寫在前面
這個過程幾乎從0開始，在此之前，我幾乎沒有在 linux 下編譯鏈接過項目、沒有接觸過 makefile、沒有讀過 man-db、只 gcov 過一個僅有幾個C文件的項目
現在，我用 gcov 完成了對 VIM 源碼的覆蓋，並通過 lcov 生成了非常易讀的覆蓋率報告
中間碰到了許多疑難雜症，但是更多的是若干教程中叮囑的“不要放棄”，所以我大概按照下面的節點完成了這個工具的入門：
虛擬機安裝Ubuntu，配置gcov和lcov環境
--> 編譯鏈接單個C文件
--> 寫一個多個C文件的項目，用 makefile 進行編譯連接，完成覆蓋
--> 覆蓋優秀的開源軟件，例如 VIM
這里會按照上述節點逐漸展開，希望幫助和我一樣從0開始的朋友們更容易的完成這個過程
如果您對一些問題已經有了研究，那么這里的內容可能太過淺顯，敬請繼續往下翻閱
如果您沒有碰到這些問題，那么恭喜一切都很順利
如果您要深究一些技術的原理，那么這里可能無法提供您所需要的信息：一是我期望在這里精煉出成功配置環境的方法，更傾向於去解決問題而非深入研究；二是掌握一項技術歸根結底還要自己一步一步走下去，一點一點踏實學，絕不是一篇博文就能簡單解決的
好了，下面開始 :-)
虛擬機配置安裝 Ubuntu
1. 選擇虛擬機 VirtualBox，至於為什么不用 VMWare，請參考：
2. Ubuntu鏡像：
http://www.ubuntu.com/download
3. 安裝過程大體略去，只是您在用虛擬機加載鏡像的時候可能碰到 VT-x feature locked or unavailable 的問題，那么請參考：
如果還不能成功，請從本地硬盤以管理員身份啟動 VirtualBox
或者，給這個虛擬機鏡像分配少一點的內存
（很奇怪的是，我在安裝 x86 Ubuntu 時，分配內存超過 3G 就會出現此問題，理論不是 4G 嗎？求解）
4. 安裝完之后您可能會向我一樣需要兩個功能：調整分辨率和共享文件夾，這都需要安裝虛擬機的增強功能
所謂的安裝增強功能，是在登錄到 Ubuntu 之后，掛載一個光盤鏡像，並安裝一些內容，但是您在安裝增強功能時可能會碰到以下問題：
“分配介質虛擬光盤 xxx\VBoxsGuestAdditions.iso 到虛擬電腦 xxx 失敗。您是否要強制卸載分配該介質？”
請參考：
http://www.crifan.com/virtualbox_ubuntu_install_guest_addtions_fail_could_not_mount_the_media/
原因簡而言之是，因為你需要加載一個鏡像到虛擬機的光驅，但是虛擬機光驅內已經有內容了，卸載掉，或者直接從已加載的內容中安裝
分辨率在重啟虛擬機之后就可以生效。
5. 共享文件夾，因為會需要從宿主 Windows 中共享一些資源到虛擬機的 Ubuntu 中，在安裝完增強功能之后
選擇好宿主機上的共享目錄，之后在 Ubuntu 終端上運行命令：
$ sudo mount -t vboxsf <shared_folder_on_windows> <mount_point_on_ubuntu>
這樣在 Ubuntu 的掛載點上就能訪問 Windows 上共享的資源了。
配置 Ubuntu，安裝 gcov & lcov
1. 網絡源和安裝軟件
為什么要配置源？您當然可以手動安裝各種軟件包，但是繁瑣的依賴關系會讓你痛不欲生。而從網絡源安裝會檢查依賴並自動部署（安裝），僅需一條命令：
$ sudo apt-get install <software_name>
比如，分別執行如下兩條命令，就自動完成 gcov 和 lcov 的安裝
$ sudo apt-get install gcov $ sudo apt-get install lcov
等一下，網絡源還沒配……
其實就是把“要從哪里獲取資源”這個信息告訴 Ubuntu，可以參考：
http://wiki.ubuntu.org.cn/index.php?title=Qref/Source&variant=zh-cn
上述資料簡述成為以下三步：
a) 備份系統自帶的源，原始的源列表就在 /etc/apt/sources.list
$ sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list_backup
以上命令的意思是，把原始內容原封不動的 backup 一下，以后你就可以從這個 sources.list_backup 中恢復了
b) 全世界有很多的源可供您維護系統更新軟件，依據您的網絡環境添加合適的源（例如，如果人在歐洲，那么添加網易的開源鏡像服務器就不太合適了）
很久以前在大三的水過的 Linux 課上老師提過 CN99 放在常州，不過現在我使用的網易的源，中間的變遷似乎還有段野史，感興趣的請自行搜索
c) 獲取源的目錄等信息，改成你期望的源之后，請一定要執行以下命令：
$sudo apt-get update
2. 就在上面這條指令更新源的時候碰到的問題：Hash 和 public key ，詳細錯誤信息類似下面這兩條：
W: There is no public key available for the following key IDs:
xxxxxxxxxxxxxxxx
W: You may want to run apt-get update to correct these problems
W: Failed to fetch
bzip2:/var/lib/apt/lists/partial/ppa.launchpad.net_webupd8team_java_ubuntu_dists_precise_main_binary-i386_Packages
Hash Sum mismatch
Public key not available
