Merge tag 'amlogic-arm-dt-for-v5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / Documentation / dev-tools / kselftest.rst
1 ======================
2 Linux Kernel Selftests
3 ======================
4
5 The kernel contains a set of "self tests" under the tools/testing/selftests/
6 directory. These are intended to be small tests to exercise individual code
7 paths in the kernel. Tests are intended to be run after building, installing
8 and booting a kernel.
9
10 You can find additional information on Kselftest framework, how to
11 write new tests using the framework on Kselftest wiki:
12
13 https://kselftest.wiki.kernel.org/
14
15 On some systems, hot-plug tests could hang forever waiting for cpu and
16 memory to be ready to be offlined. A special hot-plug target is created
17 to run the full range of hot-plug tests. In default mode, hot-plug tests run
18 in safe mode with a limited scope. In limited mode, cpu-hotplug test is
19 run on a single cpu as opposed to all hotplug capable cpus, and memory
20 hotplug test is run on 2% of hotplug capable memory instead of 10%.
21
22 kselftest runs as a userspace process.  Tests that can be written/run in
23 userspace may wish to use the `Test Harness`_.  Tests that need to be
24 run in kernel space may wish to use a `Test Module`_.
25
26 Running the selftests (hotplug tests are run in limited mode)
27 =============================================================
28
29 To build the tests::
30
31   $ make -C tools/testing/selftests
32
33 To run the tests::
34
35   $ make -C tools/testing/selftests run_tests
36
37 To build and run the tests with a single command, use::
38
39   $ make kselftest
40
41 Note that some tests will require root privileges.
42
43 Kselftest supports saving output files in a separate directory and then
44 running tests. To locate output files in a separate directory two syntaxes
45 are supported. In both cases the working directory must be the root of the
46 kernel src. This is applicable to "Running a subset of selftests" section
47 below.
48
49 To build, save output files in a separate directory with O= ::
50
51   $ make O=/tmp/kselftest kselftest
52
53 To build, save output files in a separate directory with KBUILD_OUTPUT ::
54
55   $ export KBUILD_OUTPUT=/tmp/kselftest; make kselftest
56
57 The O= assignment takes precedence over the KBUILD_OUTPUT environment
58 variable.
59
60 The above commands by default run the tests and print full pass/fail report.
61 Kselftest supports "summary" option to make it easier to understand the test
62 results. Please find the detailed individual test results for each test in
63 /tmp/testname file(s) when summary option is specified. This is applicable
64 to "Running a subset of selftests" section below.
65
66 To run kselftest with summary option enabled ::
67
68   $ make summary=1 kselftest
69
70 Running a subset of selftests
71 =============================
72
73 You can use the "TARGETS" variable on the make command line to specify
74 single test to run, or a list of tests to run.
75
76 To run only tests targeted for a single subsystem::
77
78   $ make -C tools/testing/selftests TARGETS=ptrace run_tests
79
80 You can specify multiple tests to build and run::
81
82   $  make TARGETS="size timers" kselftest
83
84 To build, save output files in a separate directory with O= ::
85
86   $ make O=/tmp/kselftest TARGETS="size timers" kselftest
87
88 To build, save output files in a separate directory with KBUILD_OUTPUT ::
89
90   $ export KBUILD_OUTPUT=/tmp/kselftest; make TARGETS="size timers" kselftest
91
92 Additionally you can use the "SKIP_TARGETS" variable on the make command
93 line to specify one or more targets to exclude from the TARGETS list.
94
95 To run all tests but a single subsystem::
96
97   $ make -C tools/testing/selftests SKIP_TARGETS=ptrace run_tests
98
99 You can specify multiple tests to skip::
100
101   $  make SKIP_TARGETS="size timers" kselftest
102
103 You can also specify a restricted list of tests to run together with a
104 dedicated skiplist::
105
106   $  make TARGETS="bpf breakpoints size timers" SKIP_TARGETS=bpf kselftest
107
108 See the top-level tools/testing/selftests/Makefile for the list of all
109 possible targets.
