Linux平台代码覆盖率测试-基本块图、插桩位置及桩代码执行分析

0. 序 1. 基本块概念 2. 基本块图及插桩点分析 2.1 基本块图 2.2 有效基本块图 2.3 带桩点信息的有效基本块图 2.4 插桩位置及桩代码执行情况分析 3. 小结 Appendix: 源代码中对 Basic Block 的解释 0. 序由前面几篇文章，例如：Linux 平台代码覆盖率测试 -gcov-dump 原理分析 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-05/36536.htmLinux 平台代码覆盖率测试 -.gcda/.gcno 文件及其格式分析 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-05/36540.htmLinux 平台代码覆盖率测试 -GCC 插桩基本概念及原理分析 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-05/36572.htmLinux 平台代码覆盖率测试 -GCC 插桩前后汇编代码对比分析 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-05/36541.htm 我们已经知道了代码覆盖率测试的一些相关概念，例如 Basic Block ， Arcs 等。本文重点叙述这些基本概念，并仍以前面的 test.c 为例说明基本块图（Basic Block Graph）及插桩点。本文所用 gcc 版本为 gcc-4.1.2 。 test.c 代码如下。

00001: #include 00002:00003: int main （ void ） 00004: { 00005: int i , total ; 00006:00007: total = 0 ; 00008:00009: for （ i = 0 ; i < 10 ; i ++ ） 00010: total += i ; 00011:00012: if （ total ！= 45 ） 00013: printf （ "Failure " ）; 00014: else 00015: printf （ "Success " ）; 00016: return 0 ; 00017: } 00018:

1. 基本块概念通过基本块的划分，可以把程序分为一组代码段，每一段代码中的第一条语句被执行，则整段代码都被执行一次。那么，什么是基本块（Basic Block）？基本块

程序中一个顺序执行的语句序列
只有一个出口语句和一个入口语句
执行时只能从入口语句入，从出口语句退出
基本块中的所有语句的执行次数一定是相同的
一般由多个顺序执行语句后跟一个跳转语句组成

因此，基本块的最后一条语句一定是一个跳转语句，且跳转的目的地一定是另一个基本块的第一条语句。如果跳转语句是有条件的，就产生了一个分支（arc），该基本块就有两个基本块作为目的地。如果把每个基本块当作一个节点，那么一个函数中的所有基本块就构成了一个有向图，称之为基本块图（Basic Block Graph）。且只要知道图中部分 BB 或 arc 的执行次数就可以推算出所有的 BB 和所有的 arc 的执行次数。本文附录介绍了 GCC 源代码中对 Basic Block 的解释。下面以 test.c 为例，说明这些问题。 2. 基本块图及插桩点分析 2.1 基本块图根据 " Linux 平台代码覆盖率测试 -.gcda/.gcno 文件及其格式分析 " 一文 1.1 节和 2.1 节的输出信息，我们可以画出如下的基本块图（Basic Block Graph）。
图 1 基本块图其中， BB0 和 BB8 分别对应着开始和结束的虚拟基本块，表明程序从 BB0 开始，从 BB8 退出。因此， BB0 没有入边，只有出边，而 BB8 只有入边，没有出边。 8 个 ARCS 记录对应图中的 8 个有出度的节点， 12 条有向边实际上就是所有的 arcs 总数。 2.2 有效基本块图从输出结果可以看出， BB0,BB8,BB3 没有对应的代码行，可以当作虚拟的基本块。有效的基本块只有 BB1, BB2, BB4, BB5, BB6, BB7 。如果在图 1 中，我们删除虚拟基本块 BB0 和 BB8 ，并加入 " Linux 平台代码覆盖率测试 -.gcda/.gcno 文件及其格式分析 " 一文 2.1 节的输出的 LINES 信息（BB 的行号信息），那么程序的逻辑会更清楚。如图 2 所示。图 2 有效基本块（带行号信息）图其中，每个节点旁边的 lineno（行号）表示构成该 BB 的代码行，这些代码也显示在旁边。