在選用更新源的時候，切記不能混用不同發行版的源，甚至同一發行版的不同版本也不能混用
在上面更新源的簡介資料中，給出的范例是 Quantal(12.10) 版本，而我虛擬機安裝的其實是 Precise(12.04) 版本，因此參考網易的幫助文檔：
http://mirrors.163.com/.help/ubuntu.html
選用正確的 Precise 源更新到 sources.list 文件中，公鑰問題解決。
Hash Sum mismatch
參考以下材料，似乎國內總會碰到這樣的問題，似乎和敏**詞過濾有關，內容被篡改了？
http://forum.ubuntu.org.cn/viewtopic.php?t=393662
這個問題的原因尚不確定，有經驗的朋友也請給些解答。在家就總會 Hash Sum mismatch ，而在公司就解決了。
解決了以上問題之后，就可以用 sudo apt-get install 把 gcov lcov 裝起來了。
GCOV 用於簡單項目的覆蓋
gcov 適用的場合：GNU C/C++，因此適用的編譯器：cc, gcc, g++
這里舉斐波那契數列的一個程序為例
1 #include <stdio.h> 2 3 int fibonacci(int n); 4 5 int main () 6 { 7 int fib; 8 int n; 9 10 for (n = 0; n <= 41; n++) { 11 fib = fibonacci(n); 12 printf("fibonnaci(%d) = %d\n", n, fib); 13 } 14 15 return 0; 16 } 17 18 int fibonacci(int n) 19 { 20 int fib; 21 if (n <= 0) { 22 fib = 0; 23 } 24 else if (n == 1) { 25 fib = 1; 26 } 27 else { 28 fib = fibonacci(n -1) + fibonacci(n - 2); 29 } 30 31 return fib; 32 }
1. 編譯
$ gcc -c fib.c -ftest-coverage -fprofile-arcs
除了 fib.o 之外，還生成了 fib.gcno 的話，成功了
.gcno是由-ftest-coverage產生的，它包含了重建基本塊圖和相應的塊的源碼的行號的信息。
2. 鏈接
$ gcc fib.o -o fib
誒……怎么回事？
在看到了一封乘坐了時光機的來自2003年的郵件之后，查閱了一下 gcc 的 man-db
我當時郵件給時光機的兩個主角問了一下 gcov 的近況，並沒有期望得到回復
但是就在昨天 Nathan 他老人家竟然回郵件了！帶上以上所有已經提供的信息，他還感慨了一下 gcov has changed a lot since then...
回歸正題，鏈接的時候下面三條任選一個執行即可
$ gcc fib.o -o fib --coverage $ gcc fib.o -o fib -lgcov $ gcc fib.o -o fib -fprofile-arcs
應該會正常生成 fib
3. 運行程序 fib
$ ./fib
會生成 .gcda 文件，.gcda是由加了-fprofile-arcs編譯參數的編譯后的文件運行所產生的，它包含了弧跳變的次數和其他的概要信息。
4. 生成 gcov 報告
$ gcov fib.c
生成的 fib.c.gcov 文件中就包含了代碼覆蓋的統計數據，數字代表了每行代碼被執行的次數及行號，相信這個不難分析
-: 0:Source:fib.c -: 0:Graph:fib.gcno -: 0:Data:fib.gcda -: 0:Runs:1 -: 0:Programs:1 -: 1:#include <stdio.h> -: 2: -: 3:int fibonacci(int n); -: 4: 1: 5:int main () -: 6:{ -: 7: int fib; -: 8: int n; -: 9: 43: 10: for (n = 0; n <= 41; n++) { 42: 11: fib = fibonacci(n); 42: 12: printf("fibonnaci(%d) = %d\n", n, fib); -: 13: } -: 14: 1: 15: return 0; -: 16:} -: 17: 1402817422: 18:int fibonacci(int n) -: 19:{ -: 20: int fib; 1402817422: 21: if (n <= 0) { 267914296: 22: fib = 0; -: 23: } 1134903126: 24: else if (n == 1) { 433494436: 25: fib = 1; -: 26: } -: 27: else { 701408690: 28: fib = fibonacci(n -1) + fibonacci(n - 2); -: 29: } -: 30: 1402817422: 31: return fib; -: 32:} -: 33:
至於 gcov 的更多選項，例如 -b 分支覆蓋 -f 函數覆蓋， 就 man 吧。
5. 存在的問題
gcov 對每個源碼的分析分散在對應的 .cov 文件中，不容易整理分析；文本，無圖表……
這就是要使用 lcov 的原因
另外，如果您對gcc也十分不熟悉，正在尋求入門的話，可以參考這里：
http://wiki.ubuntu.org.cn/Gcchowto
LCOV 整理覆蓋率數據
1. 匯總覆蓋率數據，使用已經生成的 .gcno .gcda 文件生成覆蓋率數據
$ lcov -c -o fib.info -d .
