代码的黑盒测试（上）| 目标文件测试Object File Testing

壹

目标文件

/ 目标文件是什么 /

我们都知道，一个C源程序manager.c 变成可执行程序manager.exe，一般经历四个过程，分别是预处理(Prepressing)、编译（Compilation）、汇编（Assembly）和链接（Linking），如下图所示：

目标文件是源代码在经过预处理、编译、汇编过程后输出的文件（源代码编译后但未进行链接的中间文件），其内容至少包含机器指令代码，数据以及链接时所须要的一些信息。

/ 目标文件的结构组成简介 /

目标文件中的内容信息一般按照不同的属性，以“节”（Section）的形式存储，也叫“段”（Segment），它们都表示一个一定长度的区域。

目标文件的结构组成主要包含：代码段 .text（存放机器指令代码）、数据段 .data（存放已初始化的全局变量和局部静态变量的数据）、.bss段（存放未初始化的全局变量和局部静态变量）。

我们通常使用binutils的工具objdump来查看目标文件内部的结构，以manager.o为例，如下图2所示。

贰
使用VectorCAST/C++进行目标文件测试

VectorCAST/C++ 是Vector公司旗下一款集成的软件测试解决方案，可显著减少验证安全关键型和任务关键型嵌入式系统所需的测试C/C++软件组件的时间、精力和成本。

VectorCAST/C++ 不仅支持白盒下的功能测试和结构覆盖测试，也支持黑盒下的软件功能测试——目标文件测试(Object File Testing)和库接口测试(Library Interface Testing)。

目标文件测试就是使用目标文件通过VectorCAST工具生成测试套件而进行的功能测试；库接口测试方法是指VectorCAST将解析C/C++头文件中存在的函数和方法的定义，并基于这些创建测试环境，允许在没有可用源代码的情况下使用现有库或DLL创建测试。本次主要讲解VectorCAST/C++的目标文件测试方案，以manager.c源文件为操作对象，使用GCC编译器进行编译。

/ 测试输入 /

1.目标文件

a.单个.obj/.o文件生成方式

前提条件：该.c文件“涉及”到的.h文件都能正确引用

gcc -c source.c（默认在原路径下生成一个同名的.o文件），如下图3所示。

b.多个.obj/.o文件生成方式

前提条件：每个.c文件“涉及”到的.h文件都能正确引用

gcc -c source1.c source2.c source3.c或gcc -c *.c（默认在原路径下生成相应同名的.o文件），如下图4所示。

对于其他编译链，可以通过IDE（集成开发环境）生成项目的目标文件。如CodeWarrior，其一般可以通过其IDE生成相应的目标文件，如下图5所示。

2.修改后的源文件

是指删除了函数具体实现的源码文件（仍包含完整的.h文件），如下图6所示。

3.需求文档

由于目标文件测试属于一种软件黑盒测试，所以对于单元测试级别的需求文档的细致程度可能要达到♡详细设计文档（点击查看）♡的程度，甚至更细致。

如上int Add_Included_Dessert(struct order_type* Order)函数，对于目标文件测试的单元需求可能这样描述：

即需要明确给出Add_Included_Dessert(struct order_type* Order)函数的输入与输出值。

/ VectorCAST/C++

进行目标文件测试 /

1.单元测试操作步骤

a.启动工具，设置工作路径，创建新工程并命名，选择正确的编译链（以GCC编译链为例）

b.进入创建测试环境（8大步）

Step1：选择编译器，已在前面配置好了，直接跳过。

Step2：命名测试环境（默认字母大写，空格为下划线）。

Step3：测试方式。选择目标文件测试方式，然后选择待测目标文件manager.o。如下图7所示。

Step4：构建选项。要选择Code Coverage为None，VectorCAST才会使用之前编译的目标文件。

Step5：本地源代码文件。使用双加号添加包含修改后的源文件所在路径。

Step6：选择UUTs和桩。

Step7：User Code可选选项。本实例不需要，直接跳过。

Step8：测试环境配置概览。成功构建测试环境，如下图8所示。

c.构建测试环境后，我们就可以根据测试需求（功能需求，表1中序号1），创建和执行测试用例，如下图9所示：

/ 集成测试 /

集成测试工程构建内容与单元测试很类似，仅在构建测试环境的第3步和第6步不同。集成测试一般会在第3步将相应的多个.o文件同时加进来；第6步将相应的多个修改后的源文件同时加进来。

然后使用组合测试功能，将单体测试用例按照一定的逻辑功能进行排列，执行组合测试用例。

总结

目标文件测试过程中，使用修改后的源代码进行测试，可以将一些核心算法的代码实现部分进行删除，能够较大程度的避免直接使用源代码，更好的保护客户代码。

当然进行目标文件测试的要求比较高。需要完善的测试需求文档，对于单元测试来说，一般需要软件详细设计文档以及单元需求文档等，对于软件集成测试来说，一般需要软件架构设计规范文档及集成需求文档等。

此外目标文件测试，只能进行功能测试，没有结构覆盖度。为了得到覆盖度信息，我们还是要转向白盒测试。将之前的测试用例导入到白盒测试工程中的测试环境中去执行，获取覆盖度。

欢迎关注北汇信息，后续将发布更多测试内容~敬请期待！

注：1. manager.c是一个点餐demo程序，且本文对manager.c的相关操作都是在Windows平台实现的。

2.文中图片来源于VectorCAST/C++工具截图。