110
111 Running the full range hotplug selftests
112 ========================================
113
114 To build the hotplug tests::
115
116   $ make -C tools/testing/selftests hotplug
117
118 To run the hotplug tests::
119
120   $ make -C tools/testing/selftests run_hotplug
121
122 Note that some tests will require root privileges.
123
124
125 Install selftests
126 =================
127
128 You can use the "install" target of "make" (which calls the `kselftest_install.sh`
129 tool) to install selftests in the default location (`tools/testing/selftests/kselftest_install`),
130 or in a user specified location via the `INSTALL_PATH` "make" variable.
131
132 To install selftests in default location::
133
134    $ make -C tools/testing/selftests install
135
136 To install selftests in a user specified location::
137
138    $ make -C tools/testing/selftests install INSTALL_PATH=/some/other/path
139
140 Running installed selftests
141 ===========================
142
143 Found in the install directory, as well as in the Kselftest tarball,
144 is a script named `run_kselftest.sh` to run the tests.
145
146 You can simply do the following to run the installed Kselftests. Please
147 note some tests will require root privileges::
148
149    $ cd kselftest_install
150    $ ./run_kselftest.sh
151
152 To see the list of available tests, the `-l` option can be used::
153
154    $ ./run_kselftest.sh -l
155
156 The `-c` option can be used to run all the tests from a test collection, or
157 the `-t` option for specific single tests. Either can be used multiple times::
158
159    $ ./run_kselftest.sh -c bpf -c seccomp -t timers:posix_timers -t timer:nanosleep
160
161 For other features see the script usage output, seen with the `-h` option.
162
163 Packaging selftests
164 ===================
165
166 In some cases packaging is desired, such as when tests need to run on a
167 different system. To package selftests, run::
168
169    $ make -C tools/testing/selftests gen_tar
170
171 This generates a tarball in the `INSTALL_PATH/kselftest-packages` directory. By
172 default, `.gz` format is used. The tar compression format can be overridden by
173 specifying a `FORMAT` make variable. Any value recognized by `tar's auto-compress`_
174 option is supported, such as::
175
176     $ make -C tools/testing/selftests gen_tar FORMAT=.xz
177
178 `make gen_tar` invokes `make install` so you can use it to package a subset of
179 tests by using variables specified in `Running a subset of selftests`_
180 section::
181
182     $ make -C tools/testing/selftests gen_tar TARGETS="bpf" FORMAT=.xz
183
184 .. _tar's auto-compress: https://www.gnu.org/software/tar/manual/html_node/gzip.html#auto_002dcompress
185
186 Contributing new tests
187 ======================
188
189 In general, the rules for selftests are
190
191  * Do as much as you can if you're not root;
192
193  * Don't take too long;
194
195  * Don't break the build on any architecture, and
196
197  * Don't cause the top-level "make run_tests" to fail if your feature is
198    unconfigured.
199
200 Contributing new tests (details)
201 ================================
202
203  * Use TEST_GEN_XXX if such binaries or files are generated during
204    compiling.
205
206    TEST_PROGS, TEST_GEN_PROGS mean it is the executable tested by
207    default.
208
209    TEST_CUSTOM_PROGS should be used by tests that require custom build
210    rules and prevent common build rule use.
211
212    TEST_PROGS are for test shell scripts. Please ensure shell script has
213    its exec bit set. Otherwise, lib.mk run_tests will generate a warning.
214
215    TEST_CUSTOM_PROGS and TEST_PROGS will be run by common run_tests.
216
217    TEST_PROGS_EXTENDED, TEST_GEN_PROGS_EXTENDED mean it is the
218    executable which is not tested by default.
219    TEST_FILES, TEST_GEN_FILES mean it is the file which is used by
220    test.
221
222  * First use the headers inside the kernel source and/or git repo, and then the
223    system headers.  Headers for the kernel release as opposed to headers
224    installed by the distro on the system should be the primary focus to be able
225    to find regressions.
226
227  * If a test needs specific kernel config options enabled, add a config file in
228    the test directory to enable them.
