基于GoogleTest架搭建嵌入式单元测试框架

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本文主要介绍了我在开发中引入GoogleTest单元测试

引入单元测试到项目的思路

由于我自己基本都是在windows下进行开发，所以这里只介绍windows下的搭建方法

一般的嵌入式产品开发中，涉及的内容为最左侧虚线框内的内容，我这里初步进行了划分。总之，完成了虚线框内的内容，最后编译输出的二进制文件就是最终产品的交付程序了；

如果引入单元测试到项目中的话，我们需要单独开辟一个文件夹，用来存放单元测试独有的部分，单元测试测试的是嵌入式的软件功能，所以左侧的产品程序大部分也都是需要纳入到测试工程中的。

特别的，嵌入式产品的程序是唯一的，产品构建和测试构建编译都使用了这部分内容，产品的构建使用的是平台对应的编译器，而测试的构建编译使用gcc编译器，最终测试部分编译输出exe可执行文件，我们可以在PC端执行运行相关测试。

环境准备

准备gcc编译器的环境

首先，如果进行PC端测试，编译器必然是使用PC端预先编译的，考虑到跨平台和通用程度，我决定使用gcc编译器作为PC端的编译器；

想要在在windows下进行gcc的程序开发，需要准备以下软件：

• MinGW 是一个用于 Windows 平台的开发工具集，它提供了一组 GNU 工具和库，可以用于编译和构建本地的 Windows 应用程序

• Cmake C/C++ 自动化构建工具

• （可选）一个shell环境，可以选择安装mysys2，我这里使用的是ConEmu

• （可选）Python3，并安装gcovr库，用来执行覆盖率的报告输出

编译GoogleTest库

步骤1.克隆官方仓库

git clone https://github.com/google/googletest.git

步骤2.编译

CmakeList.txt文件在项目文件夹下

如果使用CodeBlock/Visual Studio/Clion等IDE：

• 直接加载CmakeList.txt工程编译，在IDE中配置好gcc编译器路径，进行编译

如果使用ConEmu等虚拟环境，配置好环境变量，主要是gcc的路径和Cmake的路径，进入到项目目录下，进行编译

cd googletest
mkdir build  
cd build
cmake ..  
make

编译成功后，会在项目的build/lib文件夹下生成静态库，分别为libgtest.a、libgtest_main.a、libgmock.a、libgmock_main.a

创建含有单元测试的项目

步骤3. 创建工程结构目录，增加工程源码

以自己项目文件结构为例:

Project
  ├─ i01_source_code
 ├─ ..
 └─ app
        ├─ basic_algorithm.c
        └─ main.c
 └─ i02_unit_test
    ├─ build
    ├─ gtest
  ├─ ..
  ├─ gtest.h
     └─ lib
   ├─ ..
   ├─ libgtest.a
   └─ libgtest_main.a
 ├─ runTest.cc
 ├─ testBasicAlgorithm.cc
 └─ CMakeLists.txt
 └─ i09_publish
     ├─ build
  └─ CMakeLists.txt

source_code 用来存放项目的源码，只有.c/.h和汇编文件 publish 用来存放项目的构建文件，最终产品的输出程序在这个文件夹下

步骤4. 拷贝googletest库到工程目录

unit_test 用来存放单元测试的测试用例以及构建文件，将googletest工程下的四个静态库文件复制到工程的gtest文件目录下（直接复制lib文件夹）；还要将googletest源码中的所有头文件（googletest/googletest/include/gtest目录下）复制过来，

步骤5. 编写单元测试的构建CmakeList.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.14)
project(embeded-testing-demo
    DESCRIPTION "google test for embeded code"
)

# Coverage flags for GCC/Clang
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} --coverage")
set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} --coverage")
set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS} --coverage")

set(TEST_NAME runTests)
set(SOURCE_DIR ../i01_source_code)

include_directories(
    .
    ${SOURCE_DIR}
    ${SOURCE_DIR}/app
)

add_executable(${TEST_NAME}
    runTest.cc
    ${SOURCE_DIR}/app/basic_algorithm.c
)

target_link_directories(${TEST_NAME}
    PRIVATE
    gtest/lib
)

target_link_libraries(${TEST_NAME}
    PRIVATE
    gmock 
    gmock_main 
    gtest 
    gtest_main 
)

在这个构建里，主要是定位好gtest库的位置和头文件目录，以及将工程源码中需要参与测试的文件添加进来。

步骤6. 编译单元测试程序并执行

到这一步就比较容易了，就跟喝水一样了，我使用的shell命令跳转到unit_test文件夹下，直接执行：

cd build
cmake ..
make

执行完成后会在build文件夹下输出runTest.exe，执行runTest.exe

runTest.exe

利用gcvor导出单元测试覆盖率报告（可选）

步骤7.安装gcovr库

pip install gcovr

步骤8. 编写导出配置

在unit_test工程目录下，新建gcovr.cfg文件

root = ../../
exclude = gtest/
html-detail = yes
output = build/coverage.html

指定需要导出的根目录，不包含在内的文件、导出html模式、输出路径四个关键配置；因为gtest内容实际与项目无关，所以被剔除了。

步骤9. 执行命令

gcovr --config ../gcovr.cfg

生成html报告后，在build文件夹下打开即可：

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