ILD

gcov 代码覆盖测试
作者:Yuan Jianpeng 邮箱:yuanjp89@163.com
发布时间:2024-5-18 站点:Inside Linux Development

最近在写红黑树,为了保证算法写的正确性,写了个测试程序,循环进行插入删除,然后和内核实现对比。为了查看测试程序对代码的覆盖度,可以使用gcov。


首先,使用下述选项,编译程序:

-fprofile-arcs -ftest-coverage -fPIC -O0


注意编译和链接都需要使用上述选项:

cc -O0 -fprofile-arcs -ftest-coverage -fPIC -O0   -c -o test.o test.c
cc -O0 -fprofile-arcs -ftest-coverage -fPIC -O0   -c -o rbtree.o ../rbtree.c
cc -O0 -fprofile-arcs -ftest-coverage -fPIC -O0   -c -o rbtree-kernel-tst.o rbtree-kernel-tst.c
cc -O0 -fprofile-arcs -ftest-coverage -fPIC -O0   -c -o rbtree-kernel.o rbtree-kernel.c
cc -O0 -fprofile-arcs -ftest-coverage -fPIC -O0 -o a.out test.o rbtree.o rbtree-kernel-tst.o rbtree-kernel.o


编译后,会生成一些.gcno文件:

$ ls
a.out     rbtree.gcno      rbtree-kernel.gcno  rbtree-kernel.o      rbtree-kernel-tst.gcno  rbtree.o  test.gcno
Makefile  rbtree-kernel.c  rbtree-kernel.h     rbtree-kernel-tst.c  rbtree-kernel-tst.o     test.c    test.o


然后执行程序,执行完毕后,可以生成一些.gcda文件。

$ ./a.out

$ ls
a.out        rbtree.gcno         rbtree-kernel.gcno  rbtree-kernel-tst.c     rbtree-kernel-tst.o  test.gcda
Makefile     rbtree-kernel.c     rbtree-kernel.h     rbtree-kernel-tst.gcda  rbtree.o             test.gcno
rbtree.gcda  rbtree-kernel.gcda  rbtree-kernel.o     rbtree-kernel-tst.gcno  test.c               test.o

执行gcov生成覆盖报告:

$ gcov -f rbtree.gcda
Function 'rb_delete'
Lines executed:98.26% of 115

Function 'rb_insert'
Lines executed:97.06% of 34

Function 'rotate'
Lines executed:100.00% of 47

Function 'replace'
Lines executed:100.00% of 9

Function 'rb_find'
Lines executed:0.00% of 10

Function 'rb_init'
Lines executed:100.00% of 4

File '../rbtree.c'
Lines executed:94.06% of 219
Creating 'rbtree.c.gcov'

