CWG 616, 1213 - value category of subobject references.
[official-gcc.git] / libstdc++-v3 / doc / xml / manual / test.xml
blobc8c47d1bbdb3b90f662941cced158db60cc1f95b
1 <section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" version="5.0" 
2          xml:id="manual.intro.setup.test" xreflabel="Testing">
3 <?dbhtml filename="test.html"?>
5 <info><title>Testing</title>
6   <keywordset>
7     <keyword>ISO C++</keyword>
8     <keyword>test</keyword>
9     <keyword>testsuite</keyword>
10     <keyword>performance</keyword>
11     <keyword>conformance</keyword>
12     <keyword>ABI</keyword>
13     <keyword>exception safety</keyword>
14   </keywordset>
15 </info>
17 <para>
18 The libstdc++ testsuite includes testing for standard conformance,
19 regressions, ABI, and performance.
20 </para>
22 <section xml:id="test.organization" xreflabel="Test Organization"><info><title>Test Organization</title></info>
25 <section xml:id="test.organization.layout" xreflabel="Directory Layout"><info><title>Directory Layout</title></info>
28 <para>
29   The directory
30   <filename class="directory"><replaceable>gccsrcdir</replaceable>/libstdc++-v3/testsuite</filename>
31   contains the individual test cases organized in sub-directories
32   corresponding to clauses of the C++ standard (detailed below),
33   the DejaGnu test harness support files, and sources to various
34   testsuite utilities that are packaged in a separate testing library.
35 </para>
37 <para>
38   All test cases for functionality required by the runtime components
39   of the C++ standard (ISO 14882) are files within the following
40   directories:
42    <programlisting>
43     17_intro
44     18_support
45     19_diagnostics
46     20_util
47     21_strings
48     22_locale
49     23_containers
50     24_iterators
51     25_algorithms
52     26_numerics
53     27_io
54     28_regex
55     29_atomics
56     30_threads
57    </programlisting>
58 </para>
60    <para>
61       In addition, the following directories include test files:
63 <variablelist spacing="compact">
64 <varlistentry>
65   <term><filename class="directory">tr1</filename></term>
66   <listitem>Tests for components as described by the Technical Report
67     on Standard Library Extensions (<link linked="status.iso.tr1">TR1</link>).
68   </listitem>
69 </varlistentry>
70 <varlistentry>
71   <term><filename class="directory">backward</filename></term>
72   <listitem>Tests for backwards compatibility and deprecated features.
73   </listitem>
74 </varlistentry>
75 <varlistentry>
76   <term><filename class="directory">demangle</filename></term>
77   <listitem>Tests for <function>__cxa_demangle</function>, the IA-64 C++ ABI
78     demangler.
79   </listitem>
80 </varlistentry>
81 <varlistentry>
82   <term><filename class="directory">ext</filename></term>
83   <listitem>Tests for extensions.</listitem>
84 </varlistentry>
85 <varlistentry>
86   <term><filename class="directory">performance</filename></term>
87   <listitem>Tests for performance analysis, and performance regressions.
88   </listitem>
89 </varlistentry>
90 </variablelist>
91    </para>
93    <para>
94       Some directories don't have test files, but instead contain
95       auxiliary information:
97 <variablelist spacing="compact">
98 <varlistentry>
99   <term><filename class="directory">config</filename></term>
100   <listitem>Files for the DejaGnu test harness.</listitem>
101 </varlistentry>
102 <varlistentry>
103   <term><filename class="directory">lib</filename></term>
104   <listitem>Files for the DejaGnu test harness.</listitem>
105 </varlistentry>
106 <varlistentry>
107   <term><filename class="directory">libstdc++*</filename></term>
108   <listitem>Files for the DejaGnu test harness.</listitem>
109 </varlistentry>
110 <varlistentry>
111   <term><filename class="directory">data</filename></term>
112   <listitem>Sample text files for testing input and output.</listitem>
113 </varlistentry>
114 <varlistentry>
115   <term><filename class="directory">util</filename></term>
116   <listitem>Files for libtestc++, utilities and testing routines.</listitem>
117 </varlistentry>
118 </variablelist>
119    </para>
121    <para>
122       Within a directory that includes test files, there may be
123       additional subdirectories, or files.  Originally, test cases
124       were appended to one file that represented a particular section
125       of the chapter under test, and was named accordingly. For
126       instance, to test items related to <code> 21.3.6.1 -
127       <function>basic_string::find</function> [lib.string::find]</code>
128       in the standard, the following was used:
129 <programlisting>    21_strings/find.cc </programlisting>
130       However, that practice soon became a liability as the test cases
131       became huge and unwieldy, and testing new or extended
132       functionality (like wide characters or named locales) became
133       frustrating, leading to aggressive pruning of test cases on some
134       platforms that covered up implementation errors. Now, the test
135       suite has a policy of one file, one test case, which solves the
136       above issues and gives finer grained results and more manageable
137       error debugging. As an example, the test case quoted above
138       becomes:
139 <programlisting>    21_strings/basic_string/find/char/1.cc
140     21_strings/basic_string/find/char/2.cc
141     21_strings/basic_string/find/char/3.cc
142     21_strings/basic_string/find/wchar_t/1.cc
143     21_strings/basic_string/find/wchar_t/2.cc
144     21_strings/basic_string/find/wchar_t/3.cc</programlisting>
145    </para>
147    <para>
148       All new tests should be written with the policy of "one test
149       case, one file" in mind.
150    </para>
151 </section>
154 <section xml:id="test.organization.naming" xreflabel="Naming Conventions"><info><title>Naming Conventions</title></info>
157    <para>
158       In addition, there are some special names and suffixes that are
159       used within the testsuite to designate particular kinds of
160       tests.
161    </para>
163 <variablelist>
164 <varlistentry>
165   <term><filename class="extension">_xin.cc</filename></term>
166   <listitem>
167       This test case expects some kind of interactive input in order
168       to finish or pass. At the moment, the interactive tests are not
169       run by default. Instead, they are run by hand, like:
170       <programlisting>
171 g++ 27_io/objects/char/3_xin.cc
172 cat 27_io/objects/char/3_xin.in | a.out</programlisting>
173   </listitem>
174 </varlistentry>
175 <varlistentry>
176   <term><filename class="extension">.in</filename></term>
177   <listitem>
178       This file contains the expected input for the corresponding <emphasis>
179       _xin.cc</emphasis> test case.
