block/export: use VIRTIO_BLK_SECTOR_BITS
[qemu/kevin.git] / docs / devel / testing.rst
blob1434a50cc4fc832bacd2e806426e69a9b5fbcd47
1 ===============
2 Testing in QEMU
3 ===============
5 This document describes the testing infrastructure in QEMU.
7 Testing with "make check"
8 =========================
10 The "make check" testing family includes most of the C based tests in QEMU. For
11 a quick help, run ``make check-help`` from the source tree.
13 The usual way to run these tests is:
15 .. code::
17   make check
19 which includes QAPI schema tests, unit tests, QTests and some iotests.
20 Different sub-types of "make check" tests will be explained below.
22 Before running tests, it is best to build QEMU programs first. Some tests
23 expect the executables to exist and will fail with obscure messages if they
24 cannot find them.
26 Unit tests
27 ----------
29 Unit tests, which can be invoked with ``make check-unit``, are simple C tests
30 that typically link to individual QEMU object files and exercise them by
31 calling exported functions.
33 If you are writing new code in QEMU, consider adding a unit test, especially
34 for utility modules that are relatively stateless or have few dependencies. To
35 add a new unit test:
37 1. Create a new source file. For example, ``tests/foo-test.c``.
39 2. Write the test. Normally you would include the header file which exports
40    the module API, then verify the interface behaves as expected from your
41    test. The test code should be organized with the glib testing framework.
42    Copying and modifying an existing test is usually a good idea.
44 3. Add the test to ``tests/meson.build``. The unit tests are listed in a
45    dictionary called ``tests``.  The values are any additional sources and
46    dependencies to be linked with the test.  For a simple test whose source
47    is in ``tests/foo-test.c``, it is enough to add an entry like::
49      {
50        ...
51        'foo-test': [],
52        ...
53      }
55 Since unit tests don't require environment variables, the simplest way to debug
56 a unit test failure is often directly invoking it or even running it under
57 ``gdb``. However there can still be differences in behavior between ``make``
58 invocations and your manual run, due to ``$MALLOC_PERTURB_`` environment
59 variable (which affects memory reclamation and catches invalid pointers better)
60 and gtester options. If necessary, you can run
62 .. code::
64   make check-unit V=1
66 and copy the actual command line which executes the unit test, then run
67 it from the command line.
69 QTest
70 -----
72 QTest is a device emulation testing framework.  It can be very useful to test
73 device models; it could also control certain aspects of QEMU (such as virtual
74 clock stepping), with a special purpose "qtest" protocol.  Refer to
75 :doc:`qtest` for more details.
77 QTest cases can be executed with
79 .. code::
81    make check-qtest
83 QAPI schema tests
84 -----------------
86 The QAPI schema tests validate the QAPI parser used by QMP, by feeding
87 predefined input to the parser and comparing the result with the reference
88 output.
90 The input/output data is managed under the ``tests/qapi-schema`` directory.
91 Each test case includes four files that have a common base name:
93   * ``${casename}.json`` - the file contains the JSON input for feeding the
94     parser
95   * ``${casename}.out`` - the file contains the expected stdout from the parser
96   * ``${casename}.err`` - the file contains the expected stderr from the parser
97   * ``${casename}.exit`` - the expected error code
99 Consider adding a new QAPI schema test when you are making a change on the QAPI
100 parser (either fixing a bug or extending/modifying the syntax). To do this:
102 1. Add four files for the new case as explained above. For example:
104   ``$EDITOR tests/qapi-schema/foo.{json,out,err,exit}``.
106 2. Add the new test in ``tests/Makefile.include``. For example:
108   ``qapi-schema += foo.json``
110 check-block
111 -----------
113 ``make check-block`` runs a subset of the block layer iotests (the tests that
114 are in the "auto" group).
115 See the "QEMU iotests" section below for more information.
117 GCC gcov support
118 ----------------
120 ``gcov`` is a GCC tool to analyze the testing coverage by
121 instrumenting the tested code. To use it, configure QEMU with
122 ``--enable-gcov`` option and build. Then run ``make check`` as usual.
124 If you want to gather coverage information on a single test the ``make
125 clean-gcda`` target can be used to delete any existing coverage
126 information before running a single test.
128 You can generate a HTML coverage report by executing ``make
129 coverage-html`` which will create
130 ``meson-logs/coveragereport/index.html``.
132 Further analysis can be conducted by running the ``gcov`` command
133 directly on the various .gcda output files. Please read the ``gcov``
134 documentation for more information.
136 QEMU iotests
137 ============
139 QEMU iotests, under the directory ``tests/qemu-iotests``, is the testing
140 framework widely used to test block layer related features. It is higher level
141 than "make check" tests and 99% of the code is written in bash or Python
142 scripts.  The testing success criteria is golden output comparison, and the
143 test files are named with numbers.
