OSDN Git Service

fastjar:
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / doc / gcov.texi
1 @c Copyright (C) 1996, 1997, 1999, 2000, 2001,
2 @c 2002, 2003 Free Software Foundation, Inc.
3 @c This is part of the GCC manual.
4 @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
5
6 @ignore
7 @c man begin COPYRIGHT
8 Copyright @copyright{} 1996, 1997, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003
9 Free Software Foundation, Inc.
10
11 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
12 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 or
13 any later version published by the Free Software Foundation; with the
14 Invariant Sections being ``GNU General Public License'' and ``Funding
15 Free Software'', the Front-Cover texts being (a) (see below), and with
16 the Back-Cover Texts being (b) (see below).  A copy of the license is
17 included in the gfdl(7) man page.
18
19 (a) The FSF's Front-Cover Text is:
20
21      A GNU Manual
22
23 (b) The FSF's Back-Cover Text is:
24
25      You have freedom to copy and modify this GNU Manual, like GNU
26      software.  Copies published by the Free Software Foundation raise
27      funds for GNU development.
28 @c man end
29 @c Set file name and title for the man page.
30 @setfilename gcov
31 @settitle coverage testing tool
32 @end ignore
33
34 @node Gcov
35 @chapter @command{gcov}---a Test Coverage Program
36
37 @command{gcov} is a tool you can use in conjunction with GCC to
38 test code coverage in your programs.
39
40 @menu
41 * Gcov Intro::                  Introduction to gcov.
42 * Invoking Gcov::               How to use gcov.
43 * Gcov and Optimization::       Using gcov with GCC optimization.
44 * Gcov Data Files::             The files used by gcov.
45 @end menu
46
47 @node Gcov Intro
48 @section Introduction to @command{gcov}
49 @c man begin DESCRIPTION
50
51 @command{gcov} is a test coverage program.  Use it in concert with GCC
52 to analyze your programs to help create more efficient, faster running
53 code and to discover untested parts of your program.  You can use
54 @command{gcov} as a profiling tool to help discover where your
55 optimization efforts will best affect your code.  You can also use
56 @command{gcov} along with the other profiling tool, @command{gprof}, to
57 assess which parts of your code use the greatest amount of computing
58 time.
59
60 Profiling tools help you analyze your code's performance.  Using a
61 profiler such as @command{gcov} or @command{gprof}, you can find out some
62 basic performance statistics, such as:
63
64 @itemize @bullet
65 @item
66 how often each line of code executes
67
68 @item
69 what lines of code are actually executed
70
71 @item
72 how much computing time each section of code uses
73 @end itemize
74
75 Once you know these things about how your code works when compiled, you
76 can look at each module to see which modules should be optimized.
77 @command{gcov} helps you determine where to work on optimization.
78
79 Software developers also use coverage testing in concert with
80 testsuites, to make sure software is actually good enough for a release.
81 Testsuites can verify that a program works as expected; a coverage
82 program tests to see how much of the program is exercised by the
83 testsuite.  Developers can then determine what kinds of test cases need
84 to be added to the testsuites to create both better testing and a better
85 final product.
86
87 You should compile your code without optimization if you plan to use
88 @command{gcov} because the optimization, by combining some lines of code
89 into one function, may not give you as much information as you need to
90 look for `hot spots' where the code is using a great deal of computer
91 time.  Likewise, because @command{gcov} accumulates statistics by line (at
92 the lowest resolution), it works best with a programming style that
93 places only one statement on each line.  If you use complicated macros
94 that expand to loops or to other control structures, the statistics are
95 less helpful---they only report on the line where the macro call
96 appears.  If your complex macros behave like functions, you can replace
97 them with inline functions to solve this problem.
98
99 @command{gcov} creates a logfile called @file{@var{sourcefile}.gcov} which
100 indicates how many times each line of a source file @file{@var{sourcefile}.c}
101 has executed.  You can use these logfiles along with @command{gprof} to aid
102 in fine-tuning the performance of your programs.  @command{gprof} gives
103 timing information you can use along with the information you get from
104 @command{gcov}.
