代码覆盖率是衡量测试套件质量的重要指标。通过检测哪些代码行被执行，可以帮助我们识别未测试的代码部分，从而提高测试的全面性。本教程将介绍如何使用 gcov 和 gcovr 工具生成 Linux 内核代码和用户态程序的覆盖率报告。
工具介绍
- gcov：
gcov是 GCC 提供的代码覆盖率分析工具，能够生成程序的行级别和分支覆盖率信息。 - gcovr：
gcovr是一个轻量级 Python 脚本，可以将gcov的输出汇总并生成 HTML 或 XML 格式的覆盖率报告，便于集成和展示。
前置条件
- Linux 内核 源代码
- 用户态程序 源代码
- GCC 编译器
- Python 解释器（用于安装
gcovr）
安装与配置
1. 安装必要工具
在进行覆盖率分析前，我们需要安装一些必要的工具，包括 GCC、gcov 和 gcovr。可以通过以下命令安装这些工具：
# 安装GCC和gcov
sudo yum install gcc gcc-c++
# 安装gcovr
sudo pip install gcovr
2. 为内核编译启用覆盖率支持
为了获得内核的代码覆盖率，首先需要在编译内核时启用覆盖率支持。具体步骤如下：
2.1 下载并解压内核源码
首先获取 Linux 内核源码：
wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.10.tar.xz
tar -xvf linux-5.10.tar.xz
cd linux-5.10
2.2 配置内核编译选项
启用覆盖率配置项，在编译内核时生成覆盖率信息：
make menuconfig
在 Kernel hacking 选项下，启用如下配置：
Compile the kernel with profiling information(CONFIG_GCOV_KERNEL)Enable GCOV-based kernel profiling(CONFIG_GCOV_PROFILE_ALL)
保存配置并退出。
2.3 编译内核
编译带有覆盖率支持的内核：
make -j$(nproc)
sudo make modules_install
sudo make install
编译完成后，重启并进入新的内核：
sudo reboot
3. 生成内核覆盖率报告
内核启动后，使用以下步骤获取覆盖率信息：
3.1 收集覆盖率数据
运行需要测试的内核模块或功能，确保测试代码覆盖足够多的路径。执行完测试后，使用如下命令收集 gcov 数据：
cd /sys/kernel/debug/gcov
此目录下包含每个内核模块或文件的覆盖率数据。
3.2 使用 gcovr 生成报告
从 gcov 生成的 .gcda 文件中生成 HTML 报告：
gcovr -r /path/to/kernel/source --html --html-details -o kernel_coverage.html
gcovr 将汇总覆盖率数据并生成详细的 HTML 格式报告。
4. 用户态程序的代码覆盖率
对于用户态程序的覆盖率分析，步骤相对简单。首先需要确保 GCC 在编译程序时启用了覆盖率支持。
4.1 编译用户态程序
使用 -fprofile-arcs 和 -ftest-coverage 选项编译用户态程序，这会生成 .gcno 和 .gcda 文件，供后续分析使用：
gcc -fprofile-arcs -ftest-coverage -o my_program my_program.c
4.2 运行测试
执行编译好的程序以生成覆盖率数据：
./my_program
此时，程序目录下会生成 .gcda 文件，这些文件包含了覆盖率信息。
4.3 生成覆盖率报告
和内核相同，使用 gcovr 工具生成用户态程序的覆盖率报告：
gcovr -r . --html --html-details -o user_program_coverage.html
5. 分析覆盖率报告
生成的 HTML 报告会详细展示每个文件的覆盖率，包括行覆盖率和分支覆盖率。通过这些报告，你可以清晰地看到哪些代码被测试覆盖，哪些部分尚未被测试，便于进一步优化测试用例。
结论
通过 gcov 和 gcovr，我们可以轻松生成 Linux 内核代码和用户态程序的覆盖率报告。这不仅有助于提升代码质量，还可以帮助开发人员发现未覆盖的代码路径，优化测试策略。