180   </listitem>
181 </varlistentry>
182 <varlistentry>
183   <term><filename class="extension">_neg.cc</filename></term>
184   <listitem>
185       This test case is expected to fail: it's a negative test. At the
186       moment, these are almost always compile time errors.
187   </listitem>
188 </varlistentry>
189 <varlistentry>
190   <term><filename class="directory">char</filename></term>
191   <listitem>
192       This can either be a directory name or part of a longer file
193       name, and indicates that this file, or the files within this
194       directory are testing the <code>char</code> instantiation of a
195       template.
196   </listitem>
197 </varlistentry>
198 <varlistentry>
199   <term><filename class="directory">wchar_t</filename></term>
200   <listitem>
201       This can either be a directory name or part of a longer file
202       name, and indicates that this file, or the files within this
203       directory are testing the <code>wchar_t</code> instantiation of
204       a template. Some hosts do not support <code>wchar_t</code>
205       functionality, so for these targets, all of these tests will not
206       be run.
207   </listitem>
208 </varlistentry>
209 <varlistentry>
210   <term><filename class="directory">thread</filename></term>
211   <listitem>
212       This can either be a directory name or part of a longer file
213       name, and indicates that this file, or the files within this
214       directory are testing situations where multiple threads are
215       being used.
216   </listitem>
217 </varlistentry>
218 <varlistentry>
219   <term><filename class="directory">performance</filename></term>
220   <listitem>
221       This can either be an enclosing directory name or part of a
222       specific file name. This indicates a test that is used to
223       analyze runtime performance, for performance regression testing,
224       or for other optimization related analysis. At the moment, these
225       test cases are not run by default.
226   </listitem>
227 </varlistentry>
228 </variablelist>
230 </section>
231 </section>
234 <section xml:id="test.run" xreflabel="Running the Testsuite"><info><title>Running the Testsuite</title></info>
237   <section xml:id="test.run.basic"><info><title>Basic</title></info>
238     
240     <para>
241       You can check the status of the build without installing it
242       using the DejaGnu harness, much like the rest of the gcc
243       tools, i.e.
244    <userinput>make check</userinput>
245       in the
246       <filename class="directory"><replaceable>libbuilddir</replaceable></filename>
247       directory, or
248    <userinput>make check-target-libstdc++-v3</userinput>
249        in the
250       <filename class="directory"><replaceable>gccbuilddir</replaceable></filename>
251        directory.
252     </para>
254      <para>
255        These commands are functionally equivalent and will create a
256        '<filename class="directory">testsuite</filename>' directory underneath
257        <filename class="directory"><replaceable>libbuilddir</replaceable></filename>
258        containing the results of the
259        tests. Two results files will be generated:
260        <filename>libstdc++.sum</filename>, which is a PASS/FAIL summary
261        for each test, and
262        <filename>libstdc++.log</filename> which is a log of
263        the exact command-line passed to the compiler, the compiler
264        output, and the executable output (if any) for each test.
265      </para>
267      <para>
268        Archives of test results for various versions and platforms are
269        available on the GCC website in the <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="http://gcc.gnu.org/gcc-4.3/buildstat.html">build
270        status</link> section of each individual release, and are also
271        archived on a daily basis on the <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="http://gcc.gnu.org/ml/gcc-testresults/current">gcc-testresults</link>
272        mailing list. Please check either of these places for a similar
273        combination of source version, operating system, and host CPU.
274      </para>
275   </section>
277   <section xml:id="test.run.variations"><info><title>Variations</title></info>
278     
279     <para>
280       There are several options for running tests, including testing
281       the regression tests, testing a subset of the regression tests,
282       testing the performance tests, testing just compilation, testing
283       installed tools, etc. In addition, there is a special rule for
284       checking the exported symbols of the shared library.
285     </para>
286     <para>
287       To debug the DejaGnu test harness during runs, try invoking with a
288       specific argument to the variable <varname>RUNTESTFLAGS</varname>,
289       like so:
290 <programlisting>
291     make check-target-libstdc++-v3 RUNTESTFLAGS="-v"
292 </programlisting>
293       or
294 <programlisting>
295     make check-target-libstdc++-v3 RUNTESTFLAGS="-v -v"
296 </programlisting>
297     </para>
299     <para>
300       To run a subset of the library tests, you can either generate the
301       <filename>testsuite_files</filename> file (described below) by running
302       <userinput>make testsuite_files</userinput> in the
303       <filename class="directory"><replaceable>libbuilddir</replaceable>/testsuite</filename>
304       directory, then edit the
305       file to remove the tests you don't want and then run the testsuite as
306       normal, or you can specify a testsuite and a subset of tests in the
307       <varname>RUNTESTFLAGS</varname> variable.
308     </para>
310     <para>
311       For example, to run only the tests for containers you could use:
313 <programlisting>
314     make check-target-libstdc++-v3 RUNTESTFLAGS="conformance.exp=23_containers/*"
315 </programlisting>
316     </para>
318     <para>
319       When combining this with other options in <varname>RUNTESTFLAGS</varname>
320       the <option>testsuite.exp=testfiles</option> options must come first.
321     </para>
323     <para>
324       There are two ways to run on a simulator: set up <envar>DEJAGNU</envar>
325       to point to a specially crafted <filename>site.exp</filename>,
326       or pass down <option>--target_board</option> flags.
