Documentation/translations/zh_CN/dev-tools/gcov.rst

   1 .. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst
   2
   3 :Original: Documentation/dev-tools/gcov.rst
   4 :Translator: 赵军奎 Bernard Zhao <bernard@vivo.com>
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   6 在Linux内核里使用gcov做代码覆盖率检查
   7 =====================================
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   9 gcov分析核心支持在Linux内核中启用GCC的覆盖率测试工具 gcov_ ，Linux内核
  10 运行时的代码覆盖率数据会以gcov兼容的格式导出到“gcov”debugfs目录中，可
  11 以通过gcov的 ``-o`` 选项（如下示例）获得指定文件的代码运行覆盖率统计数据
  12 （需要跳转到内核编译路径下并且要有root权限）::
  13
  14     # cd /tmp/linux-out
  15     # gcov -o /sys/kernel/debug/gcov/tmp/linux-out/kernel spinlock.c
  16
  17 这将在当前目录中创建带有执行计数注释的源代码文件。
  18 在获得这些统计文件后，可以使用图形化的gcov前端工具（比如 lcov_ ），来实现
  19 自动化处理Linux内核的覆盖率运行数据，同时生成易于阅读的HTML格式文件。
  20
  21 可能的用途:
  22
  23 * 调试（用来判断每一行的代码是否已经运行过）
  24 * 测试改进（如何修改测试代码，尽可能地覆盖到没有运行过的代码）
  25 * 内核最小化配置（对于某一个选项配置，如果关联的代码从来没有运行过，
  26   是否还需要这个配置）
  27
  28 .. _gcov: https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Gcov.html
  29 .. _lcov: http://ltp.sourceforge.net/coverage/lcov.php
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  31
  32 准备
  33 ----
  34
  35 内核打开如下配置::
  36
  37         CONFIG_DEBUG_FS=y
  38         CONFIG_GCOV_KERNEL=y
  39
  40 获取整个内核的覆盖率数据，还需要打开::
  41
  42         CONFIG_GCOV_PROFILE_ALL=y
  43
  44 需要注意的是，整个内核开启覆盖率统计会造成内核镜像文件尺寸的增大，
  45 同时内核运行也会变慢一些。
  46 另外，并不是所有的架构都支持整个内核开启覆盖率统计。
  47
  48 代码运行覆盖率数据只在debugfs挂载完成后才可以访问::
  49
  50         mount -t debugfs none /sys/kernel/debug
  51
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  53 定制化
  54 ------
  55
  56 如果要单独针对某一个路径或者文件进行代码覆盖率统计，可以在内核相应路
  57 径的Makefile中增加如下的配置:
  58
  59 - 单独统计单个文件（例如main.o）::
  60
  61     GCOV_PROFILE_main.o := y
  62
  63 - 单独统计某一个路径::
  64
  65     GCOV_PROFILE := y
  66
  67 如果要在整个内核的覆盖率统计（开启CONFIG_GCOV_PROFILE_ALL）中单独排除
  68 某一个文件或者路径，可以使用如下的方法::
  69
  70     GCOV_PROFILE_main.o := n
  71
  72 和::
  73
  74     GCOV_PROFILE := n
  75
  76 此机制仅支持链接到内核镜像或编译为内核模块的文件。
  77
  78
  79 相关文件
  80 --------
  81
  82 gcov功能需要在debugfs中创建如下文件:
  83
  84 ``/sys/kernel/debug/gcov``
  85     gcov相关功能的根路径
  86
  87 ``/sys/kernel/debug/gcov/reset``
  88     全局复位文件:向该文件写入数据后会将所有的gcov统计数据清0
  89
  90 ``/sys/kernel/debug/gcov/path/to/compile/dir/file.gcda``
  91     gcov工具可以识别的覆盖率统计数据文件，向该文件写入数据后
  92           会将本文件的gcov统计数据清0
  93
  94 ``/sys/kernel/debug/gcov/path/to/compile/dir/file.gcno``
  95     gcov工具需要的软连接文件（指向编译时生成的信息统计文件），这个文件是
  96     在gcc编译时如果配置了选项 ``-ftest-coverage`` 时生成的。
  97
  98
  99 针对模块的统计
 100 --------------
 101
 102 内核中的模块会动态的加载和卸载，模块卸载时对应的数据会被清除掉。
 103 gcov提供了一种机制，通过保留相关数据的副本来收集这部分卸载模块的覆盖率数据。
 104 模块卸载后这些备份数据在debugfs中会继续存在。
 105 一旦这个模块重新加载，模块关联的运行统计会被初始化成debugfs中备份的数据。
 106
 107 可以通过对内核参数gcov_persist的修改来停用gcov对模块的备份机制::
 108
 109         gcov_persist = 0
 110
 111 在运行时，用户还可以通过写入模块的数据文件或者写入gcov复位文件来丢弃已卸
 112 载模块的数据。
 113
 114
 115 编译机和测试机分离
 116 ------------------
 117
 118 gcov的内核分析插桩支持内核的编译和运行是在同一台机器上，也可以编译和运
 119 行是在不同的机器上。
 120 如果内核编译和运行是不同的机器，那么需要额外的准备工作，这取决于gcov工具
 121 是在哪里使用的:
 122
 123 .. _gcov-test_zh:
 124
 125 a) 若gcov运行在测试机上
 126
 127     测试机上面gcov工具的版本必须要跟内核编译机器使用的gcc版本相兼容，
 128     同时下面的文件要从编译机拷贝到测试机上:
 129
 130     从源代码中:
 131       - 所有的C文件和头文件
 132
 133     从编译目录中:
 134       - 所有的C文件和头文件
 135       - 所有的.gcda文件和.gcno文件
