專利名稱：基于執(zhí)行路徑全過程的系統(tǒng)窗口期滑動測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于執(zhí)行路徑全過程的系統(tǒng)窗口期滑動測試方法，屬于操作系統(tǒng)開發(fā)與測試方法領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對嵌入式實時操作系統(tǒng)(ERTOS)開發(fā)和測試技術(shù)的研究主要集中在實時性能參數(shù)的測試上，通常包括上下文切換時間(task switching time)、搶占時間(preemptiontime)、中斷延遲時間(interrupt latency time)等。對于系統(tǒng)設(shè)計正確性測試,實際測試時劃分為功能性測試，其測試用例設(shè)計通常是針對每一項測試要求設(shè)計單獨(dú)的測試用例?，F(xiàn)有技術(shù)存在的主要問題I.針對系統(tǒng)功能測試，其測試粒度過大，不能很好的測試系統(tǒng)的正確性，很多問題需要在實際使用過程中才能發(fā)現(xiàn)。2.逐項測試的方法不能驗證系統(tǒng)的整體工作情況。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種全新的嵌入式實時操作系統(tǒng)測試方法，它通過對硬件時鐘定時器的配置，在測試用例設(shè)計時利用設(shè)計的邏輯，來驗證操作系統(tǒng)在特定接口的任務(wù)切換、上下文保存等整個執(zhí)行路徑中，異步中斷在不同階段到來時并執(zhí)行相關(guān)耦合性的其他接口，以此來形成各種交錯路徑組合，測試和驗證操作系統(tǒng)能否正確執(zhí)行，根據(jù)不同的設(shè)置情況，相鄰兩次中斷到來的時間間隔可以精確到一個CPU周期。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種基于執(zhí)行路徑全過程的系統(tǒng)窗口期滑動測試方法，包括以下步驟I)設(shè)置時鐘相關(guān)寄存器預(yù)分頻計數(shù)器，預(yù)置數(shù)寄存器，計數(shù)器控制寄存器；2)注冊時鐘中斷服務(wù)程序，使能時鐘中斷；3)設(shè)置時鐘中斷發(fā)生的步進(jìn)值，初始值為I ;4)獲取時鐘計數(shù)器當(dāng)前計數(shù)值；5)若計數(shù)值大于步進(jìn)值，則轉(zhuǎn)到步驟4)，否則繼續(xù)以下步驟；6)獲取另一時鐘計數(shù)器的值，將其作為被測試接口的計時開始值；7)調(diào)用被測試接口；8)獲取步驟6)中的時鐘計數(shù)器值，將其作為被測試接口的計時結(jié)束值；9)計時結(jié)束值減去計時開始值,計算被測試接口的耗時；10)增加步進(jìn)值，若該步進(jìn)值小于時鐘計數(shù)器的初始設(shè)置值，則轉(zhuǎn)到步驟4)，否則終止。本發(fā)明的有益效果是在實際使用中，根據(jù)不同硬件平臺特性，包括晶振頻率、預(yù)分頻計數(shù)器、預(yù)置數(shù)寄存器、計數(shù)器控制寄存器的不同設(shè)置，可以控制相鄰兩次時鐘中斷產(chǎn)生的時間間隔，在最優(yōu)情況下可以保證兩次中斷的間隔為一個CPU周期。由于引入類似高度可控的中斷源，可以打破被測試接口的任意執(zhí)行路徑，所以只要將其有限的耦合性相關(guān)接口路徑引入到重入路徑中，就可以列舉出所有的執(zhí)行路徑組合，以此用形式化驗證的思想解決操作系統(tǒng)內(nèi)核多重入、多路徑的形式化驗證難題，可以有效提升操作系統(tǒng)內(nèi)核開發(fā)和測試的覆蓋性難題。