145 To run iotests, make sure QEMU is built successfully, then switch to the
146 ``tests/qemu-iotests`` directory under the build directory, and run ``./check``
147 with desired arguments from there.
149 By default, "raw" format and "file" protocol is used; all tests will be
150 executed, except the unsupported ones. You can override the format and protocol
151 with arguments:
153 .. code::
155   # test with qcow2 format
156   ./check -qcow2
157   # or test a different protocol
158   ./check -nbd
160 It's also possible to list test numbers explicitly:
162 .. code::
164   # run selected cases with qcow2 format
165   ./check -qcow2 001 030 153
167 Cache mode can be selected with the "-c" option, which may help reveal bugs
168 that are specific to certain cache mode.
170 More options are supported by the ``./check`` script, run ``./check -h`` for
171 help.
173 Writing a new test case
174 -----------------------
176 Consider writing a tests case when you are making any changes to the block
177 layer. An iotest case is usually the choice for that. There are already many
178 test cases, so it is possible that extending one of them may achieve the goal
179 and save the boilerplate to create one.  (Unfortunately, there isn't a 100%
180 reliable way to find a related one out of hundreds of tests.  One approach is
181 using ``git grep``.)
183 Usually an iotest case consists of two files. One is an executable that
184 produces output to stdout and stderr, the other is the expected reference
185 output. They are given the same number in file names. E.g. Test script ``055``
186 and reference output ``055.out``.
188 In rare cases, when outputs differ between cache mode ``none`` and others, a
189 ``.out.nocache`` file is added. In other cases, when outputs differ between
190 image formats, more than one ``.out`` files are created ending with the
191 respective format names, e.g. ``178.out.qcow2`` and ``178.out.raw``.
193 There isn't a hard rule about how to write a test script, but a new test is
194 usually a (copy and) modification of an existing case.  There are a few
195 commonly used ways to create a test:
197 * A Bash script. It will make use of several environmental variables related
198   to the testing procedure, and could source a group of ``common.*`` libraries
199   for some common helper routines.
201 * A Python unittest script. Import ``iotests`` and create a subclass of
202   ``iotests.QMPTestCase``, then call ``iotests.main`` method. The downside of
203   this approach is that the output is too scarce, and the script is considered
204   harder to debug.
206 * A simple Python script without using unittest module. This could also import
207   ``iotests`` for launching QEMU and utilities etc, but it doesn't inherit
208   from ``iotests.QMPTestCase`` therefore doesn't use the Python unittest
209   execution. This is a combination of 1 and 2.
211 Pick the language per your preference since both Bash and Python have
212 comparable library support for invoking and interacting with QEMU programs. If
213 you opt for Python, it is strongly recommended to write Python 3 compatible
214 code.
216 Both Python and Bash frameworks in iotests provide helpers to manage test
217 images. They can be used to create and clean up images under the test
218 directory. If no I/O or any protocol specific feature is needed, it is often
219 more convenient to use the pseudo block driver, ``null-co://``, as the test
220 image, which doesn't require image creation or cleaning up. Avoid system-wide
221 devices or files whenever possible, such as ``/dev/null`` or ``/dev/zero``.
222 Otherwise, image locking implications have to be considered.  For example,
223 another application on the host may have locked the file, possibly leading to a
224 test failure.  If using such devices are explicitly desired, consider adding
225 ``locking=off`` option to disable image locking.
227 Test case groups
228 ----------------
230 "Tests may belong to one or more test groups, which are defined in the form
231 of a comment in the test source file. By convention, test groups are listed
232 in the second line of the test file, after the "#!/..." line, like this:
234 .. code::
236   #!/usr/bin/env python3
237   # group: auto quick
238   #
239   ...
241 Another way of defining groups is creating the tests/qemu-iotests/group.local
242 file. This should be used only for downstream (this file should never appear
243 in upstream). This file may be used for defining some downstream test groups
244 or for temporarily disabling tests, like this:
246 .. code::
248   # groups for some company downstream process
249   #
250   # ci - tests to run on build
251   # down - our downstream tests, not for upstream
252   #
253   # Format of each line is:
254   # TEST_NAME TEST_GROUP [TEST_GROUP ]...
256   013 ci
257   210 disabled
258   215 disabled
259   our-ugly-workaround-test down ci
261 Note that the following group names have a special meaning:
263 - quick: Tests in this group should finish within a few seconds.
