テスト自動化を考える。組込みでテスト自動化したいのだ。

重要な用語とその課題￥

テストとは、バグのある実装を避ける技術ではなく、意図しない破壊的変更を検出するための技術。

テストフレームワーク

複数のテストを実行する。組込み開発環境には組み込み特有の課題がある。

• 命令がRAMではなく不揮発性のROMに書き込まれ、プログラムの差し替えが難しい
• RAMが小さく、大規模なことがしにくい
• ブートローダやリンカを使いこなす必要があり、難しい
• ファイルシステムやコンソールがないのでprintfによるテスト実行結果が確認しづらい

スタブ

偽の通信相手を作成し、事前に設定した任意の期待値を得る。

• C言語はコンパイルが必要な言語なので、スクリプト言語のような関数の差し替えが難しい
• 全ての関数コールを関数ポインタ経由にするのも現実的ではない
• リターン値を自在にコントロールすることで正常系・異常系のテストができるはず。
• ハードウェアが揃わないと開発できない、揃っても危険。
• 割り込み待ち、という処理を抽象化できるか。本物は割り込みも再現してくれる。戦略
• 関数名は同じだが、実装を変える。コンパイラオプションで

モック

ビヘイビアを確認するために作成するオブジェクト

• 実は使いどころが難しいと個人的には思っている。
• 引数が必要な関数に偽オブジェクトを渡す。
• スタブはステートをいじるもの、モックはステートをいじってもらうもの。
• オブジェクトが意図した使われ方をするか、をテストできる

• google test
• FFF
• google mock
• elf spy
• fakeit
• unity
• catch
• cunit

組込み開発でもPCで実行すればいいじゃないか。

こういったテストフレームワークはPC向けを想定されていて、組み込み環境では使いにくい。それならば最初からPCの上で実行すればいいじゃないか。実際、そういう記事（英語）が多いので、その方法のほうが一般的なんだろう。

そのためには、組込み特有の「ペリフェラルのレジスタ(メモリマップドI/O)」「割り込み」「RTOS」の振る舞いを汎用PCの上で再現する必要がある。

• レジスタ
  • 特定のアドレスから仮の値をリードする
  • 特定のアドレスに値を書き込んだふりをして、何か機能が実行されたことにする
    • 一定時間後にデータが用意される (HWがなくても必ず成功する)
    • 特定の割り込みハンドラが実行される （HWがなくても必ず成功する)
    • データが読み取れる（HWがなくても必ず成功する）
• 割り込み
  • _
• RTOS
  • 待ち状態に入る (waitFlag)
  • 周期的な処理を行う(cyclic handler)
  • 起きてほしいタイミングで起きて、処理を続行する。
  • セマフォ・ミューテックス
  • メッセージバッファ
• ミドルウェア
  • テスタビリティは考慮されていないので、ミドルウェア全体をエミュレーションする
  • 代表的な構造を想定する
    1. 裏でタスクが動く
    2. タスクがメインタスクに"何らかの手段"で通知/同期通信を行う
    3. メインタスクがデータを受け取り、処理を継続する。

この記事をちゃんと読んだらおもしろそう。http://www.electronvector.com/blog/for-embedded-tdd-dont-worry-so-much-about-testing-on-the-target

RTOS

freeRTOS kernelはWindows上で動くらしいので試してみた。delayTaskしか試してないけど、なんか動いてちょっと感動。求めていたのはこういうことなんだよ、という気分。ただ、どこまでできるのかは不明。

CIは普通Linux環境で実行されるので、Linuxで動作する環境を構築する必要がある。セットアップ面倒だな。

割り込み、レジスタアクセスは抽象化しないといけない。

おまけ