1、第12章系統(tǒng)集成測(cè)試,2,本章介紹了系統(tǒng)集成測(cè)試需要的各種工具，主要包括系統(tǒng)跟蹤、性能測(cè)試和內(nèi)存測(cè)試3個(gè)方面。通過學(xué)習(xí)本章內(nèi)容，可以了解一些基本的系統(tǒng)測(cè)試方法，用來解決系統(tǒng)性能方面的問題。,本章目標(biāo),系統(tǒng)跟蹤工具系統(tǒng)性能測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)存測(cè)試,12.1系統(tǒng)集成測(cè)試,Linux系統(tǒng)的內(nèi)核、應(yīng)用程序和文件系統(tǒng)分別來源于不同的軟件工程，當(dāng)把它們都集成到一個(gè)系統(tǒng)中時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)意想不到問題。解決這些問題需要一些測(cè)試過程。,12.1.1系統(tǒng)集成測(cè)試概述,集成測(cè)試環(huán)境與交叉開發(fā)環(huán)境的建立步驟是基本相同的，不同的是已經(jīng)包含了新開發(fā)的內(nèi)核、應(yīng)用程序以及文件系統(tǒng)配置。測(cè)試環(huán)境建立的前提是已經(jīng)完成所有內(nèi)核和應(yīng)用程序開發(fā)

2、，仍然采用NFS文件系統(tǒng)方式，添加測(cè)試程序和配置文件。,12.1.2系統(tǒng)集成測(cè)試要求,對(duì)于嵌入式系統(tǒng)，需要測(cè)試的指標(biāo)可能很多。從Linux操作系統(tǒng)角度來說，主要包括下列3個(gè)方面的測(cè)試。系統(tǒng)功能測(cè)試系統(tǒng)性能測(cè)試內(nèi)存泄漏測(cè)試,12.2系統(tǒng)跟蹤工具,Strace是單個(gè)Linux進(jìn)程的跟蹤工具，它能夠跟蹤并且打印出程序調(diào)用的所有系統(tǒng)調(diào)用。它使用ptrace系統(tǒng)調(diào)用跟蹤調(diào)試運(yùn)行中的進(jìn)程。它不要求重新編譯要跟蹤的程序，即使沒有源代碼，同樣可以調(diào)試跟蹤。Ltrace工具也是單個(gè)Linux進(jìn)程的跟蹤工具。Ltrace與Strace跟蹤的對(duì)象不同，它跟蹤的是動(dòng)態(tài)庫函數(shù)的調(diào)用；兩者使用的方法基本相同，都不需要重新

3、編譯程序。LTT通過一個(gè)內(nèi)核模塊來監(jiān)測(cè)主要的內(nèi)核子系統(tǒng)。內(nèi)核的跟蹤模塊采集產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)給用戶空間的守候進(jìn)程并且記錄到磁盤上。LTT還提供了事件觀測(cè)工具，用3種不同的格式來分析跟蹤的數(shù)據(jù)（事件圖、進(jìn)程分析、原始事件）。LTT對(duì)于系統(tǒng)性能分析是很有用的；對(duì)于獲取實(shí)時(shí)或者非實(shí)時(shí)的任務(wù)在內(nèi)核和用戶層面的交互信息也非常有用。,12.3系統(tǒng)性能測(cè)量工具,對(duì)于Linux服務(wù)器來說，系統(tǒng)性能是衡量產(chǎn)品的一個(gè)重要標(biāo)志。由于嵌入式Linux系統(tǒng)的處理器是千差萬別的，系統(tǒng)的性能也不可能有統(tǒng)一的指標(biāo)。然而，Linux的各種性能測(cè)量工具可以用來優(yōu)化調(diào)整嵌入式Linux系統(tǒng)的特定性能。,12.3.1代碼效率測(cè)量,1g

4、profgprof是代碼執(zhí)行測(cè)試工具，它可以測(cè)量程序中函數(shù)執(zhí)行所花的時(shí)間，還能計(jì)算代表其他進(jìn)程運(yùn)行的時(shí)間。2gcovgcov是代碼覆蓋測(cè)試工具，它可以分析程序源代碼行的調(diào)用次數(shù)，看其中哪些頻繁調(diào)用，哪些沒有調(diào)用過。3OprofileOprofile是一種代碼評(píng)測(cè)和性能監(jiān)控工具。Oprofile工具包含內(nèi)核模塊和用戶空間守護(hù)進(jìn)程兩部分。內(nèi)核模塊可以訪問性能計(jì)數(shù)寄存器，用戶空間的守護(hù)進(jìn)程負(fù)責(zé)從這些寄存器中收集數(shù)據(jù)。在啟動(dòng)守護(hù)進(jìn)程之前，Oprofile需要配置事件類型以及每種事件的樣本計(jì)數(shù)（samplecount）。Oprofile被設(shè)計(jì)成可以在低開銷下運(yùn)行，從而使后臺(tái)運(yùn)行的守護(hù)進(jìn)程不會(huì)擾亂系統(tǒng)性能