265 - auto: Tests in this group are used during "make check" and should be
266   runnable in any case. That means they should run with every QEMU binary
267   (also non-x86), with every QEMU configuration (i.e. must not fail if
268   an optional feature is not compiled in - but reporting a "skip" is ok),
269   work at least with the qcow2 file format, work with all kind of host
270   filesystems and users (e.g. "nobody" or "root") and must not take too
271   much memory and disk space (since CI pipelines tend to fail otherwise).
273 - disabled: Tests in this group are disabled and ignored by check.
275 .. _container-ref:
277 Container based tests
278 =====================
280 Introduction
281 ------------
283 The container testing framework in QEMU utilizes public images to
284 build and test QEMU in predefined and widely accessible Linux
285 environments. This makes it possible to expand the test coverage
286 across distros, toolchain flavors and library versions. The support
287 was originally written for Docker although we also support Podman as
288 an alternative container runtime. Although the many of the target
289 names and scripts are prefixed with "docker" the system will
290 automatically run on whichever is configured.
292 The container images are also used to augment the generation of tests
293 for testing TCG. See :ref:`checktcg-ref` for more details.
295 Docker Prerequisites
296 --------------------
298 Install "docker" with the system package manager and start the Docker service
299 on your development machine, then make sure you have the privilege to run
300 Docker commands. Typically it means setting up passwordless ``sudo docker``
301 command or login as root. For example:
303 .. code::
305   $ sudo yum install docker
306   $ # or `apt-get install docker` for Ubuntu, etc.
307   $ sudo systemctl start docker
308   $ sudo docker ps
310 The last command should print an empty table, to verify the system is ready.
312 An alternative method to set up permissions is by adding the current user to
313 "docker" group and making the docker daemon socket file (by default
314 ``/var/run/docker.sock``) accessible to the group:
316 .. code::
318   $ sudo groupadd docker
319   $ sudo usermod $USER -a -G docker
320   $ sudo chown :docker /var/run/docker.sock
322 Note that any one of above configurations makes it possible for the user to
323 exploit the whole host with Docker bind mounting or other privileged
324 operations.  So only do it on development machines.
326 Podman Prerequisites
327 --------------------
329 Install "podman" with the system package manager.
331 .. code::
333   $ sudo dnf install podman
334   $ podman ps
336 The last command should print an empty table, to verify the system is ready.
338 Quickstart
339 ----------
341 From source tree, type ``make docker-help`` to see the help. Testing
342 can be started without configuring or building QEMU (``configure`` and
343 ``make`` are done in the container, with parameters defined by the
344 make target):
346 .. code::
348   make docker-test-build@centos8
350 This will create a container instance using the ``centos8`` image (the image
351 is downloaded and initialized automatically), in which the ``test-build`` job
352 is executed.
354 Registry
355 --------
357 The QEMU project has a container registry hosted by GitLab at
358 ``registry.gitlab.com/qemu-project/qemu`` which will automatically be
359 used to pull in pre-built layers. This avoids unnecessary strain on
360 the distro archives created by multiple developers running the same
361 container build steps over and over again. This can be overridden
362 locally by using the ``NOCACHE`` build option:
364 .. code::
366    make docker-image-debian10 NOCACHE=1
368 Images
369 ------
371 Along with many other images, the ``centos8`` image is defined in a Dockerfile
372 in ``tests/docker/dockerfiles/``, called ``centos8.docker``. ``make docker-help``
373 command will list all the available images.
375 To add a new image, simply create a new ``.docker`` file under the
376 ``tests/docker/dockerfiles/`` directory.
378 A ``.pre`` script can be added beside the ``.docker`` file, which will be
379 executed before building the image under the build context directory. This is
380 mainly used to do necessary host side setup. One such setup is ``binfmt_misc``,
381 for example, to make qemu-user powered cross build containers work.
383 Tests
384 -----
386 Different tests are added to cover various configurations to build and test
387 QEMU.  Docker tests are the executables under ``tests/docker`` named
388 ``test-*``. They are typically shell scripts and are built on top of a shell
389 library, ``tests/docker/common.rc``, which provides helpers to find the QEMU
390 source and build it.
392 The full list of tests is printed in the ``make docker-help`` help.
394 Debugging a Docker test failure
395 -------------------------------
397 When CI tasks, maintainers or yourself report a Docker test failure, follow the
398 below steps to debug it:
400 1. Locally reproduce the failure with the reported command line. E.g. run
401    ``make docker-test-mingw@fedora J=8``.
402 2. Add "V=1" to the command line, try again, to see the verbose output.
403 3. Further add "DEBUG=1" to the command line. This will pause in a shell prompt
404    in the container right before testing starts. You could either manually
405    build QEMU and run tests from there, or press Ctrl-D to let the Docker
406    testing continue.
407 4. If you press Ctrl-D, the same building and testing procedure will begin, and
408    will hopefully run into the error again. After that, you will be dropped to
409    the prompt for debug.