Lines executed:94.06% of 219


上述,生成了rbtree.c.gcov,这个文件显示了每一行的执行次数

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
$ cat rbtree.c.gcov 
        -:    0:Source:../rbtree.c
        -:    0:Graph:rbtree.gcno
        -:    0:Data:rbtree.gcda
        -:    0:Runs:1
        -:    1:#include "rbtree.h"
        -:    2:#include <stddef.h>
        -:    3:
       50:    4:void rb_init(struct rb_tree *tree, int (*cmp)(struct rb_node *, struct rb_node *))
        -:    5:{
       50:    6:    tree->root = NULL;
       50:    7:    tree->cmp = cmp;
       50:    8:}
        -:    9:
    #####:   10:struct rb_node *rb_find(struct rb_tree *tree, struct rb_node *key)
        -:   11:{
    #####:   12:    struct rb_node *node = tree->root;
        -:   13:    int ret;
        -:   14:
    #####:   15:    while (node) {
    #####:   16:        ret = tree->cmp(node, key);
    #####:   17:        if (ret < 0)
    #####:   18:            node = node->left;
    #####:   19:        else if (ret > 0)
    #####:   20:            node = node->right;
        -:   21:        else 
    #####:   22:            return node;
        -:   23:    }
        -:   24:
    #####:   25:    return NULL;
        -:   26:}
        -:   27:
    10291:   28:static inline void replace(struct rb_tree *tree, struct rb_node *old, struct rb_node *new)
        -:   29:{
    10291:   30:    if (old == tree->root)
      428:   31:        tree->root = new;
     9863:   32:    else if (old == old->parent->left)
     5002:   33:        old->parent->left = new;
        -:   34:    else
     4861:   35:        old->parent->right = new;
    10291:   36:    if (new)
     6347:   37:        new->parent = old->parent;
    10291:   38:}
        -:   39:
     1894:   40:static void inline rotate(struct rb_tree *tree, struct rb_node *x)
        -:   41:{
     1894:   42:    struct rb_node *p = x->parent;
     1894:   43:    struct rb_node *g = p->parent;
        -:   44:
     1894:   45:    if (p == g->left) {
        -:   46:        // Left left case
      882:   47:        if (x == p->left) {
      411:   48:            p->color = RB_BLACK;
      411:   49:            g->color = RB_RED;
      411:   50:            g->left = p->right;
      411:   51:            if (p->right)
      103:   52:                p->right->parent = g;
      411:   53:            p->right = g;
      411:   54:            replace(tree, g, p);
      411:   55:            g->parent = p;
        -:   56:        }
        -:   57:
        -:   58:        // Left right case
        -:   59:        else {
      471:   60:            x->color = RB_BLACK;
      471:   61:            g->color = RB_RED;
      471:   62:            p->right = x->left;
      471:   63:            if (x->left)
      111:   64:                x->left->parent = p;
      471:   65:            g->left = x->right;
      471:   66:            if (x->right)
      111:   67:                x->right->parent = g;
      471:   68:            x->left = p;
      471:   69:            x->right = g;
      471:   70:            replace(tree, g, x);
      471:   71:            p->parent = g->parent = x;
        -:   72:        }
        -:   73:    }
        -:   74:
        -:   75:    else {
        -:   76:        // Right left case
     1012:   77:        if (x == p->left) {
      471:   78:            x->color = RB_BLACK;
      471:   79:            g->color = RB_RED;
      471:   80:            p->left = x->right;
      471:   81:            if (x->right)
      117:   82:                x->right->parent = p;
      471:   83:            g->right = x->left;
      471:   84:            if (x->left)
      117:   85:                x->left->parent = g;
      471:   86:            x->left = g;
      471:   87:            x->right = p;
      471:   88:            replace(tree, g, x);
      471:   89:            p->parent = g->parent = x;
        -:   90:        }
        -:   91:
        -:   92:        // Right right case
        -:   93:        else {
      541:   94:            p->color = RB_BLACK;
      541:   95:            g->color = RB_RED;
      541:   96:            g->right = p->left;
      541:   97:            if (p->left)
      150:   98:                p->left->parent = g;
      541:   99:            p->left = g;
      541:  100:            replace(tree, g, p);
      541:  101:            g->parent = p;
        -:  102:        }
        -:  103:    }
     1894:  104:}
        -:  105:
     5000:  106:int rb_insert(struct rb_tree *tree, struct rb_node *node)
        -:  107:{
     5000:  108:    struct rb_node **tmp = &tree->root;
     5000:  109:    struct rb_node *parent = NULL;
        -:  110:    int ret;
        -:  111:
        -:  112:    // make the colour of newly inserted nodes as RED
     5000:  113:    node->color = RB_RED;
     5000:  114:    node->left = NULL;
     5000:  115:    node->right = NULL;
        -:  116:
        -:  117:    // Perform standard BST insertion
    32257:  118:    while (*tmp) {
    27257:  119:        parent = *tmp;
    27257:  120:        ret = tree->cmp(parent, node);
    27257:  121:        if (ret < 0)
    12843:  122:            tmp = &parent->left;
    14414:  123:        else if (ret > 0)
    14414:  124:            tmp = &parent->right;