圖I為系統(tǒng)調(diào)用時段說明圖；圖2為測試用例工作流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種基于執(zhí)行路徑全過程的系統(tǒng)窗口期滑動測試方法。一種基于執(zhí)行路徑全過程的系統(tǒng)窗口期滑動測試方法，包括以下步驟 I)設(shè)置時鐘相關(guān)寄存器預(yù)分頻計數(shù)器，預(yù)置數(shù)寄存器，計數(shù)器控制寄存器；2)注冊時鐘中斷服務(wù)程序，使能時鐘中斷；3)設(shè)置時鐘中斷發(fā)生的步進(jìn)值，初始值為I ;4)獲取時鐘計數(shù)器當(dāng)前計數(shù)值；5)若計數(shù)值大于步進(jìn)值，則轉(zhuǎn)到步驟4)，否則繼續(xù)以下步驟；6)獲取另一時鐘計數(shù)器的值，將其作為被測試接口的計時開始值；7)調(diào)用被測試接口；8)獲取步驟6)中的時鐘計數(shù)器值，將其作為被測試接口的計時結(jié)束值；9)計時結(jié)束值減去計時開始值,計算被測試接口的耗時；10)增加步進(jìn)值，若該步進(jìn)值小于時鐘計數(shù)器的初始設(shè)置值，則轉(zhuǎn)到步驟4)，否則終止。系統(tǒng)調(diào)用過程與中斷對應(yīng)時間關(guān)系共分為兩種系統(tǒng)調(diào)用過程中不被時鐘中斷打斷；系統(tǒng)調(diào)用過程中被時鐘中斷打斷；在系統(tǒng)調(diào)用過程中執(zhí)行以下步驟I)記錄每次系統(tǒng)調(diào)用從開始到返回所花費(fèi)的時間；2)創(chuàng)建高優(yōu)先級任務(wù)Tl和低優(yōu)先級任務(wù)T2，Tl用來調(diào)用測試用例，T2負(fù)責(zé)設(shè)置全局標(biāo)志，可以被Tl用來判別切換是否成功；3)在Tl中調(diào)用測試用例，打印系統(tǒng)調(diào)用時間；4)重復(fù)步驟3)直到兩種系統(tǒng)調(diào)用過程與中斷對應(yīng)時間關(guān)系全部出現(xiàn)。本發(fā)明屬于操作系統(tǒng)功能和性能測試中采用的一種高精度測試方法，主要用于測試系統(tǒng)調(diào)用過程中，異步時鐘中斷到來時系統(tǒng)的響應(yīng)情況。其工作原理是通過配置計數(shù)器控制寄存器及相關(guān)寄存器，調(diào)整時鐘中斷發(fā)生的時機(jī)，使中斷連同其服務(wù)程序在被測接口整個執(zhí)行路徑中發(fā)生，從而觀察在不同時間點(diǎn)中斷發(fā)生時的各種路徑交錯組合是否能使操作系統(tǒng)正常工作及其各項性能指標(biāo)所產(chǎn)生的變化等。在實際使用中，根據(jù)不同硬件平臺特性，包括晶振頻率、預(yù)分頻計數(shù)器、預(yù)置數(shù)寄存器、計數(shù)器控制寄存器的不同設(shè)置，可以控制相鄰兩次時鐘中斷產(chǎn)生的時間間隔，在最優(yōu)情況下可以保證兩次中斷的間隔為一個CPU周期。由于引入類似高度可控的中斷源，可以任意打破被測試接口的任意執(zhí)行路徑，所以只要將其有限的耦合性相關(guān)接口路徑引入到重入路徑中，就可以列舉出所有的執(zhí)行路徑組合，以此用形式化驗證的思想解決操作系統(tǒng)內(nèi)核多重入、多路徑的形式化驗證難題，可以有效提升操作系統(tǒng)內(nèi)核開發(fā)和測試的覆蓋性難題。下面詳細(xì)說明。