327     </para>
329     <para>
330     Example flags to pass down for various embedded builds are as follows:
332 <programlisting>
333   --target=powerpc-eabisim <emphasis>(libgloss/sim)</emphasis>
334   make check-target-libstdc++-v3 RUNTESTFLAGS="--target_board=powerpc-sim"
336   --target=calmrisc32 <emphasis>(libgloss/sid)</emphasis>
337   make check-target-libstdc++-v3 RUNTESTFLAGS="--target_board=calmrisc32-sid"
339   --target=xscale-elf <emphasis>(newlib/sim)</emphasis>
340   make check-target-libstdc++-v3 RUNTESTFLAGS="--target_board=arm-sim"
341 </programlisting>
342     </para>
344     <para>
345       Also, here is an example of how to run the libstdc++ testsuite
346       for a multilibed build directory with different ABI settings:
348  <programlisting>
349     make check-target-libstdc++-v3 RUNTESTFLAGS='--target_board \"unix{-mabi=32,,-mabi=64}\"'
350 </programlisting>
351     </para>
353     <para>
354       You can run the tests with a compiler and library that have
355       already been installed.  Make sure that the compiler (e.g.,
356       <command>g++</command>) is in your <envar>PATH</envar>.  If you are
357       using shared libraries, then you must also ensure that the
358       directory containing the shared version of libstdc++ is in your
359       <envar>LD_LIBRARY_PATH</envar>, or
360       <link linkend="manual.intro.using.linkage.dynamic">equivalent</link>.
361       If your GCC source tree is at
362       <filename class="directory">/path/to/gcc</filename>,
363       then you can run the tests as follows:
365 <programlisting>
366     runtest --tool libstdc++ --srcdir=/path/to/gcc/libstdc++-v3/testsuite
367 </programlisting>
368     </para>
370     <para>
371       The testsuite will create a number of files in the directory in
372       which you run this command,.  Some of those files might use the
373       same name as files created by other testsuites (like the ones
374       for GCC and G++), so you should not try to run all the
375       testsuites in parallel from the same directory.
376     </para>
378     <para>
379       In addition, there are some testing options that are mostly of
380       interest to library maintainers and system integrators. As such,
381       these tests may not work on all CPU and host combinations, and
382       may need to be executed in the
383       <filename class="directory"><replaceable>libbuilddir</replaceable>/testsuite</filename>
384       directory.  These
385       options include, but are not necessarily limited to, the
386       following:
387     </para>
389 <variablelist>
390 <varlistentry>
391    <term><userinput>
392    make testsuite_files
393    </userinput></term>>
395   <listitem>
396   <para>
397     Five files are generated that determine what test files
398     are run. These files are:
400     <variablelist>
401     <varlistentry>
402       <term> <filename>testsuite_files</filename> </term>
403       <listitem>
404          This is a list of all the test cases that will be run. Each
405          test case is on a separate line, given with an absolute path
406          from the
407          <filename class="directory"><replaceable>libsrcdir</replaceable>/testsuite</filename>
408          directory.
409       </listitem>
410     </varlistentry>
412     <varlistentry>
413       <term> <filename>testsuite_files_interactive</filename> </term>
414       <listitem>
415          This is a list of all the interactive test cases, using the
416          same format as the file list above. These tests are not run
417          by default.
418       </listitem>
419     </varlistentry>
421     <varlistentry>
422       <term> <filename>testsuite_files_performance</filename> </term>
423       <listitem>
424          This is a list of all the performance test cases, using the
425          same format as the file list above. These tests are not run
426          by default.
427       </listitem>
428     </varlistentry>
430     <varlistentry>
431       <term> <filename>testsuite_thread</filename> </term>
432       <listitem>
433          This file indicates that the host system can run tests which
434          involved multiple threads.
435       </listitem>
436     </varlistentry>
438     <varlistentry>
439       <term> <filename>testsuite_wchar_t</filename> </term>
440       <listitem>
441          This file indicates that the host system can run the
442          <code>wchar_t</code> tests, and corresponds to the macro
443          definition <literal>_GLIBCXX_USE_WCHAR_T</literal> in the
444          file <filename>c++config.h</filename>.
445       </listitem>
446     </varlistentry>
447     </variablelist>
448   </para>
449   </listitem>
450 </varlistentry>
452 <varlistentry>
453    <term><userinput>
454    make check-abi
455    </userinput></term>>
457    <listitem>
458    <para>
459      The library ABI can be tested. This involves testing the shared
460      library against a baseline list of symbol exports that defines the
461      previous version of the ABI. The tests require that no exported
462      symbols are removed, no new symbols are added to the old symbol
463      versions, and any new symbols have the latest symbol version.
464      See <link linkend="abi.versioning">Versioning</link> for more details
465      of the ABI version history.
466    </para>
467    </listitem>
468 </varlistentry>
470 <varlistentry>
471    <term><userinput>
472    make new-abi-baseline
473    </userinput></term>>
475    <listitem>
476    <para>
477      Generate a new baseline set of symbols exported from the library
478      (written to a file under
479      <filename class="directory"><replaceable>libsrcdir</replaceable>/config/abi/post/<replaceable>target</replaceable>/</filename>).
480      A different baseline symbols file is needed for each architecture and
481      is used by the <literal>check-abi</literal> target described above.
482      The files are usually re-generated by target maintainers for releases.
483    </para>
484    </listitem>
485 </varlistentry>
487 <varlistentry>
488   <term><userinput>
489    make check-compile
490   </userinput></term>>
492    <listitem>
493    <para>
494      This rule compiles, but does not link or execute, the
495      <filename>testsuite_files</filename> test cases and displays the
496      output on stdout.
497    </para>
498    </listitem>
499 </varlistentry>
501 <varlistentry>
502    <term><userinput>
503    make check-performance
504    </userinput></term>>
506    <listitem>
507    <para>
508      This rule runs through the
509      <filename>testsuite_files_performance</filename> test cases and
510      collects information for performance analysis and can be used to
511      spot performance regressions. Various timing information is
512      collected, as well as number of hard page faults, and memory
513      used. This is not run by default, and the implementation is in
514      flux.
515    </para>
516    </listitem>
517 </varlistentry>
519 <varlistentry>
520    <term><userinput>
521    make check-debug
522    </userinput></term>>
524    <listitem>
525    <para>
526      This rule runs through the test suite under the
527      <link linkend="manual.ext.debug_mode">debug mode</link>.
