Merge tag 'pull-loongarch-20241016' of https://gitlab.com/gaosong/qemu into staging
[qemu/armbru.git] / docs / devel / testing / main.rst
blob09725e8ea92634854f8835d6b43a9a97347f5a25
1 .. _testing:
3 Testing in QEMU
4 ===============
6 QEMU's testing infrastructure is fairly complex as it covers
7 everything from unit testing and exercising specific sub-systems all
8 the way to full blown acceptance tests. To get an overview of the
9 tests you can run ``make check-help`` from either the source or build
10 tree.
12 Most (but not all) tests are also integrated into the meson build
13 system so can be run directly from the build tree, for example:
15 .. code::
17   [./pyvenv/bin/]meson test --suite qemu:softfloat
19 will run just the softfloat tests.
21 The rest of this document will cover the details for specific test
22 groups.
24 Testing with "make check"
25 -------------------------
27 The "make check" testing family includes most of the C based tests in QEMU.
29 The usual way to run these tests is:
31 .. code::
33   make check
35 which includes QAPI schema tests, unit tests, QTests and some iotests.
36 Different sub-types of "make check" tests will be explained below.
38 Before running tests, it is best to build QEMU programs first. Some tests
39 expect the executables to exist and will fail with obscure messages if they
40 cannot find them.
42 Unit tests
43 ~~~~~~~~~~
45 Unit tests, which can be invoked with ``make check-unit``, are simple C tests
46 that typically link to individual QEMU object files and exercise them by
47 calling exported functions.
49 If you are writing new code in QEMU, consider adding a unit test, especially
50 for utility modules that are relatively stateless or have few dependencies. To
51 add a new unit test:
53 1. Create a new source file. For example, ``tests/unit/foo-test.c``.
55 2. Write the test. Normally you would include the header file which exports
56    the module API, then verify the interface behaves as expected from your
57    test. The test code should be organized with the glib testing framework.
58    Copying and modifying an existing test is usually a good idea.
60 3. Add the test to ``tests/unit/meson.build``. The unit tests are listed in a
61    dictionary called ``tests``.  The values are any additional sources and
62    dependencies to be linked with the test.  For a simple test whose source
63    is in ``tests/unit/foo-test.c``, it is enough to add an entry like::
65      {
66        ...
67        'foo-test': [],
68        ...
69      }
71 Since unit tests don't require environment variables, the simplest way to debug
72 a unit test failure is often directly invoking it or even running it under
73 ``gdb``. However there can still be differences in behavior between ``make``
74 invocations and your manual run, due to ``$MALLOC_PERTURB_`` environment
75 variable (which affects memory reclamation and catches invalid pointers better)
76 and gtester options. If necessary, you can run
78 .. code::
80   make check-unit V=1
82 and copy the actual command line which executes the unit test, then run
83 it from the command line.
85 QTest
86 ~~~~~
88 QTest is a device emulation testing framework.  It can be very useful to test
89 device models; it could also control certain aspects of QEMU (such as virtual
90 clock stepping), with a special purpose "qtest" protocol.  Refer to
91 :doc:`qtest` for more details.
93 QTest cases can be executed with
95 .. code::
97    make check-qtest
99 Writing portable test cases
100 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
101 Both unit tests and qtests can run on POSIX hosts as well as Windows hosts.
102 Care must be taken when writing portable test cases that can be built and run
103 successfully on various hosts. The following list shows some best practices:
105 * Use portable APIs from glib whenever necessary, e.g.: g_setenv(),
106   g_mkdtemp(), g_mkdir().
107 * Avoid using hardcoded /tmp for temporary file directory.
108   Use g_get_tmp_dir() instead.
109 * Bear in mind that Windows has different special string representation for
110   stdin/stdout/stderr and null devices. For example if your test case uses
111   "/dev/fd/2" and "/dev/null" on Linux, remember to use "2" and "nul" on
112   Windows instead. Also IO redirection does not work on Windows, so avoid
113   using "2>nul" whenever necessary.
114 * If your test cases uses the blkdebug feature, use relative path to pass
115   the config and image file paths in the command line as Windows absolute
116   path contains the delimiter ":" which will confuse the blkdebug parser.
117 * Use double quotes in your extra QEMU command line in your test cases
118   instead of single quotes, as Windows does not drop single quotes when
119   passing the command line to QEMU.
120 * Windows opens a file in text mode by default, while a POSIX compliant
121   implementation treats text files and binary files the same. So if your
122   test cases opens a file to write some data and later wants to compare the
123   written data with the original one, be sure to pass the letter 'b' as
124   part of the mode string to fopen(), or O_BINARY flag for the open() call.
