计算机工程与科学

作者：杨兴达, 陈灿, 方菱,

单位：1.安徽大学物质科学与信息技术研究院，安徽 合肥 230000；2.中国科学院合肥物质科学研究院，安徽 合肥 230000

关键词：操作系统,程序插桩,堆栈测试,动态测试,

基金：安徽省重点研究与开发计划(202004a05020041)

堆栈测试是嵌入式操作系统安全评估的重要环节，堆栈溢出会覆盖邻近堆栈中的数据，造成数据错乱进而引发系统崩溃。然而捕获并定位堆栈溢出具有一定难度。首先，溢出数据可能会侵占操作系统中其它任务的私有堆栈，而发生溢出的任务本身没有异常表现，以致难以确定堆栈溢出的根源；其次，由于操作系统任务的优先级差异，堆栈溢出的暴露时间可能滞后于其发生时间。提出了一种基于实时堆栈分配与回收行为监测的动态堆栈测试方法，首先在堆栈行为测试点插入桩函数，以采集任务堆栈的测试码；然后设置上位机测试程序，以分析测试码并提供测试结果，实现实时捕获并定位堆栈溢出。利用此方法，在基于车载远程信息处理终端的实际测试中，定位到了3处造成系统崩溃或复位的堆栈溢出异常，评估了操作系统堆栈的安全性。另外，根据测试结果，优化了堆栈大小的静态分配，在单个任务中最多节省了42%的堆栈空间，并将整个任务RAM压缩至原来的63%。

来源：2022年第11期

《计算机工程与科学》期刊编辑部

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