為 Linux 內(nèi)核創(chuàng)建測試用例相當簡單；通常要么要求特定的范圍，要么要求廣泛的范圍。不過，當在用戶空間進行測試時，有一些特殊情況可能很難測試。很少執(zhí)行的分支代碼、不存在的設(shè)備以及錯誤路徑代碼等難以測試。
Device Simulator Framework（DSF）可以解決這一問題，它擁有一個內(nèi)核空間到用戶空間的輸入輸出控制接口，讓測試用例開發(fā)人員可以執(zhí)行內(nèi)核的特定目標區(qū)域。當設(shè)備可能不存在時，DSF 特別有助于執(zhí)行設(shè)備驅(qū)動程序內(nèi)核代碼。雖然 DSF 不能取代真正的設(shè)備測試，但是它可以在很大程度上幫助您調(diào)試和測試驅(qū)動程序代碼。
DSF 還可以加快測試用例的開發(fā)，因為您不必去學(xué)習(xí)用于用戶/內(nèi)核空間通信的輸入輸出控制接口。
到目前為止，只支持最近發(fā)布的 Linux 2.5.xx 到當前的 2.6.xx 之間的內(nèi)核版本。
入門
首先，我建議您下載整個 Linux Test Project (LTP) 測試套件，其中包括 DSF 代碼。Linux Test Project 是 IBM Linux Technology Center (LTC) 與其他一些組織合作的項目（請參閱
參考資料中的鏈接）。
解壓存檔文件后，您將在 testcases/kernel/device-drivers/dev_sim_framework 目錄下找到用戶/內(nèi)核模板測試代碼。編譯 LTP 測試套件并安裝它，然后切換到 DSF 目錄。進入 DSF 目錄后，您將看到 kernel_space 目錄和 user_space 目錄。相應(yīng)的內(nèi)核模塊和用戶空間文件分別在這兩個目錄中。切換到這兩個目錄并運行
make 來編譯模板。
ioctl 函數(shù)處理專用文件的底層設(shè)備參數(shù)。具體來說，很多字符專用文件（例如終端）的操作屬性可以由 ioctl 請求來控制。
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使用模板
模板編譯完成后，在執(zhí)行用戶空間代碼之前您可以用 insmod 或 modprobe 來加載內(nèi)核模塊。切換到 user_space 目錄，執(zhí)行用戶空間代碼。由于模板只是與已經(jīng)注冊的內(nèi)核模塊通信并返回，所以用戶代碼將運行并迅速返回結(jié)果。
修改模板來執(zhí)行期望的內(nèi)核代碼相對也比較簡單。不過，還是需要一些內(nèi)核編程的知識。 EXPORT_SYMBOL 標簽內(nèi)定義的函數(shù)對全部內(nèi)核代碼公開，不用修改內(nèi)核代碼就可以在您的內(nèi)核模塊中直接調(diào)用。您還可以手工修改內(nèi)核源代碼來導(dǎo)出另外的函數(shù)，用于重新編譯并加載新內(nèi)核后的測試。
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DSF 應(yīng)用
下面的代碼是一個如何實現(xiàn)設(shè)備類型測試的例子：
清單 1. 虛擬設(shè)備代碼
switch(cmd) {
case LTP_OPTION1: rc = test_option(); break;
case PCI_ENABLE: rc = pci_enable(); break;
default:
printk("Mismatching ioctl commandn");
break;
}
.
.
.
/*
* pci_enable
* enable a pci device so that it may be used in
* later testing in the user test program
*/
static int pci_enable() {
int rc = 0;
struct pci_dev *dev = ltp_pci.dev;
/* check if can enable the device pointer */
if(!dev) {
printk("tpci: dev is NULLn");
return 1;
}
if( pci_enable_device(dev) ) {
printk("tpci: failed to enable pci devicen");
rc = 1;
}
else {
printk("tpci: enabled pci devicen");
rc = 0;
}
return rc;
}
這個例子啟用了一個調(diào)用 pci 內(nèi)核 API 的“虛擬的”PCI 設(shè)備。這個虛擬的設(shè)備還可以用于其他測試。
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結(jié)束語
如果您是一位具有一定經(jīng)驗的 Linux 內(nèi)核和設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)人員，使用 DSF 將讓您雙重受益：由于 DSF 模板可以用于很多不同的測試，所以您可以更快地開發(fā)測試用例并保證其更加一致。而且，您還可以執(zhí)行內(nèi)核的特定目標區(qū)域，這樣典型的用戶空間測試用例執(zhí)行內(nèi)核代碼時就不會再漫無目的。
Linux Test Project 的目標是幫助設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)人員標準化設(shè)備單元測試，提高 Linux 內(nèi)核中設(shè)備驅(qū)動程序的穩(wěn)定性。考慮到這一點，歡迎您通過 mridge@us.ibm.com與我聯(lián)系并分享您使用 DSF 的經(jīng)驗。
參考資料
您可以參閱本文在 developerWorks 全球站點上的 英文原文.Linux Test Project(LTP) 是 IBM's Linux Technology Center與一些行業(yè)合作伙伴的合作項目。
IBM Linux Technology Center 去年對 2.4 內(nèi)核進行了極其嚴格的全面基準測試。在 測試 Linux 的可靠性（ developerWorks, 2003 年 12 月）一文中給出了他們的工作成果。
IBM Linux Technology Center 的 Paul Larson 在 從 2.4 到 2.6 內(nèi)核開發(fā)中的改進（ developerWorks, 2004 年 2 月）一文中揭密了制造 2.6 內(nèi)核過程中用到的工具和測試。
Linux at IBM站點以報道整個 IBM 的 Linux 新聞和信息為特征。
在 IBM Systems Journal 中您可以閱讀很多關(guān)于 IBM 如何進行軟件測試的文章。
IBM 還提供 Performance Management, Testing and Scalability Services。
Linux Kernel Archives是 Linux 內(nèi)核源代碼的最主要站點；它還編錄并鏈接了從初級到高級的大量信息。
在 developerWorks Linux 專區(qū)可以找到更多為 Linux 開發(fā)人員準備的參考資料。
在 Developer Bookstore 的 Linux 區(qū)可以找到很多精選的關(guān)于 Linux 書籍。
關(guān)于作者
Martin Ridgeway 是 IBM Linux Technology Center 的 Linux Test Project 的一位團隊領(lǐng)導(dǎo)。去年他所從事的一些項目包括 Linux Test Project 和內(nèi)核代碼復(fù)蓋分析。可以通過 mridge@us.ibm.com 與他聯(lián)系。
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