测试驱动的嵌入式开发 001：VSCode + CMake + CppUTest 环境搭建

2023-05-16

本文是对《测试驱动的嵌入式 C 语言开发》第二章的实践。
对资源受限的嵌入式项目如何进行测试驱动开发的所有疑问，都因为本书第二章最开始的一句话而消解，当我读到这句话时，脑袋里有闪电掠过。这句话是：我们在开发系统的本地来运行这些测试用例，而不是在目标平台上。

搭建 VSCode

这部分参考博文《基于Windows 的 VS Code C/C++ 编译环境搭建》。

安装 CMake

安装 CMake ，在官网下载最新安装包。安装时选择对所有用户添加 CMake 到系统 PATH。

安装 VSCode 插件

安装以下插件：

CMake：VSCode 的 CMake 语言支持插件
CMake Tools：对插件 CMake 的扩展支持

下载 CppUTest

CppUTest 是一个基于 C /C++ 的单元 xUnit 测试框架，用于单元测试和测试驱动开发。它是用 C++ 编写的，但可以用于 C 和 C++ 项目，经常用于嵌入式系统，但它适用于任何 C/C++ 项目。
可在官网下载源代码包，或者在Github拉取或下载源代码。

使用 CppUTest

创建一个文件夹，这里命名为 TDDCppUTestExample 。
文件夹内保存你的项目源文件、CppUTest 测试框架源文件、测试用例等，而现在，它只是一个空文件夹。
在 TDDCppUTestExample 文件夹下再创建一个文件夹，这里命名为 cpputest 。
这个文件夹内存放 CppUTest 测试框架源文件：在从下载的 CppUTest 源码中将 src 和 include 两个文件夹拷贝到 cpputest 文件夹下。
在 TDDCppUTestExample 文件夹下再创建一个文件夹，这里命名为 tests 。
这个文件夹内存放所有测试用例。我们以测试 sprintf_s 函数为例。
在这个文件夹内创建 sprintf_s_test.cpp 和 all_tests.cpp 两个文件，其中sprintf_s_test.cpp 内容为：

#include <stdio.h>
#include "CppUTest/TestHarness.h"

TEST_GROUP(sprintf)
{
    void setup()
    {}

    void teardown()
    {}
};

TEST(sprintf, NoFrmatOperations)
{
    char output[5];

    LONGS_EQUAL(3 , sprintf_s(output,4, "hey"));
    STRCMP_EQUAL("hey", output);
}

TEST(sprintf, FormatOperations)
{
    char output[20];
    LONGS_EQUAL(12, sprintf_s(output, 20, "Hello %s\n", "World"));
}

all_tests.cpp 内容为：

#include "CppUTest/CommandLineTestRunner.h"
#include "CppUTest/TestMemoryAllocator.h"
#include "CppUTest/SimpleStringInternalCache.h"

#define SHOW_MEMORY_REPORT 0

int main(int ac, char **av)
{
   int returnValue = 0;
   GlobalSimpleStringCache stringCache;

   {
       /* These checks are here to make sure assertions outside test runs don't crash */
       CHECK(true);
       LONGS_EQUAL(1, 1);

#if SHOW_MEMORY_REPORT
       GlobalMemoryAccountant accountant;
       accountant.start();
#endif

       returnValue = CommandLineTestRunner::RunAllTests(ac, av); /* cover alternate method */

#if SHOW_MEMORY_REPORT
       accountant.stop();
       printf("%s", accountant.report().asCharString());
#endif
   }

   return returnValue;
}

在 TDDCppUTestExample 文件夹下创建名为 CMakeLists.txt 的文件，该文件给 CMake使用，文件内容为：

# 最低CMake版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.5.1)

# 获取源文件
file(GLOB_RECURSE APP_SRC_DIR "tests/*.cpp")
file(GLOB_RECURSE CPPUTEST_SRC_LIST "cpputest/src/CppUTest/*.cpp" "cpputest/src/Platforms/Gcc/*.cpp")

# 项目名称
project(TDD_test)

#编译选项
add_compile_options(-std=c++11)

# 头文件路径
include_directories("cpputest/include")
include_directories("tests")

#将所有源文件生成一个可执行文件
add_executable(TDD_test  ${APP_SRC_DIR} ${CPPUTEST_SRC_LIST})

使用 VSCode 打开 TDDCppUTestExample 文件夹。单击下图所示红框中的三角形。

第一次执行会弹出选择编译套件的选项，这里选择 GCC

选择完毕，VSCode 会调用 CMake 根据 CMakeLists.txt 文件内容生成 Makefile 文件，然后调用指定编译器完成源代码编译，如果生成可执行文件，则执行可执行文件。 Makefile 文件以及编译生成文件会保存在 TDDCppUTestExample 文件夹下的 build 文件夹下，该文件夹由 VSCode 自动创建。