125 * If a certain test case can only run on POSIX or Linux hosts, use a proper
126   #ifdef in the codes. If the whole test suite cannot run on Windows, disable
127   the build in the meson.build file.
129 QAPI schema tests
130 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
132 The QAPI schema tests validate the QAPI parser used by QMP, by feeding
133 predefined input to the parser and comparing the result with the reference
134 output.
136 The input/output data is managed under the ``tests/qapi-schema`` directory.
137 Each test case includes four files that have a common base name:
139   * ``${casename}.json`` - the file contains the JSON input for feeding the
140     parser
141   * ``${casename}.out`` - the file contains the expected stdout from the parser
142   * ``${casename}.err`` - the file contains the expected stderr from the parser
143   * ``${casename}.exit`` - the expected error code
145 Consider adding a new QAPI schema test when you are making a change on the QAPI
146 parser (either fixing a bug or extending/modifying the syntax). To do this:
148 1. Add four files for the new case as explained above. For example:
150   ``$EDITOR tests/qapi-schema/foo.{json,out,err,exit}``.
152 2. Add the new test in ``tests/Makefile.include``. For example:
154   ``qapi-schema += foo.json``
156 check-block
157 ~~~~~~~~~~~
159 ``make check-block`` runs a subset of the block layer iotests (the tests that
160 are in the "auto" group).
161 See the "QEMU iotests" section below for more information.
163 QEMU iotests
164 ------------
166 QEMU iotests, under the directory ``tests/qemu-iotests``, is the testing
167 framework widely used to test block layer related features. It is higher level
168 than "make check" tests and 99% of the code is written in bash or Python
169 scripts.  The testing success criteria is golden output comparison, and the
170 test files are named with numbers.
172 To run iotests, make sure QEMU is built successfully, then switch to the
173 ``tests/qemu-iotests`` directory under the build directory, and run ``./check``
174 with desired arguments from there.
176 By default, "raw" format and "file" protocol is used; all tests will be
177 executed, except the unsupported ones. You can override the format and protocol
178 with arguments:
180 .. code::
182   # test with qcow2 format
183   ./check -qcow2
184   # or test a different protocol
185   ./check -nbd
187 It's also possible to list test numbers explicitly:
189 .. code::
191   # run selected cases with qcow2 format
192   ./check -qcow2 001 030 153
194 Cache mode can be selected with the "-c" option, which may help reveal bugs
195 that are specific to certain cache mode.
197 More options are supported by the ``./check`` script, run ``./check -h`` for
198 help.
200 Writing a new test case
201 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
203 Consider writing a tests case when you are making any changes to the block
204 layer. An iotest case is usually the choice for that. There are already many
205 test cases, so it is possible that extending one of them may achieve the goal
206 and save the boilerplate to create one.  (Unfortunately, there isn't a 100%
207 reliable way to find a related one out of hundreds of tests.  One approach is
208 using ``git grep``.)
210 Usually an iotest case consists of two files. One is an executable that
211 produces output to stdout and stderr, the other is the expected reference
212 output. They are given the same number in file names. E.g. Test script ``055``
213 and reference output ``055.out``.
215 In rare cases, when outputs differ between cache mode ``none`` and others, a
216 ``.out.nocache`` file is added. In other cases, when outputs differ between
217 image formats, more than one ``.out`` files are created ending with the
218 respective format names, e.g. ``178.out.qcow2`` and ``178.out.raw``.
220 There isn't a hard rule about how to write a test script, but a new test is
221 usually a (copy and) modification of an existing case.  There are a few
222 commonly used ways to create a test:
224 * A Bash script. It will make use of several environmental variables related
225   to the testing procedure, and could source a group of ``common.*`` libraries
226   for some common helper routines.
228 * A Python unittest script. Import ``iotests`` and create a subclass of
229   ``iotests.QMPTestCase``, then call ``iotests.main`` method. The downside of
230   this approach is that the output is too scarce, and the script is considered
231   harder to debug.
233 * A simple Python script without using unittest module. This could also import
234   ``iotests`` for launching QEMU and utilities etc, but it doesn't inherit
235   from ``iotests.QMPTestCase`` therefore doesn't use the Python unittest
236   execution. This is a combination of 1 and 2.
238 Pick the language per your preference since both Bash and Python have
239 comparable library support for invoking and interacting with QEMU programs. If
240 you opt for Python, it is strongly recommended to write Python 3 compatible
241 code.
