增加了匯編語言測試難度。本文介紹了TBrun for ASM測試工具，解決了匯編語言單元測試難度大的問題，針對該工具的測試用例設計，不僅方便了匯編語言的測試，還提高匯編語言軟件的測試的覆蓋率。

1 單元測試基本方法

單元測試是發(fā)現(xiàn)軟件缺陷的重要測試手段，是對軟件單元進行正確性檢查，它所包含的測試項目有功能測試、結構覆蓋率測試以及性能測試[2]。驅動模塊：是調(diào)用被測單元的模塊，被測模塊的主程序；樁模塊（Stub）：是被測單元調(diào)用的其他模塊。軟件單元測試通過構造隔離的測試環(huán)境來實現(xiàn)測試，即構造一個驅動程序代替該單元的驅動模塊，以傳送測試數(shù)據(jù)給被測單元，同時為被測單元調(diào)用的接口（即樁模塊）打樁，以返回一定的測試結果給被測單元，并實現(xiàn)對被測單元不同邏輯分支的覆蓋控制[3]。

2 匯編語言測試的難點

2.1 語言特點

匯編是一種低級語言，面向機器，非結構化、非標準化且程序不易理解，與硬件關系緊密。軟件在進行單元測試時，匯編語言使用絕對地址或固定相對位移地址，一旦進行插裝，將會改變地址的特性，使地址原功能特性改變，增加測試用例設計的難度。

2.2 測試腳本

匯編語言不能自動識別出全局變量、形參等，需要測試人員在測試腳本中自己手動添加寄存器變量、地址和賦值，然后再對地址進行賦值。在進行結構覆蓋率測試時，測試人員需在代碼審查的基礎上進行數(shù)據(jù)流和控制流分析，增加測試難度。

2.3 測試界面

匯編語言運行測試用例無法運行于后臺，測試界面一旦顯示語法錯誤和警告信息，則需要測試人員手動設置斷點、以查看內(nèi)部寄存器變量調(diào)試測試腳本。相比高級語言，測試結果輸出顯示困難。

3 匯編語言單元測試方法

3.1匯編語言測試工具——TBrun for ASM

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

3.2測試用例設計

在進行用例設計前，首先需要確認函數(shù)的結束標識和調(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。測試人員通過TBrun for ASM工具來實現(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建匯編應用程序的運行環(huán)境，在該環(huán)境下實現(xiàn)了匯編語言程序模擬運行、代碼調(diào)試、代碼分析（包括代碼規(guī)則檢查）、代碼測試、外部事件仿真及測試報告生成。

bit_sys對應的地址是0x01，而它是內(nèi)部存儲器，則使用“%%INPUT.IDATA.{BIT∣BYTE∣WORD∣DWORD} ADDRESS={address} VALUE={value}”命令集，JNB bit_sys，NEXT1，要使程序跳轉至NEXT分支，bit_sys變量為0，因此測試腳本為：%%INPUT.IDATA.BIT ADDRESS=0x01 VALUE=0

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

4 結論

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

參考文獻

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

[2]蔡建平 嵌入式軟件測試[M].北京：清華大學出版社，2010.

[3]張巍，尹海波，孫立財.軟件的單元測試方法[J].光電技術應用，2006，21（2）：36-38.

作者簡介：施雯（1984.1---）女，漢族，浙江諸暨人，華東師范大學本科，上海航天電子技術研究所，工程師，研究方向：軟件設計與測試技術。

（作者單位：上海航天電子技術研究所）