5、。Oprofile評(píng)測(cè)的過程是在目標(biāo)板本地運(yùn)行過程中進(jìn)行的。下面是基本測(cè)試流程。（1）配置Oprofile（2）清除采集數(shù)據(jù)（3）啟動(dòng)評(píng)測(cè)（4）停止評(píng)測(cè)（5）獲取評(píng)測(cè)數(shù)據(jù),12.3.2LTP,LTP（LinuxTestProject）是SGI、IBM、OSDL和Bull合作的項(xiàng)目，目的是為開源社區(qū)提供一個(gè)測(cè)試套件，用來驗(yàn)證Linux系統(tǒng)可靠性、健壯性和穩(wěn)定性。LTP是Linux內(nèi)核和相關(guān)特點(diǎn)測(cè)試的一整套工具集，它力求通過自動(dòng)化的測(cè)試方法改進(jìn)Linux內(nèi)核LTP提供了大量的測(cè)試工具和腳本，基本的測(cè)試流程如下。（1）以root用戶身份登錄。（2）解壓ltp軟件包。（3）編譯安裝。（4）運(yùn)行runa

6、lltests.sh腳本，順序執(zhí)行全部測(cè)試。（5）按照項(xiàng)目分別測(cè)試。,12.3.3LMbench,LMbench是一種benchmark（性能測(cè)試，后面將直接引用英文單詞）軟件，針對(duì)各種通用系統(tǒng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。多數(shù)情況下，用來測(cè)試系統(tǒng)實(shí)際性能問題，并且常用于比較不同系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。有些情況下，benchmark可以發(fā)現(xiàn)一些新的BUG和設(shè)計(jì)缺陷。LMbench包含一個(gè)可擴(kuò)展的測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)庫。,12.4測(cè)量?jī)?nèi)存泄漏,對(duì)于嵌入式系統(tǒng)來說，內(nèi)存是非常寶貴的資源。12.4.1mtracemtrace是最簡(jiǎn)單的一種內(nèi)存泄漏跟蹤工具。mtrace可以探測(cè)由于不成對(duì)使用malloc/free函數(shù)調(diào)用引起的內(nèi)存泄漏。使

7、用mtrace有3個(gè)方面最關(guān)鍵。（1）包含mcheck.h；（2）設(shè)置MALLOC_TRACE環(huán)境變量；（3）調(diào)用mtrace()函數(shù)。,12.4.2dmalloc,dmalloc（DebugMallocLibrary）是替代malloc、realloc、calloc、free和其他內(nèi)存管理函數(shù)的庫。dmalloc可以配置包含線程支持和C+支持。它能夠作為共享庫和靜態(tài)庫編譯。所有這些選項(xiàng)在編譯的時(shí)候選擇，在鏈接應(yīng)用程序的時(shí)候用到的這些庫。,12.4.3memwatch,memwatch是一種C語言內(nèi)存錯(cuò)誤檢測(cè)工具。它是由JohanLindh編寫的，開放源代碼memwatch不僅能夠探測(cè)mall

8、oc和free錯(cuò)誤，而且能夠探測(cè)越界（fencepost）情況。memwatch的核心是memwatch.c文件。它實(shí)現(xiàn)了封裝和地址檢查的代碼。使用memwatch前要做好以下準(zhǔn)備。必須在源碼中包含memwatch.h頭文件。必須在編譯命令行定義變量MEMWATCH（-DMEMWATCH）和MW_STDIO（-DMW_STDIO）。必須和應(yīng)用程序同時(shí)使用memwatch.c文件，memwatch.c生成的目標(biāo)模塊必須鏈接到應(yīng)用程序中。,12.4.4YAMD,YAMD（YetAnotherMallocDebugger）是輔助查找C和C+程序中動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配問題的工具包。YAMD具有以下特點(diǎn)。使用處理器的頁面管