229
230    e.g: tools/testing/selftests/android/config
231
232 Test Module
233 ===========
234
235 Kselftest tests the kernel from userspace.  Sometimes things need
236 testing from within the kernel, one method of doing this is to create a
237 test module.  We can tie the module into the kselftest framework by
238 using a shell script test runner.  ``kselftest/module.sh`` is designed
239 to facilitate this process.  There is also a header file provided to
240 assist writing kernel modules that are for use with kselftest:
241
242 - ``tools/testing/selftests/kselftest_module.h``
243 - ``tools/testing/selftests/kselftest/module.sh``
244
245 How to use
246 ----------
247
248 Here we show the typical steps to create a test module and tie it into
249 kselftest.  We use kselftests for lib/ as an example.
250
251 1. Create the test module
252
253 2. Create the test script that will run (load/unload) the module
254    e.g. ``tools/testing/selftests/lib/printf.sh``
255
256 3. Add line to config file e.g. ``tools/testing/selftests/lib/config``
257
258 4. Add test script to makefile  e.g. ``tools/testing/selftests/lib/Makefile``
259
260 5. Verify it works:
261
262 .. code-block:: sh
263
264    # Assumes you have booted a fresh build of this kernel tree
265    cd /path/to/linux/tree
266    make kselftest-merge
267    make modules
268    sudo make modules_install
269    make TARGETS=lib kselftest
270
271 Example Module
272 --------------
273
274 A bare bones test module might look like this:
275
276 .. code-block:: c
277
278    // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
279
280    #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
281
282    #include "../tools/testing/selftests/kselftest/module.h"
283
284    KSTM_MODULE_GLOBALS();
285
286    /*
287     * Kernel module for testing the foobinator
288     */
289
290    static int __init test_function()
291    {
292            ...
293    }
294
295    static void __init selftest(void)
296    {
297            KSTM_CHECK_ZERO(do_test_case("", 0));
298    }
299
300    KSTM_MODULE_LOADERS(test_foo);
301    MODULE_AUTHOR("John Developer <jd@fooman.org>");
302    MODULE_LICENSE("GPL");
303
304 Example test script
305 -------------------
306
307 .. code-block:: sh
308
309     #!/bin/bash
310     # SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
311     $(dirname $0)/../kselftest/module.sh "foo" test_foo
312
313
314 Test Harness
315 ============
316
317 The kselftest_harness.h file contains useful helpers to build tests.  The
318 test harness is for userspace testing, for kernel space testing see `Test
319 Module`_ above.
320
321 The tests from tools/testing/selftests/seccomp/seccomp_bpf.c can be used as
322 example.
323
324 Example
325 -------
326
327 .. kernel-doc:: tools/testing/selftests/kselftest_harness.h
328     :doc: example
329
330
331 Helpers
332 -------
333
334 .. kernel-doc:: tools/testing/selftests/kselftest_harness.h
335     :functions: TH_LOG TEST TEST_SIGNAL FIXTURE FIXTURE_DATA FIXTURE_SETUP
336                 FIXTURE_TEARDOWN TEST_F TEST_HARNESS_MAIN FIXTURE_VARIANT
337                 FIXTURE_VARIANT_ADD
338
339 Operators
340 ---------
341
342 .. kernel-doc:: tools/testing/selftests/kselftest_harness.h
343     :doc: operators
344
345 .. kernel-doc:: tools/testing/selftests/kselftest_harness.h
346     :functions: ASSERT_EQ ASSERT_NE ASSERT_LT ASSERT_LE ASSERT_GT ASSERT_GE
347                 ASSERT_NULL ASSERT_TRUE ASSERT_NULL ASSERT_TRUE ASSERT_FALSE
348                 ASSERT_STREQ ASSERT_STRNE EXPECT_EQ EXPECT_NE EXPECT_LT
349                 EXPECT_LE EXPECT_GT EXPECT_GE EXPECT_NULL EXPECT_TRUE
350                 EXPECT_FALSE EXPECT_STREQ EXPECT_STRNE