簡單解釋一下三個選項
-c: lcov 的一個操作，表示要去捕獲覆蓋率數據
-o: 輸出文件
-d: .gcno .gcda 所在的文件夾，注意這里有個“.”，是從當前文件夾中獲取數據的
問題又來了，開始在 lcov 的過程中，碰到 Negative length 的問題，順着提示找到 lcov 源碼中的一處 $(length) ，之后並沒有頭緒為什么會是負值傳入的，於是根據 sourceforge 上面的地址，發了一封郵件詢問了一下，回信意思是我使用的 gcc 版本為 4.7.2，需要 lcov 1.10+ 版本支持，使用 1.09 或更低版本的 lcov 會出現這樣的問題。於是到以下地址去下載了最新的 lcov
http://ltp.sourceforge.net/coverage/lcov.php
在 lcov 1.10 的 release notes 中寫明了對 gcc 4.7+ 提供了支持。
2. 生成 html 格式的報告
$ genhtml fib.info -o fib_result
genhtml 是安裝 lcov 時附帶的，使用上面產生的 .info 文件生成報告，存放於 fib_result 文件夾中
沒錯，這里的報告並不只是一個文件，有好多存放在你 -o 指定的目錄下，生成之后進入 fib_result 就可以看見念想很久的 index.html 了
這里再分享一下怎么從 terminal 用瀏覽器打開網頁：
$ firefox index.html
3. gcov lcov 資料匯總
在學習過程中檢索到的一些文章有對這兩個工具的解讀，我將有所收獲、編排整齊的幾篇列舉如下，由淺入深，您也可以直接參考他們的文章：
i) gcov 和 lcov 的簡明使用教程：http://magustest.com/blog/whiteboxtesting/using-gcov-lcov/
ii) gcov 和 lcov 的簡單介紹，包括一些選項的含義，
gcov: http://blog.csdn.net/livelylittlefish/article/details/6321861
lcov: http://blog.csdn.net/livelylittlefish/article/details/6321887
iii) gcov 產生的覆蓋率結果會存放在 .cov 文件中，這里有對 .cov 文件的解讀：http://blog.csdn.net/ashhyc/article/details/1558598
iv) lcov 中間產物 .info 文件的解讀：http://blog.csdn.net/vivasoft/article/details/8330186
v) gcov lcov 產生各類文件的簡介：http://wx782870649.blog.163.com/blog/static/12989164120127224317532/
vi) gcov official online manual: http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Gcov.html
vii) gcov FAQ: https://oss.oracle.com/~smushran/.debug/gcov/FAQ
viii) 這里提到了怎么用 gcov 對 linux kernel 進行覆蓋：http://blog.csdn.net/yukin_xue/article/details/7653482
ix) 這里分析了 gcov 的工作原理，並直接操縱其獲取數據的出入口，實現了對后台進程的覆蓋統計：
http://blog.linezing.com/2011/03/使用gcov完成代碼覆蓋率的測試
覆蓋大項目-學習Makefile
為什么要有 makefile ？
因為編譯、鏈接項目如果需要一條一條手動敲命令的話，那對那種動輒幾十幾百個文件的項目實在太恐怖了，需要這樣一個建設性的懶惰，於是有了 makefile
makefile 是什么？
原本歸根結底，makefile 是原來的編譯、鏈接命令的集合，把源文件逐個編譯、最后鏈接，產生可執行文件
至於為了靈活性而衍生出來的各類語法、變量、函數、隱晦規則……剛入門時可以先不必糾結
makefile 我還總結不出什么心得，這一陣兒學習是參考的陳皓老師的博客：http://blog.csdn.net/haoel/article/details/2886
或者這里有 pdf 文檔，http://ishare.iask.sina.com.cn/f/8359780.html
我覺得，為了后面的工作，至少讀通這份 pdf 的前8頁，知道 makefile 怎么使用變量
1. 環境變量
相信您或多或少都聽說過環境變量這個詞，也知道他大概是什么意思，很多我們看不到的系統調用會用到這些變量，舉個栗子：
打出命令 gcc 干嘛干嘛的時候，系統怎么執行你這個命令？系統不會聽人說話，其實您已經調用了一個可執行文件 gcc
那這個 gcc 又是從哪調用的？其實系統會從一些目錄下去找這個執行文件 gcc ，而這些目錄就寫在環境變量 $(PATH) 中，可以打印這個變量出來看看
$ echo $(PATH)
而 gcc 可執行程序在 /usr/bin 這個文件夾中，他的路徑已經寫在 $(PATH) 里了，應該可以看到
Ubuntu 系統的環境變量存儲在以下5個配置文件中：
/etc/environment
系統登錄時讀取的第一個文件，用於為所有進程設置環境變量
/etc/profile
系統登錄時讀取的第二個文件，會設定所有用戶的環境變量