243 Both Python and Bash frameworks in iotests provide helpers to manage test
244 images. They can be used to create and clean up images under the test
245 directory. If no I/O or any protocol specific feature is needed, it is often
246 more convenient to use the pseudo block driver, ``null-co://``, as the test
247 image, which doesn't require image creation or cleaning up. Avoid system-wide
248 devices or files whenever possible, such as ``/dev/null`` or ``/dev/zero``.
249 Otherwise, image locking implications have to be considered.  For example,
250 another application on the host may have locked the file, possibly leading to a
251 test failure.  If using such devices are explicitly desired, consider adding
252 ``locking=off`` option to disable image locking.
254 Debugging a test case
255 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
257 The following options to the ``check`` script can be useful when debugging
258 a failing test:
260 * ``-gdb`` wraps every QEMU invocation in a ``gdbserver``, which waits for a
261   connection from a gdb client.  The options given to ``gdbserver`` (e.g. the
262   address on which to listen for connections) are taken from the ``$GDB_OPTIONS``
263   environment variable.  By default (if ``$GDB_OPTIONS`` is empty), it listens on
264   ``localhost:12345``.
265   It is possible to connect to it for example with
266   ``gdb -iex "target remote $addr"``, where ``$addr`` is the address
267   ``gdbserver`` listens on.
268   If the ``-gdb`` option is not used, ``$GDB_OPTIONS`` is ignored,
269   regardless of whether it is set or not.
271 * ``-valgrind`` attaches a valgrind instance to QEMU. If it detects
272   warnings, it will print and save the log in
273   ``$TEST_DIR/<valgrind_pid>.valgrind``.
274   The final command line will be ``valgrind --log-file=$TEST_DIR/
275   <valgrind_pid>.valgrind --error-exitcode=99 $QEMU ...``
277 * ``-d`` (debug) just increases the logging verbosity, showing
278   for example the QMP commands and answers.
280 * ``-p`` (print) redirects QEMU’s stdout and stderr to the test output,
281   instead of saving it into a log file in
282   ``$TEST_DIR/qemu-machine-<random_string>``.
284 Test case groups
285 ~~~~~~~~~~~~~~~~
287 "Tests may belong to one or more test groups, which are defined in the form
288 of a comment in the test source file. By convention, test groups are listed
289 in the second line of the test file, after the "#!/..." line, like this:
291 .. code::
293   #!/usr/bin/env python3
294   # group: auto quick
295   #
296   ...
298 Another way of defining groups is creating the tests/qemu-iotests/group.local
299 file. This should be used only for downstream (this file should never appear
300 in upstream). This file may be used for defining some downstream test groups
301 or for temporarily disabling tests, like this:
303 .. code::
305   # groups for some company downstream process
306   #
307   # ci - tests to run on build
308   # down - our downstream tests, not for upstream
309   #
310   # Format of each line is:
311   # TEST_NAME TEST_GROUP [TEST_GROUP ]...
313   013 ci
314   210 disabled
315   215 disabled
316   our-ugly-workaround-test down ci
318 Note that the following group names have a special meaning:
320 - quick: Tests in this group should finish within a few seconds.
322 - auto: Tests in this group are used during "make check" and should be
323   runnable in any case. That means they should run with every QEMU binary
324   (also non-x86), with every QEMU configuration (i.e. must not fail if
325   an optional feature is not compiled in - but reporting a "skip" is ok),
326   work at least with the qcow2 file format, work with all kind of host
327   filesystems and users (e.g. "nobody" or "root") and must not take too
328   much memory and disk space (since CI pipelines tend to fail otherwise).
330 - disabled: Tests in this group are disabled and ignored by check.
332 .. _container-ref:
334 Container based tests
335 ---------------------
337 Introduction
338 ~~~~~~~~~~~~
340 The container testing framework in QEMU utilizes public images to
341 build and test QEMU in predefined and widely accessible Linux
342 environments. This makes it possible to expand the test coverage
343 across distros, toolchain flavors and library versions. The support
344 was originally written for Docker although we also support Podman as
345 an alternative container runtime. Although many of the target
346 names and scripts are prefixed with "docker" the system will
347 automatically run on whichever is configured.
349 The container images are also used to augment the generation of tests
350 for testing TCG. See :ref:`checktcg-ref` for more details.
352 Docker Prerequisites
353 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
355 Install "docker" with the system package manager and start the Docker service
356 on your development machine, then make sure you have the privilege to run
357 Docker commands. Typically it means setting up passwordless ``sudo docker``
358 command or login as root. For example:
360 .. code::
362   $ sudo yum install docker
363   $ # or `apt-get install docker` for Ubuntu, etc.