105
106 @command{gcov} works only on code compiled with GCC@.  It is not
107 compatible with any other profiling or test coverage mechanism.
108
109 @c man end
110
111 @node Invoking Gcov
112 @section Invoking gcov
113
114 @smallexample
115 gcov @r{[}@var{options}@r{]} @var{sourcefile}
116 @end smallexample
117
118 @command{gcov} accepts the following options:
119
120 @ignore
121 @c man begin SYNOPSIS
122 gcov [@option{-v}|@option{--version}] [@option{-h}|@option{--help}]
123      [@option{-b}|@option{--branch-probabilities}]
124      [@option{-c}|@option{--branch-counts}]
125      [@option{-n}|@option{--no-output}]
126      [@option{-l}|@option{--long-file-names}]
127      [@option{-p}|@option{--preserve-paths}]
128      [@option{-f}|@option{--function-summaries}]
129      [@option{-o}|@option{--object-directory} @var{directory|file}] @var{sourcefile}
130 @c man end
131 @c man begin SEEALSO
132 gpl(7), gfdl(7), fsf-funding(7), gcc(1) and the Info entry for @file{gcc}.
133 @c man end
134 @end ignore
135
136 @c man begin OPTIONS
137 @table @gcctabopt
138 @item -h
139 @itemx --help
140 Display help about using @command{gcov} (on the standard output), and
141 exit without doing any further processing.
142
143 @item -v
144 @itemx --version
145 Display the @command{gcov} version number (on the standard output),
146 and exit without doing any further processing.
147
148 @item -b
149 @itemx --branch-probabilities
150 Write branch frequencies to the output file, and write branch summary
151 info to the standard output.  This option allows you to see how often
152 each branch in your program was taken.
153
154 @item -c
155 @itemx --branch-counts
156 Write branch frequencies as the number of branches taken, rather than
157 the percentage of branches taken.
158
159 @item -n
160 @itemx --no-output
161 Do not create the @command{gcov} output file.
162
163 @item -l
164 @itemx --long-file-names
165 Create long file names for included source files.  For example, if the
166 header file @file{x.h} contains code, and was included in the file
167 @file{a.c}, then running @command{gcov} on the file @file{a.c} will produce
168 an output file called @file{a.c##x.h.gcov} instead of @file{x.h.gcov}.
169 This can be useful if @file{x.h} is included in multiple source files.
170
171 @item -p
172 @itemx --preserve-paths
173 Preserve complete path information in the names of generated
174 @file{.gcov} files. Without this option, just the filename component is
175 used. With this option, all directories are used, with '/' characters
176 translated to '#' characters, '.' directory components removed and '..'
177 components renamed to '^'. This is useful if sourcefiles are in several
178 different directories. It also affects the @samp{-l} option.
179
180 @item -f
181 @itemx --function-summaries
182 Output summaries for each function in addition to the file level summary.
183
184 @item -o @var{directory|file}
185 @itemx --object-directory @var{directory}
186 @itemx --object-file @var{file}
187 Specify either the directory containing the gcov data files, or the
188 object path name. The @file{.bb}, @file{.bbg}, and
189 @file{.da} data files are searched for using this option. If a directory
190 is specified, the data files are in that directory and named after the
191 source file name, without its extension. If a file is specified here,
192 the data files are named after that file, without its extension. If this
193 option is not supplied, it defaults to the current directory.
194
195 @end table
196
197 Gcov should be run with the current directory the same as that when you
198 invoked the compiler. Otherwise it will not be able to locate the source
199 files. Gcov produces files called @file{@var{mangledname}.gcov} in the
200 current directory. These contain the coverage information of the source
201 file they correspond to. One @file{.gcov} file is produced for each
202 source file containing code, which was compiled to produce the data
203 files. The @file{.gcov} files contain the ':' separated fields along
204 with program source code. The format is
205
206 @smallexample
207 @var{execution_count}:@var{line_number}:@var{source line text}
208 @end smallexample
209
210 Additional block information may succeed each line, when requested by
211 command line option. The @var{execution_count} is @samp{-} for lines
212 containing no code and @samp{#####} for lines which were never
213 executed. Some lines of information at the start have @var{line_number}
214 of zero.