411 Options
412 -------
414 Various options can be used to affect how Docker tests are done. The full
415 list is in the ``make docker`` help text. The frequently used ones are:
417 * ``V=1``: the same as in top level ``make``. It will be propagated to the
418   container and enable verbose output.
419 * ``J=$N``: the number of parallel tasks in make commands in the container,
420   similar to the ``-j $N`` option in top level ``make``. (The ``-j`` option in
421   top level ``make`` will not be propagated into the container.)
422 * ``DEBUG=1``: enables debug. See the previous "Debugging a Docker test
423   failure" section.
425 Thread Sanitizer
426 ================
428 Thread Sanitizer (TSan) is a tool which can detect data races.  QEMU supports
429 building and testing with this tool.
431 For more information on TSan:
433 https://github.com/google/sanitizers/wiki/ThreadSanitizerCppManual
435 Thread Sanitizer in Docker
436 ---------------------------
437 TSan is currently supported in the ubuntu2004 docker.
439 The test-tsan test will build using TSan and then run make check.
441 .. code::
443   make docker-test-tsan@ubuntu2004
445 TSan warnings under docker are placed in files located at build/tsan/.
447 We recommend using DEBUG=1 to allow launching the test from inside the docker,
448 and to allow review of the warnings generated by TSan.
450 Building and Testing with TSan
451 ------------------------------
453 It is possible to build and test with TSan, with a few additional steps.
454 These steps are normally done automatically in the docker.
456 There is a one time patch needed in clang-9 or clang-10 at this time:
458 .. code::
460   sed -i 's/^const/static const/g' \
461       /usr/lib/llvm-10/lib/clang/10.0.0/include/sanitizer/tsan_interface.h
463 To configure the build for TSan:
465 .. code::
467   ../configure --enable-tsan --cc=clang-10 --cxx=clang++-10 \
468                --disable-werror --extra-cflags="-O0"
470 The runtime behavior of TSAN is controlled by the TSAN_OPTIONS environment
471 variable.
473 More information on the TSAN_OPTIONS can be found here:
475 https://github.com/google/sanitizers/wiki/ThreadSanitizerFlags
477 For example:
479 .. code::
481   export TSAN_OPTIONS=suppressions=<path to qemu>/tests/tsan/suppressions.tsan \
482                       detect_deadlocks=false history_size=7 exitcode=0 \
483                       log_path=<build path>/tsan/tsan_warning
485 The above exitcode=0 has TSan continue without error if any warnings are found.
486 This allows for running the test and then checking the warnings afterwards.
487 If you want TSan to stop and exit with error on warnings, use exitcode=66.
489 TSan Suppressions
490 -----------------
491 Keep in mind that for any data race warning, although there might be a data race
492 detected by TSan, there might be no actual bug here.  TSan provides several
493 different mechanisms for suppressing warnings.  In general it is recommended
494 to fix the code if possible to eliminate the data race rather than suppress
495 the warning.
497 A few important files for suppressing warnings are:
499 tests/tsan/suppressions.tsan - Has TSan warnings we wish to suppress at runtime.
500 The comment on each suppression will typically indicate why we are
501 suppressing it.  More information on the file format can be found here:
503 https://github.com/google/sanitizers/wiki/ThreadSanitizerSuppressions
505 tests/tsan/blacklist.tsan - Has TSan warnings we wish to disable
506 at compile time for test or debug.
507 Add flags to configure to enable:
509 "--extra-cflags=-fsanitize-blacklist=<src path>/tests/tsan/blacklist.tsan"
511 More information on the file format can be found here under "Blacklist Format":
513 https://github.com/google/sanitizers/wiki/ThreadSanitizerFlags
515 TSan Annotations
516 ----------------
517 include/qemu/tsan.h defines annotations.  See this file for more descriptions
518 of the annotations themselves.  Annotations can be used to suppress
519 TSan warnings or give TSan more information so that it can detect proper
520 relationships between accesses of data.
522 Annotation examples can be found here:
524 https://github.com/llvm/llvm-project/tree/master/compiler-rt/test/tsan/
526 Good files to start with are: annotate_happens_before.cpp and ignore_race.cpp
528 The full set of annotations can be found here:
530 https://github.com/llvm/llvm-project/blob/master/compiler-rt/lib/tsan/rtl/tsan_interface_ann.cpp
532 VM testing
533 ==========
535 This test suite contains scripts that bootstrap various guest images that have
536 necessary packages to build QEMU. The basic usage is documented in ``Makefile``
537 help which is displayed with ``make vm-help``.
