5cf2a250bbc69058ac24cff9c4827f3892d7f405
[vpp.git] / test / framework.py
1 #!/usr/bin/env python
2 ## @package framework
3 #  Module to handle test case execution.
4 #
5 #  The module provides a set of tools for constructing and running tests and
6 #  representing the results.
7
8 import logging
9 logging.getLogger("scapy.runtime").setLevel(logging.ERROR)
10
11 import os
12 import sys
13 import subprocess
14 import unittest
15 from inspect import getdoc
16
17 from scapy.utils import wrpcap, rdpcap
18 from scapy.packet import Raw
19
20 ## Static variables to store color formatting strings.
21 #
22 #  These variables (RED, GREEN, YELLOW and LPURPLE) are used to configure
23 #  the color of the text to be printed in the terminal. Variable END is used
24 #  to revert the text color to the default one.
25 if hasattr(sys.stdout, 'isatty') and sys.stdout.isatty():
26     RED = '\033[91m'
27     GREEN = '\033[92m'
28     YELLOW = '\033[93m'
29     LPURPLE = '\033[94m'
30     END = '\033[0m'
31 else:
32     RED = ''
33     GREEN = ''
34     YELLOW = ''
35     LPURPLE = ''
36     END = ''
37
38
39 ## Private class to create packet info object.
40 #
41 #  Help process information about the next packet.
42 #  Set variables to default values.
43 class _PacketInfo(object):
44     index = -1
45     src = -1
46     dst = -1
47     data = None
48     ## @var index
49     #  Integer variable to store the index of the packet.
50     ## @var src
51     #  Integer variable to store the index of the source packet generator
52     #  interface of the packet.
53     ## @var dst
54     #  Integer variable to store the index of the destination packet generator
55     #  interface of the packet.
56     ## @var data
57     #  Object variable to store the copy of the former packet.
58
59 ## Subclass of the python unittest.TestCase class.
60 #
61 #  This subclass is a base class for test cases that are implemented as classes.
62 #  It provides methods to create and run test case.
63 class VppTestCase(unittest.TestCase):
64
65     ## Class method to set class constants necessary to run test case.
66     #  @param cls The class pointer.
67     @classmethod
68     def setUpConstants(cls):
69         cls.vpp_bin = os.getenv('VPP_TEST_BIN', "vpp")
70         cls.plugin_path = os.getenv('VPP_TEST_PLUGIN_PATH')
71         cls.vpp_api_test_bin = os.getenv("VPP_TEST_API_TEST_BIN",
72                                          "vpp-api-test")
73         cls.vpp_cmdline = [cls.vpp_bin, "unix", "nodaemon", "api-segment", "{",
74                            "prefix", "unittest", "}"]
75         if cls.plugin_path is not None:
76             cls.vpp_cmdline.extend(["plugin_path", cls.plugin_path])
77
78         cls.vpp_api_test_cmdline = [cls.vpp_api_test_bin, "chroot", "prefix",
79                                     "unittest"]
80         try:
81             cls.verbose = int(os.getenv("V", 0))
82         except:
83             cls.verbose = 0
84
85         ## @var vpp_bin
86         #  String variable to store the path to vpp (vector packet processor).
87         ## @var vpp_api_test_bin
88         #  String variable to store the path to vpp_api_test (vpp API test tool).
89         ## @var vpp_cmdline
90         #  List of command line attributes for vpp.
91         ## @var vpp_api_test_cmdline
92         #  List of command line attributes for vpp_api_test.
93         ## @var verbose
94         #  Integer variable to store required verbosity level.
95
96     ## Class method to start the test case.
97     #  1. Initiate test case constants and set test case variables to default
98     #  values.
99     #  2. Remove files from the shared memory.
100     #  3. Start vpp as a subprocess.
101     #  @param cls The class pointer.
