通过 QEMU/GDB 生成 .gcda 覆盖文件答案

【问题标题】：Generating .gcda coverage files via QEMU/GDB通过 QEMU/GDB 生成 .gcda 覆盖文件
【发布时间】：2016-08-18 18:31:53
【问题描述】：

执行摘要：我想使用 GDB 提取存储在我的嵌入式目标的内存中的覆盖执行计数，并使用它们创建 .gcda 文件（用于提供给 gcov/ lcov)。

设置：

我可以成功地交叉编译我的二进制文件，以我的特定嵌入式目标为目标 - 然后在 QEMU 下执行它。
我还可以使用 QEMU 的 GDB 支持来调试二进制文件（即使用 tar extended-remote localhost:... 附加到正在运行的 QEMU GDB 服务器，并完全控制我的二进制文件的执行）。

覆盖范围： 现在，为了执行“目标”覆盖率分析，我使用交叉编译 -fprofile-arcs -ftest-coverage。然后 GCC 发出 64 位计数器来跟踪特定代码块的执行计数。

在正常（即基于主机，非交叉编译）执行下，当应用程序完成时，__gcov_exit 被调用 - 并将所有这些执行计数收集到 .gcdafiles（然后 gcov 用于报告覆盖率详细信息）。

然而，在我的嵌入式目标中，没有文件系统可言——而且 libgcov 基本上包含所有 __gcov_... 函数的空存根。

通过 QEMU/GDB 解决方法： 为了解决这个问题，并以与 GCC 版本无关的方式进行，我可以通过 MYPLATFORM-readelf 和 @ 在我的二进制文件中列出与覆盖率相关的符号987654329@-输出相关的（例如__gcov0.Task1_EntryPoint、__gcov0.worker等）：

$ MYPLATFORM-readelf -s binary | grep __gcov
...
46: 40021498  48 OBJECT  LOCAL  DEFAULT 4 __gcov0.Task1_EntryPoint
...

然后我可以使用报告的偏移量/大小来自动创建一个 GDB 脚本 - 一个通过简单的内存转储提取计数器数据的脚本（来自 offset，转储 length 字节到本地文件）。

我不知道（并且未能找到任何相关信息/工具）是如何将生成的 (memory offset,memory data) 对转换为 .gcda 文件。如果存在这样的工具/脚本，我将有一种可移植（与平台无关）的方式来覆盖任何支持 QEMU 的平台。

有这样的工具/脚本吗？

任何建议/指针将不胜感激。

更新：我自己解决了这个问题，您可以在下面阅读 - 并写了一个 blog post about it。

【问题讨论】：

标签： embedded code-coverage gcov

【解决方案1】：

原来有一种（很多）更好的方法来做我想做的事。

Linux 内核 includes portable GCOV related functionality，通过提供此端点抽象出 GCC 版本特定的详细信息：

size_t convert_to_gcda(char *buffer, struct gcov_info *info)

所以基本上，我可以通过以下步骤进行目标覆盖：

第 1 步

我在我的项目中添加了三个稍微修改过的 linux gcov 文件版本：base.c、gcc_4_7.c 和 gcov.h。我不得不替换其中的一些 linux-isms - 比如 vmalloc、kfree 等 - 以使代码可移植（因此，可以在我的嵌入式平台上编译，这与 Linux 无关）。

第 2 步

然后我提供了我自己的__gcov_init...

typedef struct tagGcovInfo {
    struct gcov_info *info;
    struct tagGcovInfo *next;
} GcovInfo;
GcovInfo *headGcov = NULL;

void __gcov_init(struct gcov_info *info)
{
    printf(
        "__gcov_init called for %s!\n",
        gcov_info_filename(info));
    fflush(stdout);
    GcovInfo *newHead = malloc(sizeof(GcovInfo));
    if (!newHead) {
        puts("Out of memory!");
        exit(1);
    }
    newHead->info = info;
    newHead->next = headGcov;
    headGcov = newHead;
}

...和__gcov_exit:

void __gcov_exit()
{
    GcovInfo *tmp = headGcov;
    while(tmp) {
        char *buffer;
        int bytesNeeded = convert_to_gcda(NULL, tmp->info);
        buffer = malloc(bytesNeeded);
        if (!buffer) {
            puts("Out of memory!");
            exit(1);
        }
        convert_to_gcda(buffer, tmp->info);
        printf("Emitting %6d bytes for %s\n", bytesNeeded, gcov_info_filename(tmp->info));
        free(buffer);
        tmp = tmp->next;
    }
}

第 3 步

最后，我通过这个脚本编写了我的 GDB（远程驱动 QEMU）：

$ cat coverage.gdb
tar extended-remote :9976
file bin.debug/fputest
b base.c:88  <================= This breaks on the "Emitting" printf in __gcov_exit
commands 1
    silent
    set $filename = tmp->info->filename
    set $dataBegin = buffer
    set $dataEnd = buffer + bytesNeeded
    eval "dump binary memory %s 0x%lx 0x%lx", $filename, $dataBegin, $dataEnd
    c
end
c
quit

最后，同时执行 QEMU 和 GDB - 像这样：

$ # In terminal 1:
qemu-system-MYPLATFORM ... -kernel bin.debug/fputest  -gdb tcp::9976 -S

$ # In terminal 2:
MYPLATFORM-gdb -x coverage.gdb

...就是这样 - 我能够在我的本地文件系统中生成 .gcda 文件，然后查看 gcov 和 lcov 的覆盖结果。

更新：我写了blog post showing the process in detail。

【讨论】：