215
216 When printing percentages, 0% and 100% are only printed when the values
217 are @emph{exactly} 0% and 100% respectively. Other values which would
218 conventionally be rounded to 0% or 100% are instead printed as the
219 nearest non-boundary value.
220
221 When using @command{gcov}, you must first compile your program with two
222 special GCC options: @samp{-fprofile-arcs -ftest-coverage}.
223 This tells the compiler to generate additional information needed by
224 gcov (basically a flow graph of the program) and also includes
225 additional code in the object files for generating the extra profiling
226 information needed by gcov.  These additional files are placed in the
227 directory where the object file is located.
228
229 Running the program will cause profile output to be generated.  For each
230 source file compiled with @option{-fprofile-arcs}, an accompanying @file{.da}
231 file will be placed in the object file directory.
232
233 Running @command{gcov} with your program's source file names as arguments
234 will now produce a listing of the code along with frequency of execution
235 for each line.  For example, if your program is called @file{tmp.c}, this
236 is what you see when you use the basic @command{gcov} facility:
237
238 @smallexample
239 $ gcc -fprofile-arcs -ftest-coverage tmp.c
240 $ a.out
241 $ gcov tmp.c
242 90.00% of 10 source lines executed in file tmp.c
243 Creating tmp.c.gcov.
244 @end smallexample
245
246 The file @file{tmp.c.gcov} contains output from @command{gcov}.
247 Here is a sample:
248
249 @smallexample
250         -:    0:Source:tmp.c
251         -:    0:Object:tmp.bb
252         -:    1:#include <stdio.h>
253         -:    2:
254         -:    3:int main (void)
255         1:    4:@{
256         1:    5:  int i, total;
257         -:    6:  
258         1:    7:  total = 0;
259         -:    8:  
260        11:    9:  for (i = 0; i < 10; i++)
261        10:   10:    total += i;
262         -:   11:  
263         1:   12:  if (total != 45)
264     #####:   13:    printf ("Failure\n");
265         -:   14:  else
266         1:   15:    printf ("Success\n");
267         1:   16:  return 0;
268         1:   17:@}
269 @end smallexample
270
271 @need 450
272 When you use the @option{-b} option, your output looks like this:
273
274 @smallexample
275 $ gcov -b tmp.c
276 90.00% of 10 source lines executed in file tmp.c
277 80.00% of 5 branches executed in file tmp.c
278 80.00% of 5 branches taken at least once in file tmp.c
279 50.00% of 2 calls executed in file tmp.c
280 Creating tmp.c.gcov.
281 @end smallexample
282
283 Here is a sample of a resulting @file{tmp.c.gcov} file:
284
285 @smallexample
286         -:    0:Source:tmp.c
287         -:    0:Object:tmp.bb
288         -:    1:#include <stdio.h>
289         -:    2:
290         -:    3:int main (void)
291         1:    4:@{
292         1:    5:  int i, total;
293         -:    6:  
294         1:    7:  total = 0;
295         -:    8:  
296        11:    9:  for (i = 0; i < 10; i++)
297 branch  0: taken 90%
298 branch  1: taken 100%
299 branch  2: taken 100%
300        10:   10:    total += i;
301         -:   11:  
302         1:   12:  if (total != 45)
303 branch  0: taken 100%
304     #####:   13:    printf ("Failure\n");
305 call    0: never executed
306 branch  1: never executed
307         -:   14:  else
308         1:   15:    printf ("Success\n");
309 call    0: returns 100%
310         1:   16:  return 0;
311         1:   17:@}
312 @end smallexample
313
314 For each basic block, a line is printed after the last line of the basic
315 block describing the branch or call that ends the basic block.  There can
316 be multiple branches and calls listed for a single source line if there
317 are multiple basic blocks that end on that line.  In this case, the
318 branches and calls are each given a number.  There is no simple way to map
319 these branches and calls back to source constructs.  In general, though,
320 the lowest numbered branch or call will correspond to the leftmost construct
321 on the source line.
