匯編程序覆蓋測試中不可達指令檢測算法

1、引言

一般而言，匯編語言程序的執行表現為一系列邏輯路徑的動態組合，測試時盡量覆蓋所有可能的路徑是軟件測試的目標之一，有關的工作叫做覆蓋測試。目前大多數測試工具是針對C/C++等高級語言的，針對匯編語言的測試工具相當少見。由于匯編語言非結構化的特點，其實現程序往往采用很多條件和無條件跳轉指令，使得程序結構復雜化，按照匯編語言程序執行的一般方法，可以得到語句的執行序列。如果當一段程序中包含有一些無論在任何情況下都不需要執行或者根本執行不到的指令時，一般的測試方法就很難將這些指令甄別出來并給出適當的提示或進行必要的排除。這些指令稱為不可達指令。為此，在研究匯編程序軟件測試的過程中，本文提出了一種判定匯編源程序不可達指令的算法。

2、不可達指令的判定

2.1 算法提出的前提條件

程序塊

定義1 程序塊是指程序中一個含有少量的語句序列，其中只有一個入口語句和一個或多個出口語句，執行時只能從入口語句進入，從出口語句退出。對于一個給定的程序，可以把它劃分為一系列的程序塊。

定義2 入口語句是指：1) 程序的第一個語句；2) 或者能夠由條件轉移語句或無條件轉移語句轉移到的語句；3) 或者緊跟在條件轉移語句后面的語句。

定義3 出口語句是指：1) 下一條入口語句之前的那條語句；2) 或者程序的終止語句。

2.2 不可達指令的判定算法基本思想

1）首先將已經劃分好的某個源程序塊的所有語句序列號存入一個預先定義好的數組A中；

2）取程序段執行中可以認可的初始值的上限運行程序，將指令執行的語句序列進行記錄，并存入一個預先定義好的數組A1中；

3）取程序段執行中可以認可的初始值的下限運行程序，同樣將指令執行的語句序列進行記錄，并存入一個預先定義好的數組A2中；

4）取程序段執行中可以認可的初始值的中間值運行程序，同樣將指令執行的語句序列進行記錄，并存入一個預先定義好的數組A3中；

5）將A1,A2,A3三個數組分別與源程序段的語句序列數組A進行逐項比較，并分別把不同項列出并存入數組B1，B2，B3中；

6）最后將分別存有不同項的三個數組B1，B2，B3進行比較，找出其交集，其交集中的元素即為不可達指令語句號。

2.3 不可達指令的判定算法實現

算法實現如下：

Void pleonasm( )
{
Int A[n],A1[n],A2[n],A3[n],B1[n],B2[n],B3[n],B[n];
Int I,j,k=0,p=0;
For(i=0;in;i++)
For(j=0;jn;j++)
If(A[i]!=A1[j])
{ B1[k]=A1[j];
k++;}//找出執行上限值時沒有執行到的指令序列號
l=len(B1);
k=0;
For(i=0;in;i++)
For(j=0;jn;j++)
If(A[i]!=A2[j])
{ B2[k]=A2[j];
k++;}//找出執行下限值時沒有執行到的指令序列號
k=0;
m=len(B2);
For(i=0;in;i++)
For(j=0;jn;j++)
If(A[i]!=A3[j])
{ B3[k]=A3[j];
k++;}//找出執行中間值時沒有執行到的指令序列號
n=len(B3);
for(i=0;il;i++)
for(j=0;jm;j++)
for(k=0;kn;k++)
if(B1[i]==B2[j]B2[j]==B3[k])
{B[p]=B1[i];
P++;
Printf(“不可達指令語句號=%d,”,B[p]); }
Pringf(“n”);
}

3、算法驗證

下面以一個簡單的匯編源程序來驗證算法。

1）根據判定算法，首先把源程度塊的所有語句序列號存入數組A
A={1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12}

2）把X=12（大于0的數）時所執行的語句序列號存入數組A1
A1={1，2，3，4，5，6，7，10，11，12}

3）把X=-3（小于0的數）時所執行的語句序列號存入數組A2
A2={1，2，3，4，9，10，11，12}

4）把X=0（等于0的數）時所執行的語句序列號存入數組A3
A3={1，2，3，4，5，10，11，12}

5）分別求出A1、A2、A3的補集B1，B2，B3
B1= ={8，9}，
B2= ={5，6，7，8}，
B3= ={6，7，8，9}

6）求出B1，B2，B3的交集B
B=B1ΛB2ΛB3={8}

因此可以斷定語句8為不可達指令，從源程序塊中刪除后并不影響程序的正確性。

4、算法復雜度分析

此種算法源于程序塊內，程序結構全部為順序結構和簡單分支結構，因此遍歷過程算法復雜度均為O（n），判定交集算法復雜度為O（n2）。因為此算法只是進行兩種運算，因此算法綜合復雜度為O（n2）。

5、結論

本文討論了一種判定匯編語言程序不可達指令的算法，并通過一個示例程序說明了算法的實現并驗證了其正確性。本文的工作為覆蓋測試更全面、更有效的進行做了必要的補充，下一步需要做的是研究高效的覆蓋測試算法，以提高測試的覆蓋率。