[proc] Executing command: "C:\Program Files\CMake\bin\cmake.EXE" --no-warn-unused-cli -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS:BOOL=TRUE -DCMAKE_BUILD_TYPE:STRING=Debug -DCMAKE_C_COMPILER:FILEPATH=C:\msys64\mingw64\bin\gcc.exe -DCMAKE_CXX_COMPILER:FILEPATH=C:\msys64\mingw64\bin\g++.exe -Sc:/Users/jssh/Desktop/TDDCppUTestExample -Bc:/Users/jssh/Desktop/TDDCppUTestExample/build -G "Unix Makefiles"
[cmake] Not searching for unused variables given on the command line.
[cmake] -- The C compiler identification is GNU 12.2.0
[cmake] -- The CXX compiler identification is GNU 12.2.0
[cmake] -- Detecting C compiler ABI info
[cmake] -- Detecting C compiler ABI info - done
[cmake] -- Check for working C compiler: C:/msys64/mingw64/bin/gcc.exe - skipped
[cmake] -- Detecting C compile features
[cmake] -- Detecting C compile features - done
[cmake] -- Detecting CXX compiler ABI info
[cmake] -- Detecting CXX compiler ABI info - done
[cmake] -- Check for working CXX compiler: C:/msys64/mingw64/bin/g++.exe - skipped
[cmake] -- Detecting CXX compile features
[cmake] -- Detecting CXX compile features - done
[cmake] -- Configuring done
[cmake] -- Generating done
[cmake] -- Build files have been written to: C:/Users/jssh/Desktop/TDDCppUTestExample/build
[main] Building folder: TDDCppUTestExample TDD_test
[build] Starting build
[proc] Executing command: "C:\Program Files\CMake\bin\cmake.EXE" --build c:/Users/jssh/Desktop/TDDCppUTestExample/build --config Debug --target TDD_test -j 14 --
[build] [  4%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/tests/sprintf_s_test.cpp.obj[0m
[build] [  8%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/tests/all_tests.cpp.obj[0m
[build] [ 13%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/CommandLineArguments.cpp.obj[0m
[build] [ 17%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/JUnitTestOutput.cpp.obj[0m
[build] [ 21%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/CommandLineTestRunner.cpp.obj[0m
[build] [ 26%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/SimpleMutex.cpp.obj[0m
[build] [ 30%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/SimpleString.cpp.obj[0m
[build] [ 34%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/MemoryLeakDetector.cpp.obj[0m
[build] [ 39%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/SimpleStringInternalCache.cpp.obj[0m
[build] [ 43%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/MemoryLeakWarningPlugin.cpp.obj[0m
[build] [ 47%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/TeamCityTestOutput.cpp.obj[0m
[build] [ 52%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/TestFailure.cpp.obj[0m
[build] [ 56%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/TestFilter.cpp.obj[0m
[build] [ 60%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/TestHarness_c.cpp.obj[0m
[build] [ 65%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/TestOutput.cpp.obj[0m
[build] [ 69%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/TestPlugin.cpp.obj[0m
[build] [ 73%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/TestMemoryAllocator.cpp.obj[0m
[build] [ 78%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/TestRegistry.cpp.obj[0m
[build] [ 82%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/TestResult.cpp.obj[0m
[build] [ 86%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/TestTestingFixture.cpp.obj[0m
[build] [ 91%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/Platforms/Gcc/UtestPlatform.cpp.obj[0m
[build] [ 95%] [32mBuilding CXX object CMakeFiles/TDD_test.dir/cpputest/src/CppUTest/Utest.cpp.obj[0m
[build] [100%] [32m[1mLinking CXX executable TDD_test.exe[0m
[build] [100%] Built target TDD_test
[build] Build finished with exit code 0

在 终端 界面中，可以看到程序执行结果，也就是测试输出结果。

结束语

如果你想使用测试驱动开发，又对本文举例内容疑惑，可能是因为你还没看过《测试驱动的嵌入式 C 语言开发》这本书。
不要被书名欺骗到，这绝不仅仅只是教授你测试驱动方法的，它还教授 C 程序设计模式，如何改善设计、如何写出干净利落的代码，如何封装和模块化等等。

另外，本书是这么多年来我看过的嵌入式翻译书籍中，翻译最准确最清晰的一本。一股清流，值得大书特书。
同样为机械工业出版社，主讲设计模式的《C 嵌入式编程设计模式》毁在了翻译上。搞砸事情的人，有的是因为能力有问题，有的是因为职业素质有问题，而《C 嵌入式编程设计模式》的译者，显然二者兼有。

读后有收获，资助博主养娃 - 千金难买知识，但可以买好多奶粉 (〃‘▽’〃)

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