Linux平台代码覆盖率测试-GCC插桩基本概念和原理分析


Content

1. 序

2. GCC插桩原理

2.1 GCC编译插桩的过程

2.2 GCC在何处插桩

2.3 GCC如何才能在编译的同时插桩

3. 小结

 

 

1. 序

 

在"Linux平台代码覆盖率测试-GCC插桩前后汇编代码对比分析"一文，我们已经分析了GCC插桩前后汇编代码的变化，对GCC插入的桩代码有比较全面的了解。本文将简单叙述GCC插桩的基本概念和原理。

 

2. GCC插桩原理

 

2.1 GCC编译插桩的过程

 

GCC的插桩和编译过程如下图。

 


 

过程描述：

(1) 编译预处理程序对源文件进行预处理，生成预处理文件(.i文件)

(2) 编译插桩程序对.i文件进行编译，生成汇编文件(.s文件)，同时完成插桩

(3) 汇编程序对.s文件进行汇编，生成目标文件(.o文件)

(4) 链接程序对.o文件进行连接，生成可执行文件(.out/.elf文件)

 

因此，插桩是汇编一级的插桩，每个桩点插入6条汇编语句，直接插入.s文件中。在程序执行的过程中，这些桩代码负责收集程序的执行信息。桩代码及其分析请参考"Linux平台代码覆盖率测试-GCC插桩前后汇编代码对比分析"一文。

 

2.2 GCC在何处插桩

 

GCC对部分arc插桩，为什么？

  • 从arc的执行次数可以很容易的计算出每个BB的执行次数，而从BB的执行次数推算出每个arc的执行次数的困难的；
  • 也没有必要对每个arc都插桩，只需要知道图中部分关键arc的执行次数就可以计算出所有BB和arc的执行次数。桩的数量只要保证能够计算出所有BB和arc的执行次数的最低限度即可。

2.3 GCC如何才能在编译的同时插桩

 

BB和arc都是汇编一级的概念，那么如何才能让GCC在编译的同时插入桩代码呢？

 

在编译时加入"-ftest-coverage -fprofile-arcs"选项即可。

 

-ftest-coverage选项会让GCC为每个源文件生成同名的.gcno文件，在gcov程序中，将读取.gcno文件，重组每一个可执行程序的程序流图。

 

-fprofile-arcs选项会让GCC为每个源文件生成同名的.gcda文件，该文件包含每一个指令分支的执行次数信息。请参考"Linux平台代码覆盖率测试-GCC插桩前后汇编代码对比分析"及前面的文章。

 

3. 小结

 

本文简单地叙述GCC插桩的基本概念和原理，包括编译插桩过程，插桩点及编译(插桩)选项。

 

 

Reference

费训,罗蕾. 利用GNU工具实现汇编程序覆盖测试, 计算机应用, 24卷, 2004.

吴康. 面向多语言混合编程的嵌入式测试软件设计与实现(硕士论文). 电子科技大学, 2007.

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