本發(fā)明方法包括以下步驟I)設(shè)置兩個時鐘相關(guān)寄存器預(yù)分頻計數(shù)器，預(yù)置數(shù)寄存器，計數(shù)器控制寄存器，以初始化時鐘相關(guān)寄存器，此處假設(shè)時鐘計數(shù)器是按照從大到小計數(shù)的，其中一個作為系統(tǒng)時鐘，一個作為計數(shù)時鐘，計數(shù)時鐘的時鐘周期要大于系統(tǒng)時鐘周期，且以大于被測接口執(zhí)行時間為宜，避免在測試被測接口時計數(shù)時鐘發(fā)生中斷，而造成一定的計時誤差； 2)注冊時鐘中斷服務(wù)程序，使能時鐘中斷，以開啟時鐘，并在時鐘中斷到來時，調(diào)用中斷服務(wù)程序進(jìn)行計時處理；3)設(shè)置一步進(jìn)值，其初始值為1，該步進(jìn)值用于控制系統(tǒng)時鐘窗口期；4)獲取系統(tǒng)時鐘計數(shù)器當(dāng)前的計數(shù)值；5)若計數(shù)值大于步進(jìn)值，則轉(zhuǎn)到步驟4)，此步驟5)的意圖是排除掉窗口期以外的值；6)獲取計數(shù)時鐘的值，該值用于被測試接口的計時開始值；7)調(diào)用被測試接口；8)獲取計數(shù)時鐘值，該值用于被測試接口的計時結(jié)束值；9)取計時開始值減去計時結(jié)束值，用作被測試接口的耗時，由于計數(shù)時鐘計數(shù)器是從大到小計數(shù)的，故計時開始值大于計時結(jié)束值；10)增加步進(jìn)值，若小于I)中設(shè)置的系統(tǒng)時鐘計數(shù)器的初始值，則繼續(xù)擴(kuò)大窗口期，轉(zhuǎn)到4)，否則說明已經(jīng)到達(dá)最大的時鐘窗口期，終止。系統(tǒng)調(diào)用過程與中斷對應(yīng)時間關(guān)系共分為兩種，如圖I所示I.系統(tǒng)調(diào)用過程中不被時鐘中斷打斷；2.系統(tǒng)調(diào)用過程中被時鐘中斷打斷。測試流程如下所示此處假設(shè)目標(biāo)板有兩個時鐘定時器timerl和timer2,并且timer2為系統(tǒng)時鐘中斷觸發(fā)寄存器，具體步驟如下I)設(shè)置timerl為計數(shù)器，記錄每次系統(tǒng)調(diào)用從開始到返同所花費(fèi)的時間；2)創(chuàng)建任務(wù) Tl(high priority)和 T2(low priority),Tl 用來調(diào)用測試用例,T2負(fù)責(zé)設(shè)置全局標(biāo)志，可以被Tl用來判別切換是否成功；3)在TI中調(diào)用測試用例，打印系統(tǒng)調(diào)用時間；4)重復(fù)步驟3)直到圖I中兩種情況全部出現(xiàn)。測試用例如圖2所示I)獲取系統(tǒng)時鐘定時器timer2的值，如果值大于步進(jìn)值scale，則轉(zhuǎn)到I)，否則轉(zhuǎn)到2)；2)獲取定時器timerl的值，用于被測試接口計時開始值；3)調(diào)用被測試接口 tsk_delay ；
4)再次獲取定時器timerl的值，用于被測試接口計時結(jié)束值；5)計算被測試接口時間值time,打印該值；6)步進(jìn)值scale增加delta, delta為相鄰兩次系統(tǒng)調(diào)用時刻的間隔；7)如果步進(jìn)值scale大于系統(tǒng)時鐘定時器間隔則終止；否則轉(zhuǎn)到I)。實現(xiàn)范例代碼用C語言實現(xiàn)，硬件平臺為SPARC V8，操作系統(tǒng)為SZ0S。系統(tǒng)時鐘配置部分與具體硬件平臺有關(guān)，以下代碼為珠海歐比特公司的S698-MIL芯片最小系統(tǒng)開發(fā)板所使用的配置