528    </para>
529    </listitem>
530 </varlistentry>
532 <varlistentry>
533    <term><userinput>
534    make check-parallel
535    </userinput></term>>
537    <listitem>
538    <para>
539      This rule runs through the test suite under the
540      <link linkend="manual.ext.parallel_mode">parallel mode</link>.
541    </para>
542    </listitem>
543 </varlistentry>
545 </variablelist>
547    <para>
548       We are interested in any strange failures of the testsuite;
549       please email the main libstdc++ mailing list if you see
550       something odd or have questions.
551    </para>
552   </section>
554   <section xml:id="test.run.permutations"><info><title>Permutations</title></info>
555     
556     <para>
557       The tests will be compiled with a set of default compiler flags defined
558       by the
559       <filename><replaceable>libbuilddir</replaceable>/scripts/testsuite_flags</filename>
560       file, as well as options specified in individual tests. You can run
561       the tests with different options by adding them to the output of
562       the <option>--cxxflags</option> option of that script, or by setting
563       the <varname>CXXFLAGS</varname> variable when running
564       <command>make</command>, or via options for the DejaGnu test framework
565       (described below). The latter approach uses the
566       <option>--target_board</option> option that was shown earlier,
567       but requires DejaGnu version 1.5.3 or newer to work reliably, so that the
568       <literal>dg-options</literal> in the test aren't overridden.
569       For example, to run the tests with
570       <option>-O1 -D_GLIBCXX_ASSERTIONS</option>
571       you could use:
572 <programlisting>    make check RUNTESTFLAGS=--target_board=unix/-O1/-D_GLIBCXX_ASSERTIONS</programlisting>
573     </para>
575     <para>
576       The <option>--target_board</option> option can also be used to run the
577       tests multiple times in different variations. For example, to run the
578       entire testsuite three times using <option>-O3</option> but with
579       different <option>-std</option> options:
580 <programlisting>    make check 'RUNTESTFLAGS=--target_board=unix/-O3\"{-std=gnu++98,-std=gnu++11,-std=gnu++14}\"'</programlisting>
581       N.B. that set of variations could also be written as
582       <literal>unix/-O3\"{-std=gnu++98,-std=gnu++11,}\"</literal> so that
583       the third variation would use the default for <option>-std</option>
584       (which is <option>-std=gnu++14</option> as of GCC 6).
585     </para>
587     <para>
588       To run the libstdc++ test suite under the
589       <link linkend="manual.ext.debug_mode">debug mode</link>, use
590       <userinput>make check-debug</userinput>. Alternatively, edit
591       <filename><replaceable>libbuilddir</replaceable>/scripts/testsuite_flags</filename>
592       to add the compile-time flag <option>-D_GLIBCXX_DEBUG</option> to the
593       result printed by the <option>--cxxflags</option>
594       option. Additionally, add the
595       <option>-D_GLIBCXX_DEBUG_PEDANTIC</option> flag to turn on
596       pedantic checking. The libstdc++ test suite should produce
597       the same results under debug mode that it does under release mode:
598       any deviation indicates an error in either the library or the test suite.
599       Note, however, that the number of tests that PASS may change, because
600       some test cases are skipped in normal mode, and some are skipped in
601       debug mode, as determined by the
602       <literal>dg-require-<replaceable>support</replaceable></literal>
603       directives described below.
604     </para>
606     <para>
607       The <link linkend="manual.ext.parallel_mode">parallel
608       mode</link> can be tested using
609       <userinput>make check-parallel</userinput>, or in much the same manner
610       as the debug mode, substituting
611       <option>-D_GLIBCXX_PARALLEL</option> for
612       <option>-D_GLIBCXX_DEBUG</option> in the previous paragraph.
613     </para>
615     <para>
616       Or, just run the testsuite
617       <option>-D_GLIBCXX_DEBUG</option> or <option>-D_GLIBCXX_PARALLEL</option>
618       in <varname>CXXFLAGS</varname> or <varname>RUNTESTFLAGS</varname>.
619     </para>
620   </section>
621 </section>
623 <section xml:id="test.new_tests"><info><title>Writing a new test case</title></info>
626    <para>
627     The first step in making a new test case is to choose the correct
628     directory and file name, given the organization as previously
629     described.
630    </para>
632    <para>
633     All files are copyright the FSF, and GPL'd: this is very
634     important.  The first copyright year should correspond to the date
635     the file was checked in to version control. If a test is copied from
636     an existing file it should retain the copyright years from the
637     original file.
638    </para>
640    <para>
641      The DejaGnu instructions say to always return <literal>0</literal>
642      from <function>main</function> to indicate success. Strictly speaking
643      this is redundant in C++, since returning from <function>main</function>
644      is defined to return <literal>0</literal>. Most tests still have an
645      explicit return.
646    </para>
648    <para>
649    A bunch of utility functions and classes have already been
650    abstracted out into the testsuite utility library, <code>
651    libtestc++</code>. To use this functionality, just include the
652    appropriate header file: the library or specific object files will
653    automatically be linked in as part of the testsuite run.
654    </para>
656    <para>
657     Tests that need to perform runtime checks should use the
658     <literal>VERIFY</literal> macro, defined in the
659     <filename class="headerfile">&lt;testsuite_hooks.h&gt;</filename> header.
660     This expands to a custom assertion using
661     <function>__builtin_printf</function> and
662     <function>__builtin_abort</function>
663     (to avoid using <literal>assert</literal> and being affected by
664     <literal>NDEBUG</literal>).
665    </para>
667    <para>
668     Prior to GCC 7.1, <literal>VERIFY</literal> was defined differently.
669     It usually expanded to the standard <literal>assert</literal> macro, but
670     allowed targets to define it to something different. In order to support
671     the alternative expansions of <literal>VERIFY</literal>, before any use
672     of the macro there needed to be a variable called <varname>test</varname>
673     in scope, which was usually defined like so (the attribute avoids
674     warnings about an unused variable):
675     <programlisting>
676     bool test __attribute__((unused)) = true;
677     </programlisting>
678     This is no longer needed, and should not be added to new tests.
679    </para>
681    <para>
682     The testsuite uses the DejaGnu framework to compile and run the tests.
683     Test cases are normal C++ files which contain special directives in
684     comments.  These directives look like <literal>{ dg-* ... }</literal>
685     and tell DejaGnu what to do and what kinds of behavior are to be expected
686     for a test.  The core DejaGnu directives are documented in the
687     <filename>dg.exp</filename> file installed by DejaGnu.