 136       - 所有目录的链接
 137
 138     特别需要注意，测试机器上面的目录结构跟编译机器上面的目录机构必须
 139     完全一致。
 140     如果文件是软链接，需要替换成真正的目录文件（这是由make的当前工作
 141     目录变量CURDIR引起的）。
 142
 143 .. _gcov-build_zh:
 144
 145 b) 若gcov运行在编译机上
 146
 147     测试用例运行结束后，如下的文件需要从测试机中拷贝到编译机上:
 148
 149     从sysfs中的gcov目录中:
 150       - 所有的.gcda文件
 151       - 所有的.gcno文件软链接
 152
 153     这些文件可以拷贝到编译机的任意目录下，gcov使用-o选项指定拷贝的
 154     目录。
 155
 156     比如一个是示例的目录结构如下::
 157
 158       /tmp/linux:    内核源码目录
 159       /tmp/out:      内核编译文件路径（make O=指定）
 160       /tmp/coverage: 从测试机器上面拷贝的数据文件路径
 161
 162       [user@build] cd /tmp/out
 163       [user@build] gcov -o /tmp/coverage/tmp/out/init main.c
 164
 165
 166 关于编译器的注意事项
 167 --------------------
 168
 169 GCC和LLVM gcov工具不一定兼容。
 170 如果编译器是GCC，使用 gcov_ 来处理.gcno和.gcda文件，如果是Clang编译器，
 171 则使用 llvm-cov_ 。
 172
 173 .. _gcov: https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Gcov.html
 174 .. _llvm-cov: https://llvm.org/docs/CommandGuide/llvm-cov.html
 175
 176 GCC和Clang gcov之间的版本差异由Kconfig处理的。
 177 kconfig会根据编译工具链的检查自动选择合适的gcov格式。
 178
 179 问题定位
 180 --------
 181
 182 可能出现的问题1
 183     编译到链接阶段报错终止
 184
 185 问题原因
 186     分析标志指定在了源文件但是没有链接到主内核，或者客制化了链接程序
 187
 188 解决方法
 189     通过在相应的Makefile中使用 ``GCOV_PROFILE := n``
 190     或者 ``GCOV_PROFILE_basename.o := n`` 来将链接报错的文件排除掉
 191
 192 可能出现的问题2
 193     从sysfs复制的文件显示为空或不完整
 194
 195 问题原因
 196     由于seq_file的工作方式，某些工具（例如cp或tar）可能无法正确地从
 197     sysfs复制文件。
 198
 199 解决方法
 200     使用 ``cat`` 读取 ``.gcda`` 文件，使用 ``cp -d`` 复制链接，或者使用附录B
 201     中所示的机制。
 202
 203
 204 附录A：collect_on_build.sh
 205 --------------------------
 206
 207 用于在编译机上收集覆盖率元文件的示例脚本
 208 （见 :ref:`编译机和测试机分离 a. <gcov-test_zh>` ）
 209
 210 .. code-block:: sh
 211
 212     #!/bin/bash
 213
 214     KSRC=$1
 215     KOBJ=$2
 216     DEST=$3
 217
 218     if [ -z "$KSRC" ] || [ -z "$KOBJ" ] || [ -z "$DEST" ]; then
 219       echo "Usage: $0 <ksrc directory> <kobj directory> <output.tar.gz>" >&2
 220       exit 1
 221     fi
 222
 223     KSRC=$(cd $KSRC; printf "all:\n\t@echo \${CURDIR}\n" | make -f -)
 224     KOBJ=$(cd $KOBJ; printf "all:\n\t@echo \${CURDIR}\n" | make -f -)
 225
 226     find $KSRC $KOBJ \( -name '*.gcno' -o -name '*.[ch]' -o -type l \) -a \
 227                      -perm /u+r,g+r | tar cfz $DEST -P -T -
 228
 229     if [ $? -eq 0 ] ; then
 230       echo "$DEST successfully created, copy to test system and unpack with:"
 231       echo "  tar xfz $DEST -P"
 232     else
 233       echo "Could not create file $DEST"
 234     fi
 235
 236
 237 附录B：collect_on_test.sh
 238 -------------------------
 239
 240 用于在测试机上收集覆盖率数据文件的示例脚本
 241 （见 :ref:`编译机和测试机分离 b. <gcov-build_zh>` ）
 242
 243 .. code-block:: sh
 244
 245     #!/bin/bash -e
 246
 247     DEST=$1
 248     GCDA=/sys/kernel/debug/gcov
 249
 250     if [ -z "$DEST" ] ; then
 251       echo "Usage: $0 <output.tar.gz>" >&2
 252       exit 1
 253     fi
 254
 255     TEMPDIR=$(mktemp -d)
 256     echo Collecting data..
 257     find $GCDA -type d -exec mkdir -p $TEMPDIR/\{\} \;
 258     find $GCDA -name '*.gcda' -exec sh -c 'cat < $0 > '$TEMPDIR'/$0' {} \;
 259     find $GCDA -name '*.gcno' -exec sh -c 'cp -d $0 '$TEMPDIR'/$0' {} \;
 260     tar czf $DEST -C $TEMPDIR sys
 261     rm -rf $TEMPDIR
 262
 263     echo "$DEST successfully created, copy to build system and unpack with:"
 264     echo "  tar xfz $DEST"