102     @classmethod
103     def setUpClass(cls):
104         cls.setUpConstants()
105         cls.pg_streams = []
106         cls.MY_MACS = {}
107         cls.MY_IP4S = {}
108         cls.MY_IP6S = {}
109         cls.VPP_MACS = {}
110         cls.VPP_IP4S = {}
111         cls.VPP_IP6S = {}
112         cls.packet_infos = {}
113         print "=================================================================="
114         print YELLOW + getdoc(cls) + END
115         print "=================================================================="
116         os.system("rm -f /dev/shm/unittest-global_vm")
117         os.system("rm -f /dev/shm/unittest-vpe-api")
118         os.system("rm -f /dev/shm/unittest-db")
119         cls.vpp = subprocess.Popen(cls.vpp_cmdline, stderr=subprocess.PIPE)
120         ## @var pg_streams
121         #  List variable to store packet-generator streams for interfaces.
122         ## @var MY_MACS
123         #  Dictionary variable to store host MAC addresses connected to packet
124         #  generator interfaces.
125         ## @var MY_IP4S
126         #  Dictionary variable to store host IPv4 addresses connected to packet
127         #  generator interfaces.
128         ## @var MY_IP6S
129         #  Dictionary variable to store host IPv6 addresses connected to packet
130         #  generator interfaces.
131         ## @var VPP_MACS
132         #  Dictionary variable to store VPP MAC addresses of the packet
133         #  generator interfaces.
134         ## @var VPP_IP4S
135         #  Dictionary variable to store VPP IPv4 addresses of the packet
136         #  generator interfaces.
137         ## @var VPP_IP6S
138         #  Dictionary variable to store VPP IPv6 addresses of the packet
139         #  generator interfaces.
140         ## @var vpp
141         #  Test case object variable to store file descriptor of running vpp
142         #  subprocess with open pipe to the standard error stream per
143         #  VppTestCase object.
144
145     ## Class method to do cleaning when all tests (test_) defined for
146     #  VppTestCase class are finished.
147     #  1. Terminate vpp and kill all vpp instances.
148     #  2. Remove files from the shared memory.
149     #  @param cls The class pointer.
150     @classmethod
151     def quit(cls):
152         cls.vpp.terminate()
153         cls.vpp = None
154         os.system("rm -f /dev/shm/unittest-global_vm")
155         os.system("rm -f /dev/shm/unittest-vpe-api")
156         os.system("rm -f /dev/shm/unittest-db")
157
158     ## Class method to define tear down action of the VppTestCase class.
159     #  @param cls The class pointer.
160     @classmethod
161     def tearDownClass(cls):
162         cls.quit()
163
164     ## Method to define tear down VPP actions of the test case.
165     #  @param self The object pointer.
166     def tearDown(self):
167         self.cli(2, "show int")
168         self.cli(2, "show trace")
169         self.cli(2, "show hardware")
170         self.cli(2, "show ip arp")
171         self.cli(2, "show ip fib")
172         self.cli(2, "show error")
173         self.cli(2, "show run")
174
175     ## Method to define setup action of the test case.
176     #  @param self The object pointer.
177     def setUp(self):
178         self.cli(2, "clear trace")
179
180     ## Class method to print logs.
181     #  Based on set level of verbosity print text in the terminal.
182     #  @param cls The class pointer.
183     #  @param s String variable to store text to be printed.
184     #  @param v Integer variable to store required level of verbosity.
185     @classmethod
186     def log(cls, s, v=1):
187         if cls.verbose >= v:
188             print "LOG: " + LPURPLE + s + END
189
190     ## Class method to execute api commands.
191     #  Based on set level of verbosity print the output of the api command in
192     #  the terminal.
193     #  @param cls The class pointer.
194     #  @param s String variable to store api command string.
195     @classmethod
196     def api(cls, s):
197         p = subprocess.Popen(cls.vpp_api_test_cmdline,
198                              stdout=subprocess.PIPE,
199                              stdin=subprocess.PIPE,
200                              stderr=subprocess.PIPE)
201         if cls.verbose > 0:
202             print "API: " + RED + s + END
203         p.stdin.write(s)
204         out = p.communicate()[0]
205         out = out.replace("vat# ", "", 2)
206         if cls.verbose > 0:
207             if len(out) > 1:
208                 print YELLOW + out + END
209         ## @var p
210         #  Object variable to store file descriptor of vpp_api_test subprocess
211         #  with open pipes to the standard output, inputs and error streams.
212         ## @var out
213         #  Tuple variable to store standard output of vpp_api_test subprocess
214         #  where the string "vat# " is replaced by empty string later.