688     The GCC testsuites support additional directives
689     as described in the GCC internals documentation, see <link
690     xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"
691     xlink:href="https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gccint/Directives.html">Syntax
692     and Descriptions of test directives</link>. GCC also defines many <link
693     xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"
694     xlink:href="https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gccint/Effective-Target-Keywords.html">
695     Keywords describing target attributes</link> (a.k.a effective targets)
696     which can be used where a target <replaceable>selector</replaceable> can
697     appear.
698   </para>
700   <para>
701   Some directives commonly used in the libstdc++ testsuite are:
703 <variablelist>
704 <varlistentry>
705   <term><literal>{ dg-do <replaceable>do-what-keyword</replaceable> [{ target/xfail <replaceable>selector</replaceable> }] }</literal></term>
706   <listitem>Where <replaceable>do-what-keyword</replaceable> is usually
707     one of <literal>run</literal> (which is the default),
708     <literal>compile</literal>, or <literal>link</literal>,
709     and typical selectors are targets such as <literal>*-*-gnu*</literal>
710     or an effective target such as <literal>c++11</literal>.
711   </listitem>
712 </varlistentry>
713 <varlistentry>
714   <term><literal>{ dg-require-<replaceable>support</replaceable> args }</literal></term>
715   <listitem>Skip the test if the target does not provide the required support.
716     See below for values of <replaceable>support</replaceable>.
717   </listitem>
718 </varlistentry>
719 <varlistentry>
720   <term><literal>{ dg-options <replaceable>options</replaceable> [{ target <replaceable>selector</replaceable> }] }</literal></term>
721 </varlistentry>
722 <varlistentry>
723   <term><literal>{ dg-error <replaceable>regexp</replaceable> [ <replaceable>comment</replaceable> [{ target/xfail <replaceable>selector</replaceable> } [<replaceable>line</replaceable>] ]] }</literal></term>
724 </varlistentry>
725 <varlistentry>
726   <term><literal>{ dg-excess-errors <replaceable>comment</replaceable> [{ target/xfail <replaceable>selector</replaceable> }] }</literal></term>
727 </varlistentry>
728 </variablelist>
729   For full details of these and other directives see the main GCC DejaGnu
730   documentation in the internals manual.
731   </para>
733   <para>
734     Test cases that use features of a particular C++ standard should specify
735     the minimum required standard as an effective target:
736 <programlisting>    // { dg-do run { target c++11 } }</programlisting>
737     or
738 <programlisting>    // { dg-require-effective-target c++11 }</programlisting>
739     Specifying the minimum required standard for a test allows it to be run
740     using later standards, so that we can verify that C++11 components still
741     work correctly when compiled as C++14 or later. Specifying a minimum also
742     means the test will be skipped if the test is compiled using
743     an older standard, e.g. using
744     <option>RUNTESTFLAGS=--target_board=unix/-std=gnu++98</option>.
745   </para>
747   <para>
748     It is possible to indicate that a test should <emphasis>only</emphasis>
749     be run for a specific standard (and not later standards) using an
750     effective target like <literal>c++11_only</literal>. However, this means
751     the test will be skipped by default (because the default mode is
752     <literal>gnu++14</literal>), and so will only run when
753     <option>-std=gnu++11</option> or <option>-std=c++11</option> is used
754     explicitly. For tests that require a specific standard it is better to
755     use a <literal>dg-options</literal> directive:
756 <programlisting>    // { dg-options "-std=gnu++11" }</programlisting>
757     This means the test will not get skipped by default, and will always use
758     the specific standard dialect that the test requires. This isn't needed
759     often, and most tests should use an effective target to specify a
760     minimum standard instead, to allow them to be tested for all
761     possible variations.
762   </para>
764   <para>
765     Similarly, tests which depend on a newer standard than the default
766     should use <literal>dg-options</literal> instead of an effective target,
767     so that they are not skipped by default.
768     For example, tests for C++17 features should use
769 <programlisting>    // { dg-options "-std=gnu++17" }</programlisting>
770     and not
771 <programlisting>    // { dg-do run "c++1z" }</programlisting>
772   </para>
774 <section xml:id="tests.dg.examples"><info><title>Examples of Test Directives</title></info>
776    <para>
777 Example 1: Testing compilation only:
778 <programlisting>
779 // { dg-do compile }
780 </programlisting>
782 Example 2: Testing for expected warnings on line 36, which all targets fail:
783 <programlisting>
784 // { dg-warning "string literals" "" { xfail *-*-* } 36 }
785 </programlisting>
787 Example 3: Testing for expected warnings on line 36:
788 <programlisting>
789 // { dg-warning "string literals" "" { target *-*-* } 36 }
790 </programlisting>
792 Example 4: Testing for compilation errors on line 41:
793 <programlisting>
794 // { dg-do compile }
795 // { dg-error "no match for" "" { target *-*-* } 41 }
796 </programlisting>
798 Example 5: Testing with special command line settings, or without the
799 use of pre-compiled headers, in particular the
800 <filename class="headerfile">stdc++.h.gch</filename> file. Any
801 options here will override the <varname>DEFAULT_CXXFLAGS</varname> and
802 <varname>PCH_CXXFLAGS</varname> set up in the <filename>normal.exp</filename>
803 file:
804 <programlisting>
805 // { dg-options "-O0" { target *-*-* } }
806 </programlisting>
808 Example 6: Compiling and linking a test only for C++14 and later, and only
809 if Debug Mode is active:
810 <programlisting>
811 // { dg-do link { target c++14 } }
812 // { dg-require-debug-mode "" }
813 </programlisting>
815 Example 7: Running a test only on x86 targets, and only for C++11 and later,
816 with specific options, and additional options for 32-bit x86:
817 <programlisting>
818 // { dg-options "-fstrict-enums" }
819 // { dg-additional-options "-march=i486" { target ia32 } }
820 // { dg-do run { target { ia32 || x86_64-*-* } } }
821 // { dg-require-effective-target "c++11" }
822 </programlisting>
823    </para>
825    <para>
826     More examples can be found in the
827     <filename>libstdc++-v3/testsuite/*/*.cc</filename> files.