~/.profile
對應當前登錄用戶的 profile 文件，用於定制當前用戶的個人工作環境
/etc/bash.bashrc
對應所有用戶的 bash 初始化文件，這里設定的環境變量將應用於所有用戶的 shell 中，此文件會在用戶每次打開 shell 時執行一次
~/.bashrc
對應當前登錄用戶 bash 的初始化文件，當用戶每次打開shell時，系統都會執行此文件一次
這幾個文件的讀取書序依此是：
/etc/environment -> /etc/profile -> ~/.profile -> /etc/bash.bashrc -> ~/.bashrc
還可以進行一些實驗驗證，請參考：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6405313801012pxw.html
2. makefile 中的變量
為什么要用變量？
再舉個栗子，gcc 有選項 -O0 -O2，前者表示編譯時不優化，后者表示最大程度優化，現在有個 makefile 如下：
executable: main.o kbd.o command.o display.o \ insert.o search.o files.o utils.o gcc -o executable \ main.o kbd.o command.o display.o \ insert.o search.o files.o utils.o main.o: main.c defs.h gcc -O2 -c main.c kbd.o: kbd.c defs.h command.h gcc -O2 -c kbd.c command.o: command.c defs.h command.h gcc -O2 -c command.c display.o: display.c defs.h buffer.h gcc -O2 -c display.c insert.o: insert.c defs.h buffer.h gcc -O2 -c insert.c search.o: search.c defs.h buffer.h gcc -O2 -c search.c files.o: files.c defs.h buffer.h command.h gcc -O2 -c files.c utils.o: utils.c defs.h gcc -O2 -c utils.c
當你要做覆蓋率分析的時候，你期望編譯過程不要優化，於是又要把所有的 -O2 改為 -O0 ……
當未來有一個比 gcc 更好的編譯器 xcc ，又要把所有的 gcc 改為 xcc ......
當然，現在可以用 replace ，但是不管是期望更靈活的在以后來修改，還是強迫症……不如這樣改寫上述 makefile ：
CC="gcc" CFLAGS="-O2 -c" object=main.o kbd.o command.o display.o \ insert.o search.o files.o utils.o executable: $(object) $(CC) -o executable $(object) main.o: main.c defs.h $(CC) $(CFLAGS) main.c kbd.o: kbd.c defs.h command.h $(CC) $(CFLAGS) kbd.c command.o: command.c defs.h command.h $(CC) $(CFLAGS) command.c display.o: display.c defs.h buffer.h $(CC) $(CFLAGS) display.c insert.o: insert.c defs.h buffer.h $(CC) $(CFLAGS) insert.c search.o: search.c defs.h buffer.h $(CC) $(CFLAGS) search.c files.o: files.c defs.h buffer.h command.h $(CC) $(CFLAGS) files.c utils.o: utils.c defs.h $(CC) $(CFLAGS) utils.c
在 VIM src 的 INSTALL 文檔中有這么幾行
至於 CFLAGS, CXXFLAGS, LIBS 這些變量的含義，請參考：http://www.cnblogs.com/taskiller/archive/2012/12/14/2817650.html
這里我用了另一種方法來確定我需要關注那些變量，在項目路徑下，執行：
$ ./configure -h
會顯示 configure 的幫助文檔，其中有這么幾行：
把 gcvo lcov 中提到的知識應用到這兒，我們只需要設定好編譯和鏈接相關的兩個環境變量 CFLAGS 和 LIBS
如下設定：
$ export CFLAGS="-c -ftest-coverage -fprofile-arcs" $ export LIBS="-fprofile-arcs"
隨后在 VIM 項目目錄中
$ make $ make install
在 <VIM>/src/objects 中應該生成了許多 .o 和 .gcno 文件吧，隨后運行 VIM 生成 .gcda ，匯總覆蓋率數據生成 .info ，將信息整理成 html 格式的命令都可以參考上面有關 gcov lcov 的使用
最后打開 index.html，就可以看到本文最開始出現的覆蓋率數據了
交叉編譯項目及 Linux 內核的覆蓋
（待補完）