539 Quickstart
540 ----------
542 Run ``make vm-help`` to list available make targets. Invoke a specific make
543 command to run build test in an image. For example, ``make vm-build-freebsd``
544 will build the source tree in the FreeBSD image. The command can be executed
545 from either the source tree or the build dir; if the former, ``./configure`` is
546 not needed. The command will then generate the test image in ``./tests/vm/``
547 under the working directory.
549 Note: images created by the scripts accept a well-known RSA key pair for SSH
550 access, so they SHOULD NOT be exposed to external interfaces if you are
551 concerned about attackers taking control of the guest and potentially
552 exploiting a QEMU security bug to compromise the host.
554 QEMU binaries
555 -------------
557 By default, qemu-system-x86_64 is searched in $PATH to run the guest. If there
558 isn't one, or if it is older than 2.10, the test won't work. In this case,
559 provide the QEMU binary in env var: ``QEMU=/path/to/qemu-2.10+``.
561 Likewise the path to qemu-img can be set in QEMU_IMG environment variable.
563 Make jobs
564 ---------
566 The ``-j$X`` option in the make command line is not propagated into the VM,
567 specify ``J=$X`` to control the make jobs in the guest.
569 Debugging
570 ---------
572 Add ``DEBUG=1`` and/or ``V=1`` to the make command to allow interactive
573 debugging and verbose output. If this is not enough, see the next section.
574 ``V=1`` will be propagated down into the make jobs in the guest.
576 Manual invocation
577 -----------------
579 Each guest script is an executable script with the same command line options.
580 For example to work with the netbsd guest, use ``$QEMU_SRC/tests/vm/netbsd``:
582 .. code::
584     $ cd $QEMU_SRC/tests/vm
586     # To bootstrap the image
587     $ ./netbsd --build-image --image /var/tmp/netbsd.img
588     <...>
590     # To run an arbitrary command in guest (the output will not be echoed unless
591     # --debug is added)
592     $ ./netbsd --debug --image /var/tmp/netbsd.img uname -a
594     # To build QEMU in guest
595     $ ./netbsd --debug --image /var/tmp/netbsd.img --build-qemu $QEMU_SRC
597     # To get to an interactive shell
598     $ ./netbsd --interactive --image /var/tmp/netbsd.img sh
600 Adding new guests
601 -----------------
603 Please look at existing guest scripts for how to add new guests.
605 Most importantly, create a subclass of BaseVM and implement ``build_image()``
606 method and define ``BUILD_SCRIPT``, then finally call ``basevm.main()`` from
607 the script's ``main()``.
609 * Usually in ``build_image()``, a template image is downloaded from a
610   predefined URL. ``BaseVM._download_with_cache()`` takes care of the cache and
611   the checksum, so consider using it.
613 * Once the image is downloaded, users, SSH server and QEMU build deps should
614   be set up:
616   - Root password set to ``BaseVM.ROOT_PASS``
617   - User ``BaseVM.GUEST_USER`` is created, and password set to
618     ``BaseVM.GUEST_PASS``
619   - SSH service is enabled and started on boot,
620     ``$QEMU_SRC/tests/keys/id_rsa.pub`` is added to ssh's ``authorized_keys``
621     file of both root and the normal user
622   - DHCP client service is enabled and started on boot, so that it can
623     automatically configure the virtio-net-pci NIC and communicate with QEMU
624     user net (10.0.2.2)
625   - Necessary packages are installed to untar the source tarball and build
626     QEMU
628 * Write a proper ``BUILD_SCRIPT`` template, which should be a shell script that
629   untars a raw virtio-blk block device, which is the tarball data blob of the
630   QEMU source tree, then configure/build it. Running "make check" is also
631   recommended.
633 Image fuzzer testing
634 ====================
636 An image fuzzer was added to exercise format drivers. Currently only qcow2 is
637 supported. To start the fuzzer, run
639 .. code::
641   tests/image-fuzzer/runner.py -c '[["qemu-img", "info", "$test_img"]]' /tmp/test qcow2
643 Alternatively, some command different from "qemu-img info" can be tested, by
644 changing the ``-c`` option.
646 Acceptance tests using the Avocado Framework
647 ============================================
649 The ``tests/acceptance`` directory hosts functional tests, also known
650 as acceptance level tests.  They're usually higher level tests, and
651 may interact with external resources and with various guest operating
652 systems.
654 These tests are written using the Avocado Testing Framework (which must
655 be installed separately) in conjunction with a the ``avocado_qemu.Test``
656 class, implemented at ``tests/acceptance/avocado_qemu``.