828    </para>
829 </section>
831 <section xml:id="tests.dg.directives"><info><title>Directives Specific to Libstdc++ Tests</title></info>
833   <para>
834     In addition to the usual <link
835     xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"
836     xlink:href="https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gccint/Require-Support.html">Variants
837     of <literal>dg-require-<replaceable>support</replaceable></literal></link>
838     several more directives are available for use in libstdc++ tests,
839     including the following:
840    </para>
842   <variablelist>
843     <varlistentry><term><literal>dg-require-namedlocale</literal> <replaceable>name</replaceable></term>
844       <listitem><para>The named locale must be available.
845       </para></listitem>
846     </varlistentry>
847     <varlistentry><term><literal>dg-require-debug-mode ""</literal></term>
848       <listitem><para>Skip the test if the Debug Mode is not active
849         (as determined by the <literal>_GLIBCXX_DEBUG</literal> macro).
850       </para></listitem>
851     </varlistentry>
852     <varlistentry><term><literal>dg-require-parallel-mode ""</literal></term>
853       <listitem><para>Skip the test if the Parallel Mode is not active
854         (as determined by the <literal>_GLIBCXX_PARALLEL</literal> macro).
855       </para></listitem>
856     </varlistentry>
857     <varlistentry><term><literal>dg-require-profile-mode ""</literal></term>
858       <listitem><para>Skip the test if the Profile Mode is not active
859         (as determined by the <literal>_GLIBCXX_PROFILE</literal> macro).
860       </para></listitem>
861     </varlistentry>
862     <varlistentry><term><literal>dg-require-normal-mode ""</literal></term>
863       <listitem><para>Skip the test if any of Debug, Parallel or Profile
864         Mode is active.
865       </para></listitem>
866     </varlistentry>
867     <varlistentry><term><literal>dg-require-atomic-builtins ""</literal></term>
868       <listitem><para>Skip the test if atomic operations on <type>bool</type>
869       and <type>int</type> are not lock-free.
870       </para></listitem>
871     </varlistentry>
872     <varlistentry><term><literal>dg-require-gthreads ""</literal></term>
873       <listitem><para>Skip the test if the C++11 thread library is not
874       supported, as determined by the <literal>_GLIBCXX_HAS_GTHREADS</literal>
875       macro.
876       </para></listitem>
877     </varlistentry>
878     <varlistentry><term><literal>dg-require-gthreads-timed ""</literal></term>
879       <listitem><para>Skip the test if C++11 timed mutexes are not supported,
880       as determined by the <literal>_GLIBCXX_HAS_GTHREADS</literal> and
881       <literal>_GTHREAD_USE_MUTEX_TIMEDLOCK</literal> macros.
882       </para></listitem>
883     </varlistentry>
884     <varlistentry><term><literal>dg-require-string-conversions ""</literal></term>
885       <listitem><para>Skip the test if the C++11 <function>to_string</function>
886       and <function>stoi</function>, <function>stod</function> etc. functions
887       are not fully supported (including wide character versions).
888       </para></listitem>
889     </varlistentry>
890     <varlistentry><term><literal>dg-require-filesystem-ts ""</literal></term>
891       <listitem><para>Skip the test if the Filesystem TS is not supported.
892       </para></listitem>
893     </varlistentry>
894   </variablelist>
895 </section>
897 </section>
900 <section xml:id="test.harness" xreflabel="Test Harness and Utilities"><info><title>Test Harness and Utilities</title></info>
903 <section xml:id="test.harness.dejagnu"><info><title>DejaGnu Harness Details</title></info>
905   <para>
906     Underlying details of testing for conformance and regressions are
907     abstracted via the GNU DejaGnu package. This is similar to the
908     rest of GCC.
909   </para>
912 <para>This is information for those looking at making changes to the testsuite
913 structure, and/or needing to trace DejaGnu's actions with
914 <option>--verbose</option>.
915 This will not be useful to people who are "merely" adding new tests
916 to the existing structure.
917 </para>
919 <para>The first key point when working with DejaGnu is the idea of a "tool".
920 Files, directories, and functions are all implicitly used when they are
921 named after the tool in use.  Here, the tool will always be "libstdc++".
922 </para>
924 <para>The <code>lib</code> subdir contains support routines.  The
925 <code>lib/libstdc++.exp</code> file ("support library") is loaded
926 automagically, and must explicitly load the others.  For example, files can
927 be copied from the core compiler's support directory into <code>lib</code>.
928 </para>
930 <para>Some routines in <code>lib/libstdc++.exp</code> are callbacks, some are
931 our own.  Callbacks must be prefixed with the name of the tool.  To easily
932 distinguish the others, by convention our own routines are named "v3-*".
933 </para>
935 <para>The next key point when working with DejaGnu is "test files".  Any
936 directory whose name starts with the tool name will be searched for test files.
937 (We have only one.)  In those directories, any <code>.exp</code> file is
938 considered a test file, and will be run in turn.  Our main test file is called
939 <code>normal.exp</code>; it runs all the tests in testsuite_files using the
940 callbacks loaded from the support library.
941 </para>
943 <para>The <code>config</code> directory is searched for any particular "target
944 board" information unique to this library.  This is currently unused and sets
945 only default variables.
946 </para>
948 </section>
950 <section xml:id="test.harness.utils"><info><title>Utilities</title></info>
952   <para>
953   </para>
954   <para>
955    The testsuite directory also contains some files that implement
956    functionality that is intended to make writing test cases easier,
957    or to avoid duplication, or to provide error checking in a way that
958    is consistent across platforms and test harnesses. A stand-alone
959    executable, called <emphasis>abi_check</emphasis>, and a static
960    library called <emphasis>libtestc++</emphasis> are
961    constructed. Both of these items are not installed, and only used
962    during testing.