        -:  125:        else
    #####:  126:            return 0;
        -:  127:    }
     5000:  128:    *tmp = node;
     5000:  129:    node->parent = parent;
        -:  130:
        -:  131:    // Condition 1, If x is the root, change the colour of x as BLACK
     5000:  132:    if (tree->root == node) {
       50:  133:        node->color = RB_BLACK;
       50:  134:        return 1;
        -:  135:    }
        -:  136:
        -:  137:    // Condition 2, If parent is BLACK, insert done
        -:  138:
        -:  139:    // Condition 3, parent is red
     7149:  140:    while (parent->color == RB_RED) {
        -:  141:        struct rb_node *uncle, *grandpa;
        -:  142:
     4245:  143:        grandpa = parent->parent;
     4245:  144:        uncle = (parent == grandpa->left) ? grandpa->right : grandpa->left;
        -:  145:
        -:  146:        // 3.1 uncle is red
     4245:  147:        if (uncle && uncle->color == RB_RED) {
        -:  148:
        -:  149:            // change parent and uncle to BLACK
     2351:  150:            parent->color = RB_BLACK;
     2351:  151:            uncle->color = RB_BLACK;
        -:  152:            
        -:  153:            // 3.1.1 grandpa is root, insert done
     2351:  154:            if (grandpa == tree->root)
      152:  155:                break;
        -:  156:
        -:  157:            // 3.1.2 grandpa is not root, change its color to RED
     2199:  158:            grandpa->color = RB_RED;
        -:  159:
        -:  160:            // set x to grandpa, and continue to check
     2199:  161:            node = grandpa;
     2199:  162:            parent = node->parent;
        -:  163:
     2199:  164:            continue;
        -:  165:        }
        -:  166:
        -:  167:        // 3.2 uncle is BLACK, we need recoloring and rotating
     1894:  168:        rotate(tree, node);
        -:  169:
        -:  170:        // after recoloring and rotating, the tree is balanced
     1894:  171:        break;
        -:  172:    }
        -:  173:
     4950:  174:    return 1;
        -:  175:}
        -:  176:
     5000:  177:void rb_delete(struct rb_tree *tree, struct rb_node *x)
        -:  178:{
        -:  179:    struct rb_node *s, *p;
        -:  180:    struct rb_node *m, *n;
        -:  181:
        -:  182:    // Conditon 3, the deleted node has 2 childs
     5000:  183:    if (x->left && x->right)
        -:  184:    {
     2101:  185:        int color = x->color;
        -:  186:
     2101:  187:        m = x->right;    // m is right child
     2101:  188:        n = m;
     4026:  189:        while (n->left)
     1925:  190:            n = n->left; // n is leftmost node
        -:  191:
     2101:  192:        x->color = n->color;
     2101:  193:        n->color = color;
        -:  194:
     2101:  195:        n->left = x->left;
     2101:  196:        if (x->left)
     2101:  197:            x->left->parent = n;
     2101:  198:        x->left = NULL;
     2101:  199:        x->right = n->right;
        -:  200:
     2101:  201:        n->right = m;
     2101:  202:        m->parent = n;
        -:  203:
     2101:  204:        m = n->parent;    // cache leftmost's parent to m
     2101:  205:        replace(tree, x, n);
        -:  206:
     2101:  207:        if (n->right == n) {    // leftmost is x's right child
      919:  208:            n->right = x;
      919:  209:            x->parent = n;
        -:  210:        }
        -:  211:        else {
     1182:  212:            m->left = x;
     1182:  213:            x->parent = m;
        -:  214:        }
        -:  215:
        -:  216:        // fallthrough to process leftmost deletion
        -:  217:    }
        -:  218:
        -:  219:    // Condition 2, has only one child
     5000:  220:    if (x->left || x->right)
        -:  221:    {
     1056:  222:        m = x->left ? : x->right;
     1056:  223:        replace(tree, x, m);
        -:  224:
        -:  225:        // if any is red, delete done
     1056:  226:        if (x->color == RB_RED || m->color == RB_RED) {
     1056:  227:            m->color = RB_BLACK;
     1056:  228:            return;
        -:  229:        }
        -:  230:
        -:  231:        // if both is black, fallthrough to fixup
    #####:  232:        p = m;
    #####:  233:        s = NULL;
        -:  234:    }
        -:  235:
        -:  236:    // Condition 1, no child
        -:  237:    else {
     3944:  238:        p = x->parent;
     3944:  239:        if (p)
     3894:  240:            s = (x == p->left) ? p->right : p->left;
        -:  241:
     3944:  242:        replace(tree, x, NULL);
        -:  243:
        -:  244:        // 1.1 the deleted node is red, delete done
     3944:  245:        if (x->color == RB_RED)
     1413:  246:            return;
        -:  247:
        -:  248:        // 1.2 the deleted node is black, fallthrough to fixup
        -:  249:    }
        -:  250:
        -:  251:    // rotating and recoloring
     3849:  252:    while (p) {
        -:  253:
        -:  254:        // sibling is black
     3647:  255:        if (!s || s->color == RB_BLACK)
        -:  256:        {
        -:  257:            // b) its both children are black