364   $ sudo systemctl start docker
365   $ sudo docker ps
367 The last command should print an empty table, to verify the system is ready.
369 An alternative method to set up permissions is by adding the current user to
370 "docker" group and making the docker daemon socket file (by default
371 ``/var/run/docker.sock``) accessible to the group:
373 .. code::
375   $ sudo groupadd docker
376   $ sudo usermod $USER -a -G docker
377   $ sudo chown :docker /var/run/docker.sock
379 Note that any one of above configurations makes it possible for the user to
380 exploit the whole host with Docker bind mounting or other privileged
381 operations.  So only do it on development machines.
383 Podman Prerequisites
384 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
386 Install "podman" with the system package manager.
388 .. code::
390   $ sudo dnf install podman
391   $ podman ps
393 The last command should print an empty table, to verify the system is ready.
395 Quickstart
396 ~~~~~~~~~~
398 From source tree, type ``make docker-help`` to see the help. Testing
399 can be started without configuring or building QEMU (``configure`` and
400 ``make`` are done in the container, with parameters defined by the
401 make target):
403 .. code::
405   make docker-test-build@debian
407 This will create a container instance using the ``debian`` image (the image
408 is downloaded and initialized automatically), in which the ``test-build`` job
409 is executed.
411 Registry
412 ~~~~~~~~
414 The QEMU project has a container registry hosted by GitLab at
415 ``registry.gitlab.com/qemu-project/qemu`` which will automatically be
416 used to pull in pre-built layers. This avoids unnecessary strain on
417 the distro archives created by multiple developers running the same
418 container build steps over and over again. This can be overridden
419 locally by using the ``NOCACHE`` build option:
421 .. code::
423    make docker-image-debian-arm64-cross NOCACHE=1
425 Images
426 ~~~~~~
428 Along with many other images, the ``debian`` image is defined in a Dockerfile
429 in ``tests/docker/dockerfiles/``, called ``debian.docker``. ``make docker-help``
430 command will list all the available images.
432 A ``.pre`` script can be added beside the ``.docker`` file, which will be
433 executed before building the image under the build context directory. This is
434 mainly used to do necessary host side setup. One such setup is ``binfmt_misc``,
435 for example, to make qemu-user powered cross build containers work.
437 Most of the existing Dockerfiles were written by hand, simply by creating a
438 a new ``.docker`` file under the ``tests/docker/dockerfiles/`` directory.
439 This has led to an inconsistent set of packages being present across the
440 different containers.
442 Thus going forward, QEMU is aiming to automatically generate the Dockerfiles
443 using the ``lcitool`` program provided by the ``libvirt-ci`` project:
445   https://gitlab.com/libvirt/libvirt-ci
447 ``libvirt-ci`` contains an ``lcitool`` program as well as a list of
448 mappings to distribution package names for a wide variety of third
449 party projects.  ``lcitool`` applies the mappings to a list of build
450 pre-requisites in ``tests/lcitool/projects/qemu.yml``, determines the
451 list of native packages to install on each distribution, and uses them
452 to generate build environments (dockerfiles and Cirrus CI variable files)
453 that are consistent across OS distribution.
456 Adding new build pre-requisites
457 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
459 When preparing a patch series that adds a new build
460 pre-requisite to QEMU, the prerequisites should to be added to
461 ``tests/lcitool/projects/qemu.yml`` in order to make the dependency
462 available in the CI build environments.
464 In the simple case where the pre-requisite is already known to ``libvirt-ci``
465 the following steps are needed:
467  * Edit ``tests/lcitool/projects/qemu.yml`` and add the pre-requisite
469  * Run ``make lcitool-refresh`` to re-generate all relevant build environment
470    manifests
472 It may be that ``libvirt-ci`` does not know about the new pre-requisite.
473 If that is the case, some extra preparation steps will be required
474 first to contribute the mapping to the ``libvirt-ci`` project:
476  * Fork the ``libvirt-ci`` project on gitlab
478  * Add an entry for the new build prerequisite to
479    ``lcitool/facts/mappings.yml``, listing its native package name on as
480    many OS distros as practical.  Run ``python -m pytest --regenerate-output``
481    and check that the changes are correct.
483  * Commit the ``mappings.yml`` change together with the regenerated test
484    files, and submit a merge request to the ``libvirt-ci`` project.
485    Please note in the description that this is a new build pre-requisite
486    desired for use with QEMU.
488  * CI pipeline will run to validate that the changes to ``mappings.yml``
489    are correct, by attempting to install the newly listed package on
490    all OS distributions supported by ``libvirt-ci``.
492  * Once the merge request is accepted, go back to QEMU and update
493    the ``tests/lcitool/libvirt-ci`` submodule to point to a commit that
494    contains the ``mappings.yml`` update.  Then add the prerequisite and
495    run ``make lcitool-refresh``.