963   </para>
965   <para>
966   These files include the following functionality:
967   </para>
969   <itemizedlist>
970      <listitem>
971        <para>
972        <emphasis>testsuite_abi.h</emphasis>,
973        <emphasis>testsuite_abi.cc</emphasis>,
974        <emphasis>testsuite_abi_check.cc</emphasis>
975        </para>
976        <para>
977         Creates the executable <emphasis>abi_check</emphasis>.
978         Used to check correctness of symbol versioning, visibility of
979         exported symbols, and compatibility on symbols in the shared
980         library, for hosts that support this feature. More information
981         can be found in the ABI documentation <link linkend="appendix.porting.abi">here</link>
982        </para>
983      </listitem>
984      <listitem>
985        <para>
986        <emphasis>testsuite_allocator.h</emphasis>,
987        <emphasis>testsuite_allocator.cc</emphasis>
988        </para>
989        <para>
990         Contains specialized allocators that keep track of construction
991         and destruction. Also, support for overriding global new and
992         delete operators, including verification that new and delete
993         are called during execution, and that allocation over max_size
994         fails.
995        </para>
996      </listitem>
997      <listitem>
998        <para>
999        <emphasis>testsuite_character.h</emphasis>
1000        </para>
1001        <para>
1002         Contains <code>std::char_traits</code> and
1003         <code>std::codecvt</code> specializations for a user-defined
1004         POD.
1005        </para>
1006      </listitem>
1007      <listitem>
1008        <para>
1009        <emphasis>testsuite_hooks.h</emphasis>,
1010        <emphasis>testsuite_hooks.cc</emphasis>
1011        </para>
1012        <para>
1013        A large number of utilities, including:
1014        </para>
1015        <itemizedlist>
1016          <listitem><para>VERIFY</para></listitem>
1017          <listitem><para>set_memory_limits</para></listitem>
1018          <listitem><para>verify_demangle</para></listitem>
1019          <listitem><para>run_tests_wrapped_locale</para></listitem>
1020          <listitem><para>run_tests_wrapped_env</para></listitem>
1021          <listitem><para>try_named_locale</para></listitem>
1022          <listitem><para>try_mkfifo</para></listitem>
1023          <listitem><para>func_callback</para></listitem>
1024          <listitem><para>counter</para></listitem>
1025          <listitem><para>copy_tracker</para></listitem>
1026          <listitem><para>copy_constructor</para></listitem>
1027          <listitem><para>assignment_operator</para></listitem>
1028          <listitem><para>destructor</para></listitem>
1029          <listitem>
1030          <para>pod_char, pod_int and associated char_traits specializations</para>
1031          </listitem>
1032        </itemizedlist>
1033      </listitem>
1034      <listitem>
1035        <para>
1036          <emphasis>testsuite_io.h</emphasis>
1037        </para>
1038        <para>
1039        Error, exception, and constraint checking for
1040        <code>std::streambuf, std::basic_stringbuf, std::basic_filebuf</code>.
1041        </para>
1042      </listitem>
1043      <listitem>
1044        <para>
1045          <emphasis>testsuite_iterators.h</emphasis>
1046        </para>
1047        <para>
1048          Wrappers for various iterators.
1049        </para>
1050      </listitem>
1051      <listitem>
1052        <para>
1053          <emphasis>testsuite_performance.h</emphasis>
1054        </para>
1055        <para>
1056        A number of class abstractions for performance counters, and
1057        reporting functions including:
1058        </para>
1059       <itemizedlist>
1060          <listitem><para>time_counter</para></listitem>
1061          <listitem><para>resource_counter</para></listitem>
1062          <listitem><para>report_performance</para></listitem>
1063       </itemizedlist>
1064      </listitem>
1065   </itemizedlist>
1066 </section>
1068 </section>
1070 <section xml:id="test.special"><info><title>Special Topics</title></info>
1073 <section xml:id="test.exception.safety"><info><title>
1074   Qualifying Exception Safety Guarantees
1075   <indexterm>
1076     <primary>Test</primary>
1077     <secondary>Exception Safety</secondary>
1078   </indexterm>
1079 </title></info>
1082 <section xml:id="test.exception.safety.overview"><info><title>Overview</title></info>
1085        <para>
1086          Testing is composed of running a particular test sequence,
1087          and looking at what happens to the surrounding code when
1088          exceptions are thrown. Each test is composed of measuring
1089          initial state, executing a particular sequence of code under
1090          some instrumented conditions, measuring a final state, and
1091          then examining the differences between the two states.
1092        </para>
1094        <para>
1095          Test sequences are composed of constructed code sequences
1096          that exercise a particular function or member function, and
1097          either confirm no exceptions were generated, or confirm the
1098          consistency/coherency of the test subject in the event of a
1099          thrown exception.
1100        </para>
1102        <para>
1103          Random code paths can be constructed using the basic test
1104          sequences and instrumentation as above, only combined in a
1105          random or pseudo-random way.
1106        </para>
1108        <para> To compute the code paths that throw, test instruments
1109          are used that throw on allocation events
1110          (<classname>__gnu_cxx::throw_allocator_random</classname>
1111          and <classname>__gnu_cxx::throw_allocator_limit</classname>)
1112          and copy, assignment, comparison, increment, swap, and
1113          various operators
1114          (<classname>__gnu_cxx::throw_type_random</classname>
1115          and <classname>__gnu_cxx::throw_type_limit</classname>). Looping
1116          through a given test sequence and conditionally throwing in
1117          all instrumented places.  Then, when the test sequence
1118          completes without an exception being thrown, assume all
1119          potential error paths have been exercised in a sequential
1120          manner.
1121        </para>
1122 </section>
1125 <section xml:id="test.exception.safety.status"><info><title>
1126     Existing tests
1127 </title></info>
1130   <itemizedlist>
1131      <listitem>
1132        <para>
1133          Ad Hoc
1134        </para>
1135        <para>
1136          For example,
1137          <filename>testsuite/23_containers/list/modifiers/3.cc</filename>.
