gdb+Pythonの自作テストハーネスに関数コールの機能を入れた話

at 2023/12/9 合同勉強会 in 大都会岡山 2023 Winter

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1. gdb+Pythonの自作テストハーネスに 関数コールの機能を入れた話 2023/12/9 @ 合同勉強会 in 大都会岡山 2023 Winter 祐源 英俊 1
2. 自己紹介 祐源 英俊（ゆうげん ひでとし） • 1995年生まれ（28歳） • 学生時代は組込みシステムを中心に勉強 • 電子部品事業部で組込みソフト開発 （組込みエンジニアとしては3年目） • 趣味：車、音楽、電子工作 X: @Ke_N_551 Github: ken551 2
3. この発表は？ 組込み開発でも高頻度な 自動テストがしたい！ ・・・ので、テストハーネスを自作しているという話です 3
4. こんなものを作ってます 4
5. こんなものを作ってます テスト対象 コード テスト スクリプト テスト 実施結果 5
6. テスト失敗の場合→NG結果を報告 ビルド・テスト実施 6
7. 本LTの範囲 関数コール テストケース（Pythonで記述） 7
8. 関数コールについて 8
9. RL78の関数コールについて • 関数呼び出し時は以下の処理を呼び出し側が行う • スタックにスタックフレームを作成する • リターンアドレスの保存 • 受け渡す引数を確保 • 汎用レジスタに受け渡す引数を格納する ※レジスタ値の退避も呼び出し側の責任 • 関数からのリターン時は以下の処理を呼び出され側が行う • 戻り値の汎用レジスタへの格納 9
10. RL78 関数コール時の引数受け渡し • 基本的には汎用レジスタで引数を受け渡す • 所定の優先度に従って格納する • 入りきらない場合→スタックに格納する A X C B … (uint8_t a, uint8_t b) a b A X C B … (uint8_t a, uint16_t b) a b (LSB) b(MSB) 引数 レジスタ 引数 レジスタ 10
11. 関数コールの実装① ①関数の引数型に応じ、汎用レジスタへ値を格納 11
12. 関数コールの実装② ②スタックフレームの作成 （＝returnアドレスとしてmain関数のアドレスを格納） 12
13. 関数コールの実装③ ③関数コールの実施 （＝プログラムカウンタにコールする関数のアドレスをセット） 事前に設置したmain関数のブレークポイント到達まで、 呼び出した関数が実行される 13
14. 関数コールの実装④ ④return後（=main関数にブレーク後）に、 汎用レジスタから返値を取り出す 14
15. 発表まとめと今後 • GDBとPythonを使って作る自作テストハーネスで、 関数コールの機能が実現できた • 汎用レジスタへの引数セットとフレーム作成で 関数呼び出しを疑似的に実施 • ある程度実用的に使えるが、課題は多くできることはまだ少な い • 対応する引数/返値の型が少ない • よくわからない動作をする（これは致命的） →ゆっくり課題をつぶしていきたい 15
16. 参考 • 『テスト駆動開発による組み込みプログラミング』 James W. Grenning 著、オライリージャパン • GDBデバッガ マニュアル 英語版： https://ftp.gnu.org/old-gnu/Manuals/gdb/html_node/gdb_toc.html 日本語版： https://flex.phys.tohoku.ac.jp/texi/gdb-j/gdb-j_toc.html • Renesas CC-RLコンパイラ ユーザーズマニュアル 9. 関数呼び出し仕様 https://tool-support.renesas.com/autoupdate/support/onlinehelp/ja- JP/csp/V8.07.00/CS+.chm/Compiler-CCRL.chm/Output/ccrl09c0000y.html • Renesas RL78/G14 ユーザー図マニュアル ハードウェア編 （ R01UH0186JJ0350 Rev. 3.50） 16
17. あぺ 17
18. 苦労した点 • 引数・返値が全く扱えない！！ • gdbのcall機能だと関数の実行がまともに扱えない • 引数が渡せない（引数に応じた振る舞いの変化がない） • 返値が返ってこない（意味不明な値が結果として返る） • スタック領域が全く変化しない（関数呼び出しでスタック積むのでは？） • そもそも裏で何やってんの？ 引数・返値なしの関数しか使えないのはさすがに困る
19. 苦労した点 • おそらく、call実施時にgdbがダミーフレームを使うのでは？ • なんかそれっぽい解説あり（確信はなし） ax bc … pc 実際のフレーム 実際のフレーム ダミーフレーム Call実施 実際のフレーム （変更なし） ダミーフレーム （削除） Call終了 コピー こっちをさわる