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　　軟件白盒測試中，需要對待測程序的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，根據(jù)不同的覆蓋策略，設(shè)計(jì)不同功能的探針函數(shù)并確定合適的插入點(diǎn)。同時(shí)，為了完成插裝、保證搜集到正確的被測程序執(zhí)行信息，便于統(tǒng)計(jì)執(zhí)行結(jié)果以及輸出測試報(bào)告，還需要進(jìn)行程序結(jié)構(gòu)的調(diào)整、輔助信息的添加等程序修改以及信息的提取操作。
　　
　　目前常用來進(jìn)行信息提取修改的工具主要有Gcc、JavaCC等，雖然可以達(dá)到目的，但無論實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度還是可操作性都面臨較大的挑戰(zhàn)，而Eclipse CDT開源工具提供了有力的支持，基于其強(qiáng)大的方法庫以及清晰簡潔的架構(gòu)，我們可以方便地使用程序抽象語法樹（AST）信息。本文采用Eclipse CDT開源包，進(jìn)行待測程序AST的獲取，并結(jié)合此結(jié)構(gòu)完成覆蓋策略實(shí)現(xiàn)的部分工作。

　　1 程序修改與信息提取工具
　　
　　對源程序進(jìn)行修改及信息提取主要有以下兩種方式：
　　
　?。?）直接編寫針對源程序語言的詞法、語法分析器，對源程序進(jìn)行分析，得到源程序的信息，并在修改后重建。
　　
　?。?）利用開源工具實(shí)現(xiàn)。常用工具屬于第一種方式，這種方式特點(diǎn)是，語法識別準(zhǔn)確，提取的源代碼信息比較準(zhǔn)確，編寫靜態(tài)信息輸出接口也有利于實(shí)現(xiàn)交互，但是由于語言描述比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度比較大。
　　
　　2 基于Eclipse CDT的程序修改
　　
　　2.1 程序標(biāo)準(zhǔn)化
　　
　　本文所說的標(biāo)準(zhǔn)化，主要是進(jìn)行源程序結(jié)構(gòu)的調(diào)整。主要的調(diào)整有：①注釋語句的去除②為分支循環(huán)語句添加語句塊標(biāo)記“{}”。在AST中注釋語句對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)類型為IASTComment，當(dāng)遍歷到該類型節(jié)點(diǎn)時(shí)，不進(jìn)行其他操作。CASTIfStatement類型對應(yīng)if語句，CASTCompoundStatement類型對應(yīng)語句塊“{}”節(jié)點(diǎn)并作為CASTIfStatement節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)，因此可以通過判斷CASTIfStatement節(jié)點(diǎn)下是否存在CASTCompoundStatement節(jié)點(diǎn)判斷該if語句是否有語句塊標(biāo)記，如果沒有的話，在將if語句的對應(yīng)的token寫入新文件之前，應(yīng)該先寫入“{”，然后寫入if語句，最后寫入“}”，而對應(yīng)CASTSwitchStatement語句以及循環(huán)語句CASTForStatement，CASTWhileStatement等有相似的操作。這樣，通過去除注釋以及添加花括號，我們得到標(biāo)準(zhǔn)的程序結(jié)構(gòu)，為后續(xù)插樁點(diǎn)確定、路徑統(tǒng)計(jì)等做準(zhǔn)備。
　　
　　2.2 隱藏段的添加
　　
　　隱藏段的作用主要是用來記錄程序的執(zhí)行路徑， 以便于進(jìn)行覆蓋分析、路徑分析乃至測試用例生成等工作，列如只有if語句而缺少與之搭配的else語句，就需要在遍歷AST的過程中自動(dòng)添加else隱藏段。
　　
　　2.3 探針函數(shù)的插樁
　　
　　在對AST訪問的過程中，讀取之前信息提取時(shí)確定的插裝點(diǎn)信息，將探針庫的頭文件“probe.h”以及相應(yīng)的探針函數(shù)調(diào)用使用文件流寫到文件中。為了不影響源程序的邏輯完整，插入探針函數(shù)時(shí)可以采用特殊結(jié)構(gòu)，例如逗號表達(dá)式、多目表達(dá)式等。