497  * Please also trigger gitlab container generation pipelines on your change
498    for as many OS distros as practical to make sure that there are no
499    obvious breakages when adding the new pre-requisite. Please see
500    `CI <https://www.qemu.org/docs/master/devel/ci.html>`__ documentation
501    page on how to trigger gitlab CI pipelines on your change.
503 For enterprise distros that default to old, end-of-life versions of the
504 Python runtime, QEMU uses a separate set of mappings that work with more
505 recent versions.  These can be found in ``tests/lcitool/mappings.yml``.
506 Modifying this file should not be necessary unless the new pre-requisite
507 is a Python library or tool.
510 Adding new OS distros
511 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
513 In some cases ``libvirt-ci`` will not know about the OS distro that is
514 desired to be tested. Before adding a new OS distro, discuss the proposed
515 addition:
517  * Send a mail to qemu-devel, copying people listed in the
518    MAINTAINERS file for ``Build and test automation``.
520    There are limited CI compute resources available to QEMU, so the
521    cost/benefit tradeoff of adding new OS distros needs to be considered.
523  * File an issue at https://gitlab.com/libvirt/libvirt-ci/-/issues
524    pointing to the qemu-devel mail thread in the archives.
526    This alerts other people who might be interested in the work
527    to avoid duplication, as well as to get feedback from libvirt-ci
528    maintainers on any tips to ease the addition
530 Assuming there is agreement to add a new OS distro then
532  * Fork the ``libvirt-ci`` project on gitlab
534  * Add metadata under ``lcitool/facts/targets/`` for the new OS
535    distro. There might be code changes required if the OS distro
536    uses a package format not currently known. The ``libvirt-ci``
537    maintainers can advise on this when the issue is filed.
539  * Edit the ``lcitool/facts/mappings.yml`` change to add entries for
540    the new OS, listing the native package names for as many packages
541    as practical.  Run ``python -m pytest --regenerate-output`` and
542    check that the changes are correct.
544  * Commit the changes to ``lcitool/facts`` and the regenerated test
545    files, and submit a merge request to the ``libvirt-ci`` project.
546    Please note in the description that this is a new build pre-requisite
547    desired for use with QEMU
549  * CI pipeline will run to validate that the changes to ``mappings.yml``
550    are correct, by attempting to install the newly listed package on
551    all OS distributions supported by ``libvirt-ci``.
553  * Once the merge request is accepted, go back to QEMU and update
554    the ``libvirt-ci`` submodule to point to a commit that contains
555    the ``mappings.yml`` update.
558 Tests
559 ~~~~~
561 Different tests are added to cover various configurations to build and test
562 QEMU.  Docker tests are the executables under ``tests/docker`` named
563 ``test-*``. They are typically shell scripts and are built on top of a shell
564 library, ``tests/docker/common.rc``, which provides helpers to find the QEMU
565 source and build it.
567 The full list of tests is printed in the ``make docker-help`` help.
569 Debugging a Docker test failure
570 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
572 When CI tasks, maintainers or yourself report a Docker test failure, follow the
573 below steps to debug it:
575 1. Locally reproduce the failure with the reported command line. E.g. run
576    ``make docker-test-mingw@fedora-win64-cross J=8``.
577 2. Add "V=1" to the command line, try again, to see the verbose output.
578 3. Further add "DEBUG=1" to the command line. This will pause in a shell prompt
579    in the container right before testing starts. You could either manually
580    build QEMU and run tests from there, or press Ctrl-D to let the Docker
581    testing continue.
582 4. If you press Ctrl-D, the same building and testing procedure will begin, and
583    will hopefully run into the error again. After that, you will be dropped to
584    the prompt for debug.
586 Options
587 ~~~~~~~
589 Various options can be used to affect how Docker tests are done. The full
590 list is in the ``make docker`` help text. The frequently used ones are:
592 * ``V=1``: the same as in top level ``make``. It will be propagated to the
593   container and enable verbose output.
594 * ``J=$N``: the number of parallel tasks in make commands in the container,
595   similar to the ``-j $N`` option in top level ``make``. (The ``-j`` option in
596   top level ``make`` will not be propagated into the container.)
597 * ``DEBUG=1``: enables debug. See the previous "Debugging a Docker test
598   failure" section.
600 Thread Sanitizer
601 ----------------
603 Thread Sanitizer (TSan) is a tool which can detect data races.  QEMU supports
604 building and testing with this tool.