1138        </para>
1139      </listitem>
1141      <listitem>
1142        <para>
1143          Policy Based Data Structures
1144        </para>
1145        <para>
1146          For example, take the test
1147          functor <classname>rand_reg_test</classname> in
1148          in <filename>testsuite/ext/pb_ds/regression/tree_no_data_map_rand.cc</filename>. This uses <classname>container_rand_regression_test</classname> in
1149 <filename>testsuite/util/regression/rand/assoc/container_rand_regression_test.h</filename>.
1151        </para>
1153        <para>
1154          Which has several tests for container member functions,
1155 Includes control and test container objects. Configuration includes
1156 random seed, iterations, number of distinct values, and the
1157 probability that an exception will be thrown. Assumes instantiating
1158 container uses an extension
1159 allocator, <classname>__gnu_cxx::throw_allocator_random</classname>,
1160 as the allocator type.
1161        </para>
1162      </listitem>
1164      <listitem>
1165        <para>
1166          C++11 Container Requirements.
1167        </para>
1169        <para>
1170          Coverage is currently limited to testing container
1171          requirements for exception safety,
1172          although <classname>__gnu_cxx::throw_type</classname> meets
1173          the additional type requirements for testing numeric data
1174          structures and instantiating algorithms.
1175        </para>
1177        <para>
1178          Of particular interest is extending testing to algorithms and
1179          then to parallel algorithms. Also io and locales.
1180        </para>
1182        <para>
1183          The test instrumentation should also be extended to add
1184          instrumentation to <classname>iterator</classname>
1185          and <classname>const_iterator</classname> types that throw
1186          conditionally on iterator operations.
1187        </para>
1188      </listitem>
1189   </itemizedlist>
1190 </section>
1193 <section xml:id="test.exception.safety.containers"><info><title>
1194 C++11 Requirements Test Sequence Descriptions
1195 </title></info>
1198   <itemizedlist>
1199      <listitem>
1200        <para>
1201          Basic
1202        </para>
1204        <para>
1205          Basic consistency on exception propagation tests. For
1206          each container, an object of that container is constructed,
1207          a specific member function is exercised in
1208          a <literal>try</literal> block, and then any thrown
1209          exceptions lead to error checking in the appropriate
1210          <literal>catch</literal> block. The container's use of
1211          resources is compared to the container's use prior to the
1212          test block. Resource monitoring is limited to allocations
1213          made through the container's <type>allocator_type</type>,
1214          which should be sufficient for container data
1215          structures. Included in these tests are member functions
1216          are <type>iterator</type> and <type>const_iterator</type>
1217          operations, <function>pop_front</function>, <function>pop_back</function>, <function>push_front</function>, <function>push_back</function>, <function>insert</function>, <function>erase</function>, <function>swap</function>, <function>clear</function>,
1218          and <function>rehash</function>. The container in question is
1219          instantiated with two instrumented template arguments,
1220          with <classname>__gnu_cxx::throw_allocator_limit</classname>
1221          as the allocator type, and
1222          with <classname>__gnu_cxx::throw_type_limit</classname> as
1223          the value type. This allows the test to loop through
1224          conditional throw points.
1225        </para>
1227      <para>
1228          The general form is demonstrated in
1229          <filename>testsuite/23_containers/list/requirements/exception/basic.cc
1230          </filename>. The instantiating test object is <classname>__gnu_test::basic_safety</classname> and is detailed in <filename>testsuite/util/exception/safety.h</filename>.
1231        </para>
1232      </listitem>
1235      <listitem>
1236        <para>
1237          Generation Prohibited
1238        </para>
1240        <para>
1241          Exception generation tests. For each container, an object of
1242          that container is constructed and all member functions
1243          required to not throw exceptions are exercised. Included in
1244          these tests are member functions
1245          are <type>iterator</type> and <type>const_iterator</type> operations, <function>erase</function>, <function>pop_front</function>, <function>pop_back</function>, <function>swap</function>,
1246          and <function>clear</function>. The container in question is
1247          instantiated with two instrumented template arguments,
1248          with <classname>__gnu_cxx::throw_allocator_random</classname>
1249          as the allocator type, and
1250          with <classname>__gnu_cxx::throw_type_random</classname> as
1251          the value type. This test does not loop, an instead is sudden
1252          death: first error fails.
1253        </para>
1254        <para>
1255          The general form is demonstrated in
1256          <filename>testsuite/23_containers/list/requirements/exception/generation_prohibited.cc
1257          </filename>. The instantiating test object is <classname>__gnu_test::generation_prohibited</classname> and is detailed in <filename>testsuite/util/exception/safety.h</filename>.
1258        </para>
1259      </listitem>
1262      <listitem>
1263        <para>
1264          Propagation Consistent
1265        </para>
1267        <para>
1268          Container rollback on exception propagation tests. For
1269          each container, an object of that container is constructed,
1270          a specific member function that requires rollback to a previous
1271          known good state is exercised in
1272          a <literal>try</literal> block, and then any thrown
1273          exceptions lead to error checking in the appropriate
1274          <literal>catch</literal> block. The container is compared to
1275          the container's last known good state using such parameters
1276          as size, contents, and iterator references. Included in these
1277          tests are member functions
1278          are <function>push_front</function>, <function>push_back</function>, <function>insert</function>,
1279          and <function>rehash</function>. The container in question is
1280          instantiated with two instrumented template arguments,
1281          with <classname>__gnu_cxx::throw_allocator_limit</classname>
1282          as the allocator type, and
1283          with <classname>__gnu_cxx::throw_type_limit</classname> as
1284          the value type. This allows the test to loop through
1285          conditional throw points.
1286        </para>
1288        <para>
1289          The general form demonstrated in
1290          <filename>testsuite/23_containers/list/requirements/exception/propagation_coherent.cc
1291          </filename>. The instantiating test object is <classname>__gnu_test::propagation_coherent</classname> and is detailed in <filename>testsuite/util/exception/safety.h</filename>.
1292        </para>
1293      </listitem>
1294   </itemizedlist>
1296 </section>
1298 </section>
1300 </section>
1302 </section>