658 Tests based on ``avocado_qemu.Test`` can easily:
660  * Customize the command line arguments given to the convenience
661    ``self.vm`` attribute (a QEMUMachine instance)
663  * Interact with the QEMU monitor, send QMP commands and check
664    their results
666  * Interact with the guest OS, using the convenience console device
667    (which may be useful to assert the effectiveness and correctness of
668    command line arguments or QMP commands)
670  * Interact with external data files that accompany the test itself
671    (see ``self.get_data()``)
673  * Download (and cache) remote data files, such as firmware and kernel
674    images
676  * Have access to a library of guest OS images (by means of the
677    ``avocado.utils.vmimage`` library)
679  * Make use of various other test related utilities available at the
680    test class itself and at the utility library:
682    - http://avocado-framework.readthedocs.io/en/latest/api/test/avocado.html#avocado.Test
683    - http://avocado-framework.readthedocs.io/en/latest/api/utils/avocado.utils.html
685 Running tests
686 -------------
688 You can run the acceptance tests simply by executing:
690 .. code::
692   make check-acceptance
694 This involves the automatic creation of Python virtual environment
695 within the build tree (at ``tests/venv``) which will have all the
696 right dependencies, and will save tests results also within the
697 build tree (at ``tests/results``).
699 Note: the build environment must be using a Python 3 stack, and have
700 the ``venv`` and ``pip`` packages installed.  If necessary, make sure
701 ``configure`` is called with ``--python=`` and that those modules are
702 available.  On Debian and Ubuntu based systems, depending on the
703 specific version, they may be on packages named ``python3-venv`` and
704 ``python3-pip``.
706 The scripts installed inside the virtual environment may be used
707 without an "activation".  For instance, the Avocado test runner
708 may be invoked by running:
710  .. code::
712   tests/venv/bin/avocado run $OPTION1 $OPTION2 tests/acceptance/
714 Manual Installation
715 -------------------
717 To manually install Avocado and its dependencies, run:
719 .. code::
721   pip install --user avocado-framework
723 Alternatively, follow the instructions on this link:
725   https://avocado-framework.readthedocs.io/en/latest/guides/user/chapters/installing.html
727 Overview
728 --------
730 The ``tests/acceptance/avocado_qemu`` directory provides the
731 ``avocado_qemu`` Python module, containing the ``avocado_qemu.Test``
732 class.  Here's a simple usage example:
734 .. code::
736   from avocado_qemu import Test
739   class Version(Test):
740       """
741       :avocado: tags=quick
742       """
743       def test_qmp_human_info_version(self):
744           self.vm.launch()
745           res = self.vm.command('human-monitor-command',
746                                 command_line='info version')
747           self.assertRegexpMatches(res, r'^(\d+\.\d+\.\d)')
749 To execute your test, run:
751 .. code::
753   avocado run version.py
755 Tests may be classified according to a convention by using docstring
756 directives such as ``:avocado: tags=TAG1,TAG2``.  To run all tests
757 in the current directory, tagged as "quick", run:
759 .. code::
761   avocado run -t quick .
763 The ``avocado_qemu.Test`` base test class
764 -----------------------------------------
766 The ``avocado_qemu.Test`` class has a number of characteristics that
767 are worth being mentioned right away.
769 First of all, it attempts to give each test a ready to use QEMUMachine
770 instance, available at ``self.vm``.  Because many tests will tweak the
771 QEMU command line, launching the QEMUMachine (by using ``self.vm.launch()``)
772 is left to the test writer.
774 The base test class has also support for tests with more than one
775 QEMUMachine. The way to get machines is through the ``self.get_vm()``
776 method which will return a QEMUMachine instance. The ``self.get_vm()``
777 method accepts arguments that will be passed to the QEMUMachine creation
778 and also an optional `name` attribute so you can identify a specific
779 machine and get it more than once through the tests methods. A simple
780 and hypothetical example follows:
782 .. code::
784   from avocado_qemu import Test
787   class MultipleMachines(Test):
788       def test_multiple_machines(self):
789           first_machine = self.get_vm()
790           second_machine = self.get_vm()
791           self.get_vm(name='third_machine').launch()
793           first_machine.launch()
794           second_machine.launch()
796           first_res = first_machine.command(
797               'human-monitor-command',
798               command_line='info version')
800           second_res = second_machine.command(
801               'human-monitor-command',
802               command_line='info version')
804           third_res = self.get_vm(name='third_machine').command(
805               'human-monitor-command',
806               command_line='info version')
808           self.assertEquals(first_res, second_res, third_res)
810 At test "tear down", ``avocado_qemu.Test`` handles all the QEMUMachines
811 shutdown.