215
216     ## Class method to execute cli commands.
217     #  Based on set level of verbosity of the log and verbosity defined by
218     #  environmental variable execute the cli command and print the output in
219     #  the terminal.
220     #  CLI command is executed via vpp API test tool (exec + cli_command)
221     #  @param cls The class pointer.
222     #  @param v Integer variable to store required level of verbosity.
223     #  @param s String variable to store cli command string.
224     @classmethod
225     def cli(cls, v, s):
226         if cls.verbose < v:
227             return
228         p = subprocess.Popen(cls.vpp_api_test_cmdline,
229                              stdout=subprocess.PIPE,
230                              stdin=subprocess.PIPE,
231                              stderr=subprocess.PIPE)
232         if cls.verbose > 0:
233             print "CLI: " + RED + s + END
234         p.stdin.write('exec ' + s)
235         out = p.communicate()[0]
236         out = out.replace("vat# ", "", 2)
237         if cls.verbose > 0:
238             if len(out) > 1:
239                 print YELLOW + out + END
240         ## @var p
241         #  Object variable to store file descriptor of vpp_api_test subprocess
242         #  with open pipes to the standard output, inputs and error streams.
243         ## @var out
244         #  Tuple variable to store standard output of vpp_api_test subprocess
245         #  where the string "vat# " is replaced by empty string later.
246
247     ## Class method to create incoming packet stream for the packet-generator
248     #  interface.
249     #  Delete old /tmp/pgX_in.pcap file if exists and create the empty one and
250     #  fill it with provided packets and add it to pg_streams list.
251     #  @param cls The class pointer.
252     #  @param i Integer variable to store the index of the packet-generator
253     #  interface to create packet stream for.
254     #  @param pkts List variable to store packets to be added to the stream.
255     @classmethod
256     def pg_add_stream(cls, i, pkts):
257         os.system("rm -f /tmp/pg%u_in.pcap" % i)
258         wrpcap("/tmp/pg%u_in.pcap" % i, pkts)
259         # no equivalent API command
260         cls.cli(0, "packet-generator new pcap /tmp/pg%u_in.pcap source pg%u"
261                    " name pcap%u" % (i, i, i))
262         cls.pg_streams.append('pcap%u' % i)
263
264     ## Class method to enable packet capturing for the packet-generator
265     #  interface.
266     #  Delete old /tmp/pgX_out.pcap file if exists and set the packet-generator
267     #  to capture outgoing packets to /tmp/pgX_out.pcap file.
268     #  @param cls The class pointer.
269     #  @param args List variable to store the indexes of the packet-generator
270     #  interfaces to start packet capturing for.
271     @classmethod
272     def pg_enable_capture(cls, args):
273         for i in args:
274             os.system("rm -f /tmp/pg%u_out.pcap" % i)
275             cls.cli(0, "packet-generator capture pg%u pcap /tmp/pg%u_out.pcap"
276                     % (i, i))
277
278     ## Class method to start packet sending.
279     #  Start to send packets for all defined pg streams. Delete every stream
280     #  from the stream list when sent and clear the pg_streams list.
281     #  @param cls The class pointer.
282     @classmethod
283     def pg_start(cls):
284         cls.cli(2, "trace add pg-input 50")  # 50 is maximum
285         cls.cli(0, 'packet-generator enable')
286         for stream in cls.pg_streams:
287             cls.cli(0, 'packet-generator delete %s' % stream)
288         cls.pg_streams = []
289
290     ## Class method to return captured packets.
291     #  Return packet captured for the defined packet-generator interface. Open
292     #  the corresponding pcap file (/tmp/pgX_out.pcap), read the content and
293     #  store captured packets to output variable.
294     #  @param cls The class pointer.
295     #  @param o Integer variable to store the index of the packet-generator
296     #  interface.
297     #  @return output List of packets captured on the defined packet-generator
298     #  interface. If the corresponding pcap file (/tmp/pgX_out.pcap) does not
299     #  exist return empty list.
300     @classmethod
301     def pg_get_capture(cls, o):
302         pcap_filename = "/tmp/pg%u_out.pcap" % o
303         try:
304             output = rdpcap(pcap_filename)
305         except IOError:  # TODO
306             cls.log("WARNING: File %s does not exist, probably because no"
307                     " packets arrived" % pcap_filename)
308             return []
309         return output
310         ## @var pcap_filename
311         #  File descriptor to the corresponding pcap file.