606 For more information on TSan:
608 https://github.com/google/sanitizers/wiki/ThreadSanitizerCppManual
610 Thread Sanitizer in Docker
611 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
612 TSan is currently supported in the ubuntu2204 docker.
614 The test-tsan test will build using TSan and then run make check.
616 .. code::
618   make docker-test-tsan@ubuntu2204
620 TSan warnings under docker are placed in files located at build/tsan/.
622 We recommend using DEBUG=1 to allow launching the test from inside the docker,
623 and to allow review of the warnings generated by TSan.
625 Building and Testing with TSan
626 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
628 It is possible to build and test with TSan, with a few additional steps.
629 These steps are normally done automatically in the docker.
631 There is a one time patch needed in clang-9 or clang-10 at this time:
633 .. code::
635   sed -i 's/^const/static const/g' \
636       /usr/lib/llvm-10/lib/clang/10.0.0/include/sanitizer/tsan_interface.h
638 To configure the build for TSan:
640 .. code::
642   ../configure --enable-tsan --cc=clang-10 --cxx=clang++-10 \
643                --disable-werror --extra-cflags="-O0"
645 The runtime behavior of TSAN is controlled by the TSAN_OPTIONS environment
646 variable.
648 More information on the TSAN_OPTIONS can be found here:
650 https://github.com/google/sanitizers/wiki/ThreadSanitizerFlags
652 For example:
654 .. code::
656   export TSAN_OPTIONS=suppressions=<path to qemu>/tests/tsan/suppressions.tsan \
657                       detect_deadlocks=false history_size=7 exitcode=0 \
658                       log_path=<build path>/tsan/tsan_warning
660 The above exitcode=0 has TSan continue without error if any warnings are found.
661 This allows for running the test and then checking the warnings afterwards.
662 If you want TSan to stop and exit with error on warnings, use exitcode=66.
664 TSan Suppressions
665 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
666 Keep in mind that for any data race warning, although there might be a data race
667 detected by TSan, there might be no actual bug here.  TSan provides several
668 different mechanisms for suppressing warnings.  In general it is recommended
669 to fix the code if possible to eliminate the data race rather than suppress
670 the warning.
672 A few important files for suppressing warnings are:
674 tests/tsan/suppressions.tsan - Has TSan warnings we wish to suppress at runtime.
675 The comment on each suppression will typically indicate why we are
676 suppressing it.  More information on the file format can be found here:
678 https://github.com/google/sanitizers/wiki/ThreadSanitizerSuppressions
680 tests/tsan/ignore.tsan - Has TSan warnings we wish to disable
681 at compile time for test or debug.
682 Add flags to configure to enable:
684 "--extra-cflags=-fsanitize-blacklist=<src path>/tests/tsan/ignore.tsan"
686 More information on the file format can be found here under "Blacklist Format":
688 https://github.com/google/sanitizers/wiki/ThreadSanitizerFlags
690 TSan Annotations
691 ~~~~~~~~~~~~~~~~
692 include/qemu/tsan.h defines annotations.  See this file for more descriptions
693 of the annotations themselves.  Annotations can be used to suppress
694 TSan warnings or give TSan more information so that it can detect proper
695 relationships between accesses of data.
697 Annotation examples can be found here:
699 https://github.com/llvm/llvm-project/tree/master/compiler-rt/test/tsan/
701 Good files to start with are: annotate_happens_before.cpp and ignore_race.cpp
703 The full set of annotations can be found here:
705 https://github.com/llvm/llvm-project/blob/master/compiler-rt/lib/tsan/rtl/tsan_interface_ann.cpp
707 docker-binfmt-image-debian-% targets
708 ------------------------------------
710 It is possible to combine Debian's bootstrap scripts with a configured
711 ``binfmt_misc`` to bootstrap a number of Debian's distros including
712 experimental ports not yet supported by a released OS. This can
713 simplify setting up a rootfs by using docker to contain the foreign
714 rootfs rather than manually invoking chroot.
716 Setting up ``binfmt_misc``
717 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
719 You can use the script ``qemu-binfmt-conf.sh`` to configure a QEMU
720 user binary to automatically run binaries for the foreign
721 architecture. While the scripts will try their best to work with
722 dynamically linked QEMU's a statically linked one will present less
723 potential complications when copying into the docker image. Modern
724 kernels support the ``F`` (fix binary) flag which will open the QEMU
725 executable on setup and avoids the need to find and re-open in the
726 chroot environment. This is triggered with the ``--persistent`` flag.
