用 DSF 模拟设备

为 Linux 内核创建测试用例相当简单；通常要么要求特定的范围，要么要求广泛的范围。不过，当在用户空间进行测试时，有一些特殊情况可能很难测试。很少执行的分支代码、不存在的设备以及错误路径代码等难以测试。

Device Simulator Framework（DSF）可以解决这一问题，它拥有一个内核空间到用户空间的输入输出控制接口，让测试用例开发人员可以执行内核的特定目标区域。当设备可能不存在时，DSF 特别有助于执行设备驱动程序内核代码。虽然 DSF 不能取代真正的设备测试，但是它可以在很大程度上帮助您调试和测试驱动程序代码。

DSF 还可以加快测试用例的开发，因为您不必去学习用于用户/内核空间通信的输入输出控制接口。

到目前为止，只支持最近发布的 Linux 2.5.xx 到当前的 2.6.xx 之间的内核版本。

入门

首先，我建议您下载整个 Linux Test Project (LTP) 测试套件，其中包括 DSF 代码。Linux Test Project 是 IBM Linux Technology Center (LTC) 与其他一些组织合作的项目（请参阅 参考资料中的链接）。

解压存档文件后，您将在 testcases/kernel/device-drivers/dev_sim_framework 目录下找到用户/内核模板测试代码。编译 LTP 测试套件并安装它，然后切换到 DSF 目录。进入 DSF 目录后，您将看到 kernel_space 目录和 user_space 目录。相应的内核模块和用户空间文件分别在这两个目录中。切换到这两个目录并运行 make 来编译模板。

ioctl 请求

ioctl 函数处理专用文件的底层设备参数。具体来说，很多字符专用文件（例如终端）的操作属性可以由 ioctl 请求来控制。

---

回页首

使用模板

模板编译完成后，在执行用户空间代码之前您可以用 insmod 或 modprobe 来加载内核模块。切换到 user_space 目录，执行用户空间代码。由于模板只是与已经注册的内核模块通信并返回，所以用户代码将运行并迅速返回结果。

修改模板来执行期望的内核代码相对也比较简单。不过，还是需要一些内核编程的知识。 EXPORT_SYMBOL 标签内定义的函数对全部内核代码公开，不用修改内核代码就可以在您的内核模块中直接调用。您还可以手工修改内核源代码来导出另外的函数，用于重新编译并加载新内核后的测试。

---

回页首

DSF 应用

下面的代码是一个如何实现设备类型测试的例子：

清单 1. 虚拟设备代码

   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;
   }
                

这个例子启用了一个调用 pci 内核 API 的“虚拟的”PCI 设备。这个虚拟的设备还可以用于其他测试。

---

回页首

结束语

如果您是一位具有一定经验的 Linux 内核和设备驱动程序开发人员，使用 DSF 将让您双重受益：由于 DSF 模板可以用于很多不同的测试，所以您可以更快地开发测试用例并保证其更加一致。而且，您还可以执行内核的特定目标区域，这样典型的用户空间测试用例执行内核代码时就不会再漫无目的。

Linux Test Project 的目标是帮助设备驱动程序开发人员标准化设备单元测试，提高 Linux 内核中设备驱动程序的稳定性。考虑到这一点，欢迎您通过 mridge@us.ibm.com与我联系并分享您使用 DSF 的经验。

参考资料

您可以参阅本文在 developerWorks 全球站点上的 英文原文.

Linux Test Project(LTP) 是 IBM's Linux Technology Center与一些行业合作伙伴的合作项目。



IBM Linux Technology Center 去年对 2.4 内核进行了极其严格的全面基准测试。在 测试 Linux 的可靠性（ developerWorks, 2003 年 12 月）一文中给出了他们的工作成果。



IBM Linux Technology Center 的 Paul Larson 在 从 2.4 到 2.6 内核开发中的改进（ developerWorks, 2004 年 2 月）一文中揭密了制造 2.6 内核过程中用到的工具和测试。



Linux at IBM站点以报道整个 IBM 的 Linux 新闻和信息为特征。



在 IBM Systems Journal 中您可以阅读很多关于 IBM 如何进行软件测试的文章。



IBM 还提供 Performance Management, Testing and Scalability Services。



Linux Kernel Archives是 Linux 内核源代码的最主要站点；它还编录并链接了从初级到高级的大量信息。



在 developerWorks Linux 专区可以找到更多为 Linux 开发人员准备的参考资料。



在 Developer Bookstore 的 Linux 区可以找到很多精选的关于 Linux 书籍。

关于作者

Martin Ridgeway 是 IBM Linux Technology Center 的 Linux Test Project 的一位团队领导。去年他所从事的一些项目包括 Linux Test Project 和内核代码复盖分析。可以通过 mridge@us.ibm.com 与他联系。