     3379:  258:            if (!s || ((!s->left || s->left->color == RB_BLACK) &&
     2788:  259:                    (!s->right || s->right->color == RB_BLACK)))
        -:  260:            {
     2351:  261:                if (s)
     2351:  262:                    s->color = RB_RED;
        -:  263:
     2351:  264:                if (p->color == RB_RED) {
     1301:  265:                    p->color = RB_BLACK;
     1301:  266:                    return;
        -:  267:                }
        -:  268:
     1050:  269:                if (p->parent)
      898:  270:                    s = (p == p->parent->left) ? p->parent->right : p->parent->left;
     1050:  271:                p = p->parent;
     1050:  272:                continue;
        -:  273:            }
        -:  274:
        -:  275:            // a) at least one child is red
     1028:  276:            if (s == p->right) {
      509:  277:                if (s->right && s->right->color == RB_RED) {
      246:  278:                    s->right->color = RB_BLACK;
      246:  279:                    s->color = p->color;
      246:  280:                    p->color = RB_BLACK;
      246:  281:                    p->right = s->left;
      246:  282:                    if (s->left)
      103:  283:                        s->left->parent = p;
      246:  284:                    s->left = p;
      246:  285:                    replace(tree, p, s);
      246:  286:                    p->parent = s;
        -:  287:                }
        -:  288:                else {
      263:  289:                    m = s->left;
      263:  290:                    m->color = p->color;
      263:  291:                    p->color = RB_BLACK;
      263:  292:                    replace(tree, p, m);
      263:  293:                    p->right = m->left;
      263:  294:                    if (m->left)
       57:  295:                        m->left->parent = p;
      263:  296:                    s->left = m->right;
      263:  297:                    if (m->right)
       57:  298:                        m->right->parent = s;
      263:  299:                    m->left = p;
      263:  300:                    p->parent = m;
      263:  301:                    m->right = s;
      263:  302:                    s->parent = m;
        -:  303:                }
        -:  304:            }
        -:  305:            else {
      519:  306:                if (s->left && s->left->color == RB_RED) {
      274:  307:                    s->left->color = RB_BLACK;
      274:  308:                    s->color = p->color;
      274:  309:                    p->color = RB_BLACK;
      274:  310:                    p->left = s->right;
      274:  311:                    if (s->right)
      119:  312:                        s->right->parent = p;
      274:  313:                    s->right = p;
      274:  314:                    replace(tree, p, s);
      274:  315:                    p->parent = s;
        -:  316:                }
        -:  317:                else {
      245:  318:                    m = s->right;
      245:  319:                    m->color = p->color;
      245:  320:                    p->color = RB_BLACK;
      245:  321:                    replace(tree, p, m);
      245:  322:                    p->left = m->right;
      245:  323:                    if (m->right)
       40:  324:                        m->right->parent = p;
      245:  325:                    s->right = m->left;
      245:  326:                    if (m->left)
       40:  327:                        m->left->parent = s;
      245:  328:                    m->right = p;
      245:  329:                    p->parent = m;
      245:  330:                    m->left = s;
      245:  331:                    s->parent = m;
        -:  332:                }
        -:  333:            }
        -:  334:
     1028:  335:            return;
        -:  336:        }
        -:  337:
        -:  338:        else {
        -:  339:            // c) sibling is red
      268:  340:            replace(tree, p, s);
        -:  341:
      268:  342:            p->parent = s;
      268:  343:            p->color = RB_RED;
      268:  344:            s->color = RB_BLACK;
        -:  345:
      268:  346:            if (s == p->right) {
      115:  347:                p->right = s->left;
      115:  348:                if (s->left)
      115:  349:                    s->left->parent = p;
      115:  350:                s->left = p;
      115:  351:                s = p->right; // update p s and continue
        -:  352:            }
        -:  353:            else {
      153:  354:                p->left = s->right;
      153:  355:                if (s->right)
      153:  356:                    s->right->parent = p;
      153:  357:                s->right = p;
      153:  358:                s = p->left;
        -:  359:            }
        -:  360:        }
        -:  361:    }
        -:  362:}
        -:  363:

可以看到,rb_delete 232/233行没有覆盖到。但是分析发现,实际是不存在这个场景。


参考:

gcov—a Test Coverage Program. https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Gcov.html

Gcovr User Guide. https://gcovr.github.io/guide.html


Copyright © linuxdev.cc 2017-2024. Some Rights Reserved.