322
323 For a branch, if it was executed at least once, then a percentage
324 indicating the number of times the branch was taken divided by the
325 number of times the branch was executed will be printed.  Otherwise, the
326 message ``never executed'' is printed.
327
328 For a call, if it was executed at least once, then a percentage
329 indicating the number of times the call returned divided by the number
330 of times the call was executed will be printed.  This will usually be
331 100%, but may be less for functions call @code{exit} or @code{longjmp},
332 and thus may not return every time they are called.
333
334 The execution counts are cumulative.  If the example program were
335 executed again without removing the @file{.da} file, the count for the
336 number of times each line in the source was executed would be added to
337 the results of the previous run(s).  This is potentially useful in
338 several ways.  For example, it could be used to accumulate data over a
339 number of program runs as part of a test verification suite, or to
340 provide more accurate long-term information over a large number of
341 program runs.
342
343 The data in the @file{.da} files is saved immediately before the program
344 exits.  For each source file compiled with @option{-fprofile-arcs}, the
345 profiling code first attempts to read in an existing @file{.da} file; if
346 the file doesn't match the executable (differing number of basic block
347 counts) it will ignore the contents of the file.  It then adds in the
348 new execution counts and finally writes the data to the file.
349
350 @node Gcov and Optimization
351 @section Using @command{gcov} with GCC Optimization
352
353 If you plan to use @command{gcov} to help optimize your code, you must
354 first compile your program with two special GCC options:
355 @samp{-fprofile-arcs -ftest-coverage}.  Aside from that, you can use any
356 other GCC options; but if you want to prove that every single line
357 in your program was executed, you should not compile with optimization
358 at the same time.  On some machines the optimizer can eliminate some
359 simple code lines by combining them with other lines.  For example, code
360 like this:
361
362 @smallexample
363 if (a != b)
364   c = 1;
365 else
366   c = 0;
367 @end smallexample
368
369 @noindent
370 can be compiled into one instruction on some machines.  In this case,
371 there is no way for @command{gcov} to calculate separate execution counts
372 for each line because there isn't separate code for each line.  Hence
373 the @command{gcov} output looks like this if you compiled the program with
374 optimization:
375
376 @smallexample
377       100:   12:if (a != b)
378       100:   13:  c = 1;
379       100:   14:else
380       100:   15:  c = 0;
381 @end smallexample
382
383 The output shows that this block of code, combined by optimization,
384 executed 100 times.  In one sense this result is correct, because there
385 was only one instruction representing all four of these lines.  However,
386 the output does not indicate how many times the result was 0 and how
387 many times the result was 1.
388 @c man end
389
390 @node Gcov Data Files
391 @section Brief description of @command{gcov} data files
392
393 @command{gcov} uses two files for profiling.  The names of these files
394 are derived from the original @emph{object} file by substituting the
395 file suffix with either @file{.bbg}, or @file{.da}.  All of these files
396 are placed in the same directory as the object file, and contain data
397 stored in a platform-independent format.
398
399 The @file{.bbg} files is generated when the source file is compiled with
400 the GCC @option{-ftest-coverage} option.  It contains information to
401 reconstruct the basic block graphs and assign source line numbers to
402 blocks.
403
404 The @file{.da} file is generated when a program containing object files
405 built with the GCC @option{-fprofile-arcs} option is executed.  A
406 separate @file{.da} file is created for each object file compiled with
407 this option. It contains arc transition counts, and some summary
408 information.
409
410 The full details of the file format is specified in @file{gcov-io.h},
411 and functions provided in that header file should be used to access the
412 coverage files.