728 Example invocation
729 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
731 For example to setup the HPPA ports builds of Debian::
733   make docker-binfmt-image-debian-sid-hppa \
734     DEB_TYPE=sid DEB_ARCH=hppa \
735     DEB_URL=http://ftp.ports.debian.org/debian-ports/ \
736     DEB_KEYRING=/usr/share/keyrings/debian-ports-archive-keyring.gpg \
737     EXECUTABLE=(pwd)/qemu-hppa V=1
739 The ``DEB_`` variables are substitutions used by
740 ``debian-bootstrap.pre`` which is called to do the initial debootstrap
741 of the rootfs before it is copied into the container. The second stage
742 is run as part of the build. The final image will be tagged as
743 ``qemu/debian-sid-hppa``.
745 VM testing
746 ----------
748 This test suite contains scripts that bootstrap various guest images that have
749 necessary packages to build QEMU. The basic usage is documented in ``Makefile``
750 help which is displayed with ``make vm-help``.
752 Quickstart
753 ~~~~~~~~~~
755 Run ``make vm-help`` to list available make targets. Invoke a specific make
756 command to run build test in an image. For example, ``make vm-build-freebsd``
757 will build the source tree in the FreeBSD image. The command can be executed
758 from either the source tree or the build dir; if the former, ``./configure`` is
759 not needed. The command will then generate the test image in ``./tests/vm/``
760 under the working directory.
762 Note: images created by the scripts accept a well-known RSA key pair for SSH
763 access, so they SHOULD NOT be exposed to external interfaces if you are
764 concerned about attackers taking control of the guest and potentially
765 exploiting a QEMU security bug to compromise the host.
767 QEMU binaries
768 ~~~~~~~~~~~~~
770 By default, ``qemu-system-x86_64`` is searched in $PATH to run the guest. If
771 there isn't one, or if it is older than 2.10, the test won't work. In this case,
772 provide the QEMU binary in env var: ``QEMU=/path/to/qemu-2.10+``.
774 Likewise the path to ``qemu-img`` can be set in QEMU_IMG environment variable.
776 Make jobs
777 ~~~~~~~~~
779 The ``-j$X`` option in the make command line is not propagated into the VM,
780 specify ``J=$X`` to control the make jobs in the guest.
782 Debugging
783 ~~~~~~~~~
785 Add ``DEBUG=1`` and/or ``V=1`` to the make command to allow interactive
786 debugging and verbose output. If this is not enough, see the next section.
787 ``V=1`` will be propagated down into the make jobs in the guest.
789 Manual invocation
790 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
792 Each guest script is an executable script with the same command line options.
793 For example to work with the netbsd guest, use ``$QEMU_SRC/tests/vm/netbsd``:
795 .. code::
797     $ cd $QEMU_SRC/tests/vm
799     # To bootstrap the image
800     $ ./netbsd --build-image --image /var/tmp/netbsd.img
801     <...>
803     # To run an arbitrary command in guest (the output will not be echoed unless
804     # --debug is added)
805     $ ./netbsd --debug --image /var/tmp/netbsd.img uname -a
807     # To build QEMU in guest
808     $ ./netbsd --debug --image /var/tmp/netbsd.img --build-qemu $QEMU_SRC
810     # To get to an interactive shell
811     $ ./netbsd --interactive --image /var/tmp/netbsd.img sh
813 Adding new guests
814 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
816 Please look at existing guest scripts for how to add new guests.
818 Most importantly, create a subclass of BaseVM and implement ``build_image()``
819 method and define ``BUILD_SCRIPT``, then finally call ``basevm.main()`` from
820 the script's ``main()``.
822 * Usually in ``build_image()``, a template image is downloaded from a
823   predefined URL. ``BaseVM._download_with_cache()`` takes care of the cache and
824   the checksum, so consider using it.
826 * Once the image is downloaded, users, SSH server and QEMU build deps should
827   be set up:
829   - Root password set to ``BaseVM.ROOT_PASS``
830   - User ``BaseVM.GUEST_USER`` is created, and password set to
831     ``BaseVM.GUEST_PASS``
832   - SSH service is enabled and started on boot,
833     ``$QEMU_SRC/tests/keys/id_rsa.pub`` is added to ssh's ``authorized_keys``
834     file of both root and the normal user
835   - DHCP client service is enabled and started on boot, so that it can
836     automatically configure the virtio-net-pci NIC and communicate with QEMU
837     user net (10.0.2.2)
838   - Necessary packages are installed to untar the source tarball and build
839     QEMU
841 * Write a proper ``BUILD_SCRIPT`` template, which should be a shell script that
842   untars a raw virtio-blk block device, which is the tarball data blob of the
843   QEMU source tree, then configure/build it. Running "make check" is also
844   recommended.