權(quán)利要求
1.一種基于執(zhí)行路徑全過程的系統(tǒng)窗口期滑動測試方法，其特征在于包括以下步驟 1)設(shè)置時鐘相關(guān)寄存器預(yù)分頻計數(shù)器，預(yù)置數(shù)寄存器，計數(shù)器控制寄存器； 2)注冊時鐘中斷服務(wù)程序，使能時鐘中斷； 3)設(shè)置時鐘中斷發(fā)生的步進(jìn)值，初始值為I; 4)獲取時鐘計數(shù)器當(dāng)前計數(shù)值； 5)若計數(shù)值大于步進(jìn)值，則轉(zhuǎn)到步驟4)，否則繼續(xù)以下步驟； 6)獲取另一時鐘計數(shù)器的值，將其作為被測試接口的計時開始值； 7)調(diào)用被測試接口； 8)獲取步驟6)中的時鐘計數(shù)器值，將其作為被測試接口的計時結(jié)束值； 9)計時結(jié)束值減去計時開始值，計算被測試接口的耗時； 10)增加步進(jìn)值，若該步進(jìn)值小于時鐘計數(shù)器的初始設(shè)置值，則轉(zhuǎn)到步驟4)，否則終止。
2.如權(quán)利要求I所述的基于執(zhí)行路徑全過程的系統(tǒng)窗口期滑動測試方法，其特征在于 系統(tǒng)調(diào)用過程與中斷對應(yīng)時間關(guān)系共分為兩種 系統(tǒng)調(diào)用過程中不被時鐘中斷打斷； 系統(tǒng)調(diào)用過程中被時鐘中斷打斷； 在系統(tǒng)調(diào)用過程中執(zhí)行以下步驟 1)記錄每次系統(tǒng)調(diào)用從開始到返同所花費(fèi)的時間； 2)創(chuàng)建高優(yōu)先級任務(wù)Tl和低優(yōu)先級任務(wù)T2，Tl用來調(diào)用測試用例，T2負(fù)責(zé)設(shè)置全局標(biāo)志，可以被Tl用來判別切換是否成功； 3)在Tl中調(diào)用測試用例，打印系統(tǒng)調(diào)用時間； 4)重復(fù)步驟3)直到兩種系統(tǒng)調(diào)用過程與中斷對應(yīng)時間關(guān)系全部出現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于執(zhí)行路徑全過程的系統(tǒng)窗口期滑動測試方法，包括步驟1)設(shè)置時鐘相關(guān)寄存器；2)注冊時鐘中斷服務(wù)程序，使能時鐘中斷；3)設(shè)置時鐘中斷發(fā)生的步進(jìn)值；4)獲取時鐘計數(shù)器當(dāng)前計數(shù)值；5)若計數(shù)值大于步進(jìn)值，則轉(zhuǎn)到步驟4)；6)獲取另一時鐘計數(shù)器的值，作為被測試接口的計時開始值；7)調(diào)用被測試接口；8)獲取步驟6)中的時鐘計數(shù)器值作為被測試接口的計時結(jié)束值；9)計時結(jié)束值減去計時開始值，計算被測試接口的耗時；10)增加步進(jìn)值，若該步進(jìn)值小于時鐘計數(shù)器的初始設(shè)置值，則轉(zhuǎn)到步驟4)，否則終止。本發(fā)明用形式化驗證的思想解決操作系統(tǒng)內(nèi)核多重入、多路徑的形式化驗證難題，可以有效提升操作系統(tǒng)內(nèi)核開發(fā)和測試的覆蓋性難題。
文檔編號G06F11/36GK102968376SQ20121052991
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者闞宏偉, 程勝, 李紅兵, 周志軍, 孫磊, 魏明, 黃察夫, 呂紫旭, 靳仕慧, 卓保特, 劉貴, 吳常明, 張春艷, 陶戈丹 申請人:北京神舟航天軟件技術(shù)有限公司