813 QEMUMachine
814 ~~~~~~~~~~~
816 The QEMUMachine API is already widely used in the Python iotests,
817 device-crash-test and other Python scripts.  It's a wrapper around the
818 execution of a QEMU binary, giving its users:
820  * the ability to set command line arguments to be given to the QEMU
821    binary
823  * a ready to use QMP connection and interface, which can be used to
824    send commands and inspect its results, as well as asynchronous
825    events
827  * convenience methods to set commonly used command line arguments in
828    a more succinct and intuitive way
830 QEMU binary selection
831 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
833 The QEMU binary used for the ``self.vm`` QEMUMachine instance will
834 primarily depend on the value of the ``qemu_bin`` parameter.  If it's
835 not explicitly set, its default value will be the result of a dynamic
836 probe in the same source tree.  A suitable binary will be one that
837 targets the architecture matching host machine.
839 Based on this description, test writers will usually rely on one of
840 the following approaches:
842 1) Set ``qemu_bin``, and use the given binary
844 2) Do not set ``qemu_bin``, and use a QEMU binary named like
845    "qemu-system-${arch}", either in the current
846    working directory, or in the current source tree.
848 The resulting ``qemu_bin`` value will be preserved in the
849 ``avocado_qemu.Test`` as an attribute with the same name.
851 Attribute reference
852 -------------------
854 Besides the attributes and methods that are part of the base
855 ``avocado.Test`` class, the following attributes are available on any
856 ``avocado_qemu.Test`` instance.
861 A QEMUMachine instance, initially configured according to the given
862 ``qemu_bin`` parameter.
864 arch
865 ~~~~
867 The architecture can be used on different levels of the stack, e.g. by
868 the framework or by the test itself.  At the framework level, it will
869 currently influence the selection of a QEMU binary (when one is not
870 explicitly given).
872 Tests are also free to use this attribute value, for their own needs.
873 A test may, for instance, use the same value when selecting the
874 architecture of a kernel or disk image to boot a VM with.
876 The ``arch`` attribute will be set to the test parameter of the same
877 name.  If one is not given explicitly, it will either be set to
878 ``None``, or, if the test is tagged with one (and only one)
879 ``:avocado: tags=arch:VALUE`` tag, it will be set to ``VALUE``.
881 machine
882 ~~~~~~~
884 The machine type that will be set to all QEMUMachine instances created
885 by the test.
887 The ``machine`` attribute will be set to the test parameter of the same
888 name.  If one is not given explicitly, it will either be set to
889 ``None``, or, if the test is tagged with one (and only one)
890 ``:avocado: tags=machine:VALUE`` tag, it will be set to ``VALUE``.
892 qemu_bin
893 ~~~~~~~~
895 The preserved value of the ``qemu_bin`` parameter or the result of the
896 dynamic probe for a QEMU binary in the current working directory or
897 source tree.
899 Parameter reference
900 -------------------
902 To understand how Avocado parameters are accessed by tests, and how
903 they can be passed to tests, please refer to::
905   https://avocado-framework.readthedocs.io/en/latest/guides/writer/chapters/writing.html#accessing-test-parameters
907 Parameter values can be easily seen in the log files, and will look
908 like the following:
910 .. code::
912   PARAMS (key=qemu_bin, path=*, default=./qemu-system-x86_64) => './qemu-system-x86_64
914 arch
915 ~~~~
917 The architecture that will influence the selection of a QEMU binary
918 (when one is not explicitly given).
920 Tests are also free to use this parameter value, for their own needs.
921 A test may, for instance, use the same value when selecting the
922 architecture of a kernel or disk image to boot a VM with.
924 This parameter has a direct relation with the ``arch`` attribute.  If
925 not given, it will default to None.
927 machine
928 ~~~~~~~
930 The machine type that will be set to all QEMUMachine instances created
931 by the test.
934 qemu_bin
935 ~~~~~~~~
937 The exact QEMU binary to be used on QEMUMachine.
939 Skipping tests
940 --------------
941 The Avocado framework provides Python decorators which allow for easily skip
942 tests running under certain conditions. For example, on the lack of a binary
943 on the test system or when the running environment is a CI system. For further
944 information about those decorators, please refer to::
946   https://avocado-framework.readthedocs.io/en/latest/guides/writer/chapters/writing.html#skipping-tests
948 While the conditions for skipping tests are often specifics of each one, there
949 are recurring scenarios identified by the QEMU developers and the use of
950 environment variables became a kind of standard way to enable/disable tests.
952 Here is a list of the most used variables:
954 AVOCADO_ALLOW_LARGE_STORAGE
955 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
956 Tests which are going to fetch or produce assets considered *large* are not
957 going to run unless that `AVOCADO_ALLOW_LARGE_STORAGE=1` is exported on
958 the environment.
960 The definition of *large* is a bit arbitrary here, but it usually means an
961 asset which occupies at least 1GB of size on disk when uncompressed.