846 Image fuzzer testing
847 --------------------
849 An image fuzzer was added to exercise format drivers. Currently only qcow2 is
850 supported. To start the fuzzer, run
852 .. code::
854   tests/image-fuzzer/runner.py -c '[["qemu-img", "info", "$test_img"]]' /tmp/test qcow2
856 Alternatively, some command different from ``qemu-img info`` can be tested, by
857 changing the ``-c`` option.
859 Functional tests using Python
860 -----------------------------
862 The ``tests/functional`` directory hosts functional tests written in
863 Python. You can run the functional tests simply by executing:
865 .. code::
867   make check-functional
869 See :ref:`checkfunctional-ref` for more details.
871 Integration tests using the Avocado Framework
872 ---------------------------------------------
874 The ``tests/avocado`` directory hosts integration tests. They're usually
875 higher level tests, and may interact with external resources and with
876 various guest operating systems.
878 You can run the avocado tests simply by executing:
880 .. code::
882   make check-avocado
884 See :ref:`checkavocado-ref` for more details.
887 .. _checktcg-ref:
889 Testing with "make check-tcg"
890 -----------------------------
892 The check-tcg tests are intended for simple smoke tests of both
893 linux-user and softmmu TCG functionality. However to build test
894 programs for guest targets you need to have cross compilers available.
895 If your distribution supports cross compilers you can do something as
896 simple as::
898   apt install gcc-aarch64-linux-gnu
900 The configure script will automatically pick up their presence.
901 Sometimes compilers have slightly odd names so the availability of
902 them can be prompted by passing in the appropriate configure option
903 for the architecture in question, for example::
905   $(configure) --cross-cc-aarch64=aarch64-cc
907 There is also a ``--cross-cc-cflags-ARCH`` flag in case additional
908 compiler flags are needed to build for a given target.
910 If you have the ability to run containers as the user the build system
911 will automatically use them where no system compiler is available. For
912 architectures where we also support building QEMU we will generally
913 use the same container to build tests. However there are a number of
914 additional containers defined that have a minimal cross-build
915 environment that is only suitable for building test cases. Sometimes
916 we may use a bleeding edge distribution for compiler features needed
917 for test cases that aren't yet in the LTS distros we support for QEMU
918 itself.
920 See :ref:`container-ref` for more details.
922 Running subset of tests
923 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
925 You can build the tests for one architecture::
927   make build-tcg-tests-$TARGET
929 And run with::
931   make run-tcg-tests-$TARGET
933 Adding ``V=1`` to the invocation will show the details of how to
934 invoke QEMU for the test which is useful for debugging tests.
936 Running individual tests
937 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
939 Tests can also be run directly from the test build directory. If you
940 run ``make help`` from the test build directory you will get a list of
941 all the tests that can be run. Please note that same binaries are used
942 in multiple tests, for example::
944   make run-plugin-test-mmap-with-libinline.so
946 will run the mmap test with the ``libinline.so`` TCG plugin. The
947 gdbstub tests also re-use the test binaries but while exercising gdb.
949 TCG test dependencies
950 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
952 The TCG tests are deliberately very light on dependencies and are
953 either totally bare with minimal gcc lib support (for system-mode tests)
954 or just glibc (for linux-user tests). This is because getting a cross
955 compiler to work with additional libraries can be challenging.
957 Other TCG Tests
958 ---------------
960 There are a number of out-of-tree test suites that are used for more
961 extensive testing of processor features.
963 KVM Unit Tests
964 ~~~~~~~~~~~~~~
966 The KVM unit tests are designed to run as a Guest OS under KVM but
967 there is no reason why they can't exercise the TCG as well. It
968 provides a minimal OS kernel with hooks for enabling the MMU as well
969 as reporting test results via a special device::
971   https://git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm-unit-tests.git
973 Linux Test Project
974 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
976 The LTP is focused on exercising the syscall interface of a Linux
977 kernel. It checks that syscalls behave as documented and strives to
978 exercise as many corner cases as possible. It is a useful test suite
979 to run to exercise QEMU's linux-user code::
981   https://linux-test-project.github.io/
983 GCC gcov support
984 ----------------
986 ``gcov`` is a GCC tool to analyze the testing coverage by
987 instrumenting the tested code. To use it, configure QEMU with
988 ``--enable-gcov`` option and build. Then run the tests as usual.
990 If you want to gather coverage information on a single test the ``make
991 clean-gcda`` target can be used to delete any existing coverage
992 information before running a single test.
994 You can generate a HTML coverage report by executing ``make
995 coverage-html`` which will create
996 ``meson-logs/coveragereport/index.html``.
998 Further analysis can be conducted by running the ``gcov`` command
999 directly on the various .gcda output files. Please read the ``gcov``
1000 documentation for more information.