　　
　　3 基于Eclipse CDT的程序信息提取
　　
　　具體到不同的策略，item可以是可執(zhí)行語句、條件語句、分支語句和路徑等。利用AST節(jié)點(diǎn)類型，實(shí)現(xiàn)這些信息的統(tǒng)計(jì)非常方便。
　　
　　3.1 統(tǒng)計(jì)信息
　　
　　對于待測程序來說，通過CDT得到的AST中，每一條語句都對應(yīng)一個(gè)IASTStatement節(jié)點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)總的可執(zhí)行語句數(shù)時(shí)，只需要排除非可執(zhí)行語句，然后設(shè)置全局變量，對可執(zhí)行語句進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)AST遍歷完成之后，整個(gè)待測函數(shù)的可執(zhí)行語句數(shù)即可獲得。同樣，AST中，每個(gè)分支、每個(gè)條件都會(huì)作為單獨(dú)的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)，相應(yīng)的全局變量即可完成統(tǒng)計(jì)。
　　
　　3.2 計(jì)算信息
　　
　　覆蓋測試中的路徑總數(shù)，需要通過計(jì)算獲取。分析如下：
　　
　　對于一條路徑，需要考慮兩個(gè)元素，一是節(jié)點(diǎn)，二是節(jié)點(diǎn)之間的邊。
　　
　　3.2.1 節(jié)點(diǎn)
　　
　　首先，對于一組順序執(zhí)行語句來說，可以將其看作一個(gè)節(jié)點(diǎn)。對于條件語句來說，情況較為復(fù)雜，往往需要考慮條件的類型，具體來說，例如表達(dá)式“if（a < b || b < c && c > 1）”，我們需要建立三個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)1為“a < b”，當(dāng)取真時(shí)，則進(jìn)入if語句塊內(nèi)執(zhí)行，否則執(zhí)行節(jié)點(diǎn)2“b < c”，對于節(jié)點(diǎn)2，當(dāng)取真時(shí)，執(zhí)行節(jié)點(diǎn)3“c > 1”，否則，會(huì)直接執(zhí)行整個(gè)if條件表達(dá)式為假之后的語句。另外，跳轉(zhuǎn)語句之后不應(yīng)該與其他節(jié)點(diǎn)有邊相連。
　　
　　3.2.2 節(jié)點(diǎn)之間的邊
　　
　　根據(jù)節(jié)點(diǎn)類型，邊的關(guān)系有，順序節(jié)點(diǎn)與條件節(jié)點(diǎn)相連，條件節(jié)點(diǎn)與順序節(jié)點(diǎn)相連，條件節(jié)點(diǎn)中不同類型的子表達(dá)式節(jié)點(diǎn)相連，其他節(jié)點(diǎn)與跳轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)相連等。
　　
　　在遍歷AST過程中，我們通過節(jié)點(diǎn)名來判斷節(jié)點(diǎn)類型，并以此來建立節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的邊的關(guān)系，可以選鄰接矩陣來進(jìn)行存儲(chǔ)表示。當(dāng)AST訪問完成，通過鄰接矩陣即可完成路徑總數(shù)計(jì)算。
　　
　　4 總結(jié)
　　
　　軟件白盒測試中，程序信息的修改與獲取是關(guān)鍵點(diǎn)，常規(guī)工具如Gcc、JavaCC等面臨復(fù)雜度高，操作不方便的問題，而Eclipse CDT提供了強(qiáng)大的分析功能。在此基礎(chǔ)之上，可以集中在覆蓋算法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上，本文提出了幾種覆蓋策略所需條件的算法實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，除了本文中CDT適用于C/C++，基于Eclipse的AST提取工具還可以支持Java、Javascript等，它們都可以同CDT集成，對于完成更加強(qiáng)大通用的應(yīng)用，提供廣泛的支持。