963 AVOCADO_ALLOW_UNTRUSTED_CODE
964 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
965 There are tests which will boot a kernel image or firmware that can be
966 considered not safe to run on the developer's workstation, thus they are
967 skipped by default. The definition of *not safe* is also arbitrary but
968 usually it means a blob which either its source or build process aren't
969 public available.
971 You should export `AVOCADO_ALLOW_UNTRUSTED_CODE=1` on the environment in
972 order to allow tests which make use of those kind of assets.
974 AVOCADO_TIMEOUT_EXPECTED
975 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
976 The Avocado framework has a timeout mechanism which interrupts tests to avoid the
977 test suite of getting stuck. The timeout value can be set via test parameter or
978 property defined in the test class, for further details::
980   https://avocado-framework.readthedocs.io/en/latest/guides/writer/chapters/writing.html#setting-a-test-timeout
982 Even though the timeout can be set by the test developer, there are some tests
983 that may not have a well-defined limit of time to finish under certain
984 conditions. For example, tests that take longer to execute when QEMU is
985 compiled with debug flags. Therefore, the `AVOCADO_TIMEOUT_EXPECTED` variable
986 has been used to determine whether those tests should run or not.
988 GITLAB_CI
989 ~~~~~~~~~
990 A number of tests are flagged to not run on the GitLab CI. Usually because
991 they proved to the flaky or there are constraints on the CI environment which
992 would make them fail. If you encounter a similar situation then use that
993 variable as shown on the code snippet below to skip the test:
995 .. code::
997   @skipIf(os.getenv('GITLAB_CI'), 'Running on GitLab')
998   def test(self):
999       do_something()
1001 Uninstalling Avocado
1002 --------------------
1004 If you've followed the manual installation instructions above, you can
1005 easily uninstall Avocado.  Start by listing the packages you have
1006 installed::
1008   pip list --user
1010 And remove any package you want with::
1012   pip uninstall <package_name>
1014 If you've used ``make check-acceptance``, the Python virtual environment where
1015 Avocado is installed will be cleaned up as part of ``make check-clean``.
1017 .. _checktcg-ref:
1019 Testing with "make check-tcg"
1020 =============================
1022 The check-tcg tests are intended for simple smoke tests of both
1023 linux-user and softmmu TCG functionality. However to build test
1024 programs for guest targets you need to have cross compilers available.
1025 If your distribution supports cross compilers you can do something as
1026 simple as::
1028   apt install gcc-aarch64-linux-gnu
1030 The configure script will automatically pick up their presence.
1031 Sometimes compilers have slightly odd names so the availability of
1032 them can be prompted by passing in the appropriate configure option
1033 for the architecture in question, for example::
1035   $(configure) --cross-cc-aarch64=aarch64-cc
1037 There is also a ``--cross-cc-flags-ARCH`` flag in case additional
1038 compiler flags are needed to build for a given target.
1040 If you have the ability to run containers as the user the build system
1041 will automatically use them where no system compiler is available. For
1042 architectures where we also support building QEMU we will generally
1043 use the same container to build tests. However there are a number of
1044 additional containers defined that have a minimal cross-build
1045 environment that is only suitable for building test cases. Sometimes
1046 we may use a bleeding edge distribution for compiler features needed
1047 for test cases that aren't yet in the LTS distros we support for QEMU
1048 itself.
1050 See :ref:`container-ref` for more details.
1052 Running subset of tests
1053 -----------------------
1055 You can build the tests for one architecture::
1057   make build-tcg-tests-$TARGET
1059 And run with::
1061   make run-tcg-tests-$TARGET
1063 Adding ``V=1`` to the invocation will show the details of how to
1064 invoke QEMU for the test which is useful for debugging tests.
1066 TCG test dependencies
1067 ---------------------
1069 The TCG tests are deliberately very light on dependencies and are
1070 either totally bare with minimal gcc lib support (for softmmu tests)
1071 or just glibc (for linux-user tests). This is because getting a cross
1072 compiler to work with additional libraries can be challenging.
1074 Other TCG Tests
1075 ---------------
1077 There are a number of out-of-tree test suites that are used for more
1078 extensive testing of processor features.
1080 KVM Unit Tests
1081 ~~~~~~~~~~~~~~
1083 The KVM unit tests are designed to run as a Guest OS under KVM but
1084 there is no reason why they can't exercise the TCG as well. It
1085 provides a minimal OS kernel with hooks for enabling the MMU as well
1086 as reporting test results via a special device::
1088   https://git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm-unit-tests.git
1090 Linux Test Project
1091 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1093 The LTP is focused on exercising the syscall interface of a Linux
1094 kernel. It checks that syscalls behave as documented and strives to
1095 exercise as many corner cases as possible. It is a useful test suite
1096 to run to exercise QEMU's linux-user code::
1098   https://linux-test-project.github.io/