内核模块进行代码覆盖率测试
所需要使用到的工具
?gcov-kernel
gcov-kernel是用于测试代码覆盖率主要工具，如果要使用gcov-kernel，需要打开一些编译选项，重新编译内核。
gcov-kernel enables code coverage measurements for the Linux kernel and kernel modules. It is based on GCC’s gcov tool. gcov-kernel is available as a set of patches for Linux kernels 2.6.4 to 2.6.30. Starting with Linux kernel 2.6.31, gcov-kernel is part of the Linux kernel and can be used without extra patches.
?lcov
lcov利用gcov的数据生成可视化页面
LCOV is a graphical front-end for GCC’s coverage testing tool gcov. It collects gcov data for multiple source files and creates HTML pages containing the source code annotated with coverage information. It also adds overview pages for easy navigation within the file structure. LCOV supports statement, function and branch coverage measurement.
以centos6为例
centos6内核下载配置、编译安装
下载内核源码?http://vault.centos.org/6.5/os/Source/SPackages/kernel-2.6.32-431.el6.src.rpm。
我们将内核源代码安装在/home/linux-2.6.32-431.el6路径下。
| $?cd?/home/linux-2.6.32-431.el6 $?make?oldconfig $?make?menuconfig |
进入General setup、GCOV-based kernel profiling按照下图配置：
?
保存后退出，执行以下命令：
| $?cd?/home/linux-2.6.32-431.el6 $?sudo?su?- # make -j16 |
这里由于开启可gcov选项，编译器编译时检测更加严格会出现像以下这种错误：
| In?file?included from include/net/inetpeer.h:15:0, ?????????????????from net/ipv4/tcp_metrics.c:16: net/ipv4/tcp_metrics.c: 在函数‘tcp_peer_is_proven’中: include/net/ipv6.h:414:38: 错误：此函数中的‘*((void *)&daddr+8)’在使用前可能未初始化 [-Werror=maybe-uninitialized] ??return?((ul1[0] ^ ul2[0]) | (ul1[1] ^ ul2[1])) == 0UL; ??????????????????????????????????????^ net/ipv4/tcp_metrics.c:228:30: 附注：‘*((void *)&daddr+8)’在此声明 ??struct inetpeer_addr saddr, daddr; ??????????????????????????????^ |
修改Makefile文件：
| 592?all: vmlinux 593 594?ifdef CONFIG_CC_OPTIMIZE_FOR_SIZE 595?BUILD_CFLAGS?? += -Os $(call cc-disable-warning,) 596?else 597?BUILD_CFLAGS?? += -O2 $(call cc-disable-warning,maybe-uninitialized,) 598?endif 599 600?include $(srctree)/arch/$(SRCARCH)/Makefile 601 602?ifdef CONFIG_READABLE_ASM 603?# Disable optimizations that make assembler listings hard to read. 604?# reorder blocks reorders the control in the function 605?# ipa clone creates specialized cloned functions 606?# partial inlining inlines only parts of functions 607?BUILD_CFLAGS += $(call cc-option,-fno-reorder-blocks,) \ 608??????????????????$(call cc-option,-fno-ipa-cp-clone,) \ 609??????????????????$(call cc-option,-fno-partial-inlining) \ 610??????????????????$(call cc-disable-warning,maybe-uninitialized,) 611?endif |
增加$(call cc-disable-warning,maybe-uninitialized)忽略警告，修改完Makefile后顺利编译。
安装新内核以及新内核的模块：
| $?cd?/home/linux-2.6.32-431.el6 $?make?modules_install $?make?install |
修改grub内核启动，对内核模块进行代码覆盖率测试。
以signal_trace作为测试案例，首先下载模块源代码：
| $?cd?/home $ git clone http://xxxx.com/signal_trace.git $?cd?signal_trace |
正常编译内核只要make就可以了，但对一个内核模块进行代码覆盖率的测试，则需要修改Makefile，在编译时打开相应的测试开关：
| GCOV_PROFILE := y CFLAGS=-ftest-coverage -fprofile-arcs? --disable-initfini-array export CFLAGS ????????signal_trace-objs :=? signal_jprobe.o attr.o ????obj-m :=? signal_trace.o all: ????????make -C /home/linux-2.6.32-431.el6 M=$(PWD) modules clean: ????????make -C /home/linux-2.6.32-431.el6 M=$(PWD) clean |
make编译后需要debugfs才能正常工作，然后再insmod。
| $?sudo?su?- # mount -t debugfs none /sys/kernel/debug |
进入到gcov对应的debugfs目录：
| # cd /sys/kernel/debug/gcov # tree -L 4 . ├── home │?? └──?linux-2.6.32-431.el6 │?????????? ├── arch │?????????? ├── block │?????????? ├── crypto │?????????? ├── drivers │?????????? ├── fs │?????????? ├── init │?????????? ├── ipc │?????????? ├── kernel │?????????? ├── lib │?????????? ├── mm │?????????? ├── net │?????????? └── security └── reset |
可以看见内核代码，对其进行测试与模块测试流程是相同的。
如何对内核模块进行覆盖率的测试？
安装刚刚编译好的内核模块：
| # cd signal_trace # insmod signal_trace.ko |
debugfs下的gcov目录：
| # cd /sys/kernel/debug/gcov # tree -L 4 . ├── home │?? └──?test │?????? ├── linux-2.6.32-431.el6 │?????? │?? ├── arch │?????? │?? ├── block │?????? │?? ├── crypto │?????? │?? ├── drivers │?????? │?? ├── fs │?????? │?? ├── init │?????? │?? ├── ipc │?????? │?? ├── kernel │?????? │?? ├── lib │?????? │?? ├── mm │?????? │?? ├── net │?????? │?? └── security │?????? └── signal_trace │?????????? ├── attr.gcda │?????????? ├── attr.gcno ->?/home/signal_trace/.tmp_attr.gcno │?????????? ├── signal_jprobe.gcda │?????????? └── signal_jprobe.gcno ->?/home/signal_trace/.tmp_signal_jprobe.gcno └── reset |
针对模块运行各种测试用例。当测试用例运行结束后，使用lcov工具提取代码覆盖率信息。
安装lcov提取覆盖率信息构建可视化：
| $?cd?/home $ wget http://downloads.sourceforge.net/ltp/lcov-1.12.tar.gz $?tar?-xvf lcov-1.12.tar.gz $?cd?lcov-1.12 $?make $?sudo?make?install |
将gcov统计的模块运行信息拷贝出来：
| $?cp?-r?/sys/kernel/debug/gcov/home/signal_trace/?~/module_test $?cd?~/module_test $ lcov -c -d . -o kernel.info? ? ? ? ? //提取测试信息 $ genhtml kernel.info -o ../html/? //生成可视化视图 |
在生成可视化视图时可能会遇到的问题1：
| genhtml: ERROR: cannot?read?/home/kernel_test/ signal_trace/include/linux/slub_def.h |
这时候可能需要将文件拷贝到/home/kernel_test/signal_trace/下了。
可能会遇到的问题2：
| Can't?locate?Digest/MD5.pm?in?@INC (@INC contains:?/usr/local/lib64/perl5?/usr/local/share/perl5?/usr/lib64/perl5/vendor_perl?/usr/share/p$ rl5/vendor_perl?/usr/lib64/perl5?/usr/share/perl5?.) at?/usr/bin/geninfo?line 57. |
通过perl -MCPAN -e ‘install Digest::MD5’来解决。
然后使用浏览器打开index.html查看代码覆盖率、代码执行情况。
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