powerpc/papr_scm: Improve error logging and handling papr_scm_ndctl()
[linux-2.6-microblaze.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 kselftest_install.sh tool to install selftests in the
129 default location, which is tools/testing/selftests/kselftest, or in a
130 user specified location.
131
132 To install selftests in default location::
133
134    $ cd tools/testing/selftests
135    $ ./kselftest_install.sh
136
137 To install selftests in a user specified location::
138
139    $ cd tools/testing/selftests
140    $ ./kselftest_install.sh install_dir
141
142 Running installed selftests
143 ===========================
144
145 Kselftest install as well as the Kselftest tarball provide a script
146 named "run_kselftest.sh" to run the tests.
147
148 You can simply do the following to run the installed Kselftests. Please
149 note some tests will require root privileges::
150
151    $ cd kselftest
152    $ ./run_kselftest.sh
153
154 Packaging selftests
155 ===================
156
157 In some cases packaging is desired, such as when tests need to run on a
158 different system. To package selftests, run::
159
160    $ make -C tools/testing/selftests gen_tar
161
162 This generates a tarball in the `INSTALL_PATH/kselftest-packages` directory. By
163 default, `.gz` format is used. The tar format can be overridden by specifying
164 a `FORMAT` make variable. Any value recognized by `tar's auto-compress`_ option
165 is supported, such as::
166
167     $ make -C tools/testing/selftests gen_tar FORMAT=.xz
168
169 `make gen_tar` invokes `make install` so you can use it to package a subset of
170 tests by using variables specified in `Running a subset of selftests`_
171 section::
172
173     $ make -C tools/testing/selftests gen_tar TARGETS="bpf" FORMAT=.xz
174
175 .. _tar's auto-compress: https://www.gnu.org/software/tar/manual/html_node/gzip.html#auto_002dcompress
176
177 Contributing new tests
178 ======================
179
180 In general, the rules for selftests are
181
182  * Do as much as you can if you're not root;
183
184  * Don't take too long;
185
186  * Don't break the build on any architecture, and
187
188  * Don't cause the top-level "make run_tests" to fail if your feature is
189    unconfigured.
190
191 Contributing new tests (details)
192 ================================
193
194  * Use TEST_GEN_XXX if such binaries or files are generated during
195    compiling.
196
197    TEST_PROGS, TEST_GEN_PROGS mean it is the executable tested by
198    default.
199
200    TEST_CUSTOM_PROGS should be used by tests that require custom build
201    rules and prevent common build rule use.
202
203    TEST_PROGS are for test shell scripts. Please ensure shell script has
204    its exec bit set. Otherwise, lib.mk run_tests will generate a warning.
205
206    TEST_CUSTOM_PROGS and TEST_PROGS will be run by common run_tests.
207
208    TEST_PROGS_EXTENDED, TEST_GEN_PROGS_EXTENDED mean it is the
209    executable which is not tested by default.
210    TEST_FILES, TEST_GEN_FILES mean it is the file which is used by
211    test.
212
213  * First use the headers inside the kernel source and/or git repo, and then the
214    system headers.  Headers for the kernel release as opposed to headers
215    installed by the distro on the system should be the primary focus to be able
216    to find regressions.
217
218  * If a test needs specific kernel config options enabled, add a config file in
219    the test directory to enable them.
220
221    e.g: tools/testing/selftests/android/config
222
223 Test Module
224 ===========
225
226 Kselftest tests the kernel from userspace.  Sometimes things need
227 testing from within the kernel, one method of doing this is to create a
228 test module.  We can tie the module into the kselftest framework by
229 using a shell script test runner.  ``kselftest/module.sh`` is designed
230 to facilitate this process.  There is also a header file provided to
231 assist writing kernel modules that are for use with kselftest:
232
233 - ``tools/testing/kselftest/kselftest_module.h``
234 - ``tools/testing/kselftest/kselftest/module.sh``
235
236 How to use
237 ----------
238
239 Here we show the typical steps to create a test module and tie it into
240 kselftest.  We use kselftests for lib/ as an example.
241
242 1. Create the test module
243
244 2. Create the test script that will run (load/unload) the module
245    e.g. ``tools/testing/selftests/lib/printf.sh``
246
247 3. Add line to config file e.g. ``tools/testing/selftests/lib/config``
248
249 4. Add test script to makefile  e.g. ``tools/testing/selftests/lib/Makefile``
250
251 5. Verify it works:
252
253 .. code-block:: sh
254
255    # Assumes you have booted a fresh build of this kernel tree
256    cd /path/to/linux/tree
257    make kselftest-merge
258    make modules
259    sudo make modules_install
260    make TARGETS=lib kselftest
261
262 Example Module
263 --------------
264
265 A bare bones test module might look like this:
266
267 .. code-block:: c
268
269    // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
270
271    #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
272
273    #include "../tools/testing/selftests/kselftest/module.h"
274
275    KSTM_MODULE_GLOBALS();
276
277    /*
278     * Kernel module for testing the foobinator
279     */
280
281    static int __init test_function()
282    {
283            ...
284    }
285
286    static void __init selftest(void)
287    {
288            KSTM_CHECK_ZERO(do_test_case("", 0));
289    }
290
291    KSTM_MODULE_LOADERS(test_foo);
292    MODULE_AUTHOR("John Developer <jd@fooman.org>");
293    MODULE_LICENSE("GPL");
294
295 Example test script
296 -------------------
297
298 .. code-block:: sh
299
300     #!/bin/bash
301     # SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
302     $(dirname $0)/../kselftest/module.sh "foo" test_foo
303
304
305 Test Harness
306 ============
307
308 The kselftest_harness.h file contains useful helpers to build tests.  The
309 test harness is for userspace testing, for kernel space testing see `Test
310 Module`_ above.
311
312 The tests from tools/testing/selftests/seccomp/seccomp_bpf.c can be used as
313 example.
314
315 Example
316 -------
317
318 .. kernel-doc:: tools/testing/selftests/kselftest_harness.h
319     :doc: example
320
321
322 Helpers
323 -------
324
325 .. kernel-doc:: tools/testing/selftests/kselftest_harness.h
326     :functions: TH_LOG TEST TEST_SIGNAL FIXTURE FIXTURE_DATA FIXTURE_SETUP
327                 FIXTURE_TEARDOWN TEST_F TEST_HARNESS_MAIN FIXTURE_VARIANT
328                 FIXTURE_VARIANT_ADD
329
330 Operators
331 ---------
332
333 .. kernel-doc:: tools/testing/selftests/kselftest_harness.h
334     :doc: operators
335
336 .. kernel-doc:: tools/testing/selftests/kselftest_harness.h
337     :functions: ASSERT_EQ ASSERT_NE ASSERT_LT ASSERT_LE ASSERT_GT ASSERT_GE
338                 ASSERT_NULL ASSERT_TRUE ASSERT_NULL ASSERT_TRUE ASSERT_FALSE
339                 ASSERT_STREQ ASSERT_STRNE EXPECT_EQ EXPECT_NE EXPECT_LT
340                 EXPECT_LE EXPECT_GT EXPECT_GE EXPECT_NULL EXPECT_TRUE
341                 EXPECT_FALSE EXPECT_STREQ EXPECT_STRNE