312
313     ## Class method to create packet-generator interfaces.
314     #  Create packet-generator interfaces and add host MAC addresses connected
315     #  to these packet-generator interfaces to the MY_MACS dictionary.
316     #  @param cls The class pointer.
317     #  @param args List variable to store the indexes of the packet-generator
318     #  interfaces to be created.
319     @classmethod
320     def create_interfaces(cls, args):
321         for i in args:
322             cls.MY_MACS[i] = "02:00:00:00:ff:%02x" % i
323             cls.log("My MAC address is %s" % (cls.MY_MACS[i]))
324             cls.api("pg_create_interface if_id %u" % i)
325             cls.api("sw_interface_set_flags pg%u admin-up" % i)
326
327     ## Static method to extend packet to specified size
328     #  Extend provided packet to the specified size (including Ethernet FCS).
329     #  The packet is extended by adding corresponding number of spaces to the
330     #  packet payload.
331     #  NOTE: Currently works only when Raw layer is present.
332     #  @param packet Variable to store packet object.
333     #  @param size Integer variable to store the required size of the packet.
334     @staticmethod
335     def extend_packet(packet, size):
336         packet_len = len(packet) + 4
337         extend = size - packet_len
338         if extend > 0:
339             packet[Raw].load += ' ' * extend
340         ## @var packet_len
341         #  Integer variable to store the current packet length including
342         #  Ethernet FCS.
343         ## @var extend
344         #  Integer variable to store the size of the packet extension.
345
346     ## Method to add packet info object to the packet_infos list.
347     #  Extend the existing packet_infos list with the given information from
348     #  the packet.
349     #  @param self The object pointer.
350     #  @param info Object to store required information from the packet.
351     def add_packet_info_to_list(self, info):
352         info.index = len(self.packet_infos)
353         self.packet_infos[info.index] = info
354         ## @var info.index
355         # Info object attribute to store the packet order in the stream.
356         ## @var packet_infos
357         #  List variable to store required information from packets.
358
359     ## Method to create packet info object.
360     #  Create the existing packet_infos list with the given information from
361     #  the packet.
362     #  @param self The object pointer.
363     #  @param pg_id Integer variable to store the index of the packet-generator
364     #  interface.
365     def create_packet_info(self, pg_id, target_id):
366         info = _PacketInfo()
367         self.add_packet_info_to_list(info)
368         info.src = pg_id
369         info.dst = target_id
370         return info
371         ## @var info
372         #  Object to store required information from packet.
373         ## @var info.src
374         #  Info object attribute to store the index of the source packet
375         #  generator interface of the packet.
376         ## @var info.dst
377         #  Info object attribute to store the index of the destination packet
378         #  generator interface of the packet.
379
380     ## Static method to return packet info string.
381     #  Create packet info string from the provided info object that will be put
382     #  to the packet payload.
383     #  @param info Object to store required information from the packet.
384     #  @return String of information about packet's order in the stream, source
385     #  and destination packet generator interface.
386     @staticmethod
387     def info_to_payload(info):
388         return "%d %d %d" % (info.index, info.src, info.dst)
389
390     ## Static method to create packet info object from the packet payload.
391     #  Create packet info object and set its attribute values based on data
392     #  gained from the packet payload.
393     #  @param payload String variable to store packet payload.
394     #  @return info Object to store required information about the packet.
395     @staticmethod
396     def payload_to_info(payload):
397         numbers = payload.split()
398         info = _PacketInfo()
399         info.index = int(numbers[0])
400         info.src = int(numbers[1])
401         info.dst = int(numbers[2])
402         return info
403         ## @var info.index
404         #  Info object attribute to store the packet order in the stream.
405         ## @var info.src
406         #  Info object attribute to store the index of the source packet
407         #  generator interface of the packet.
408         ## @var info.dst
409         #  Info object attribute to store the index of the destination packet
410         #  generator interface of the packet.
411
412     ## Method to return packet info object of the next packet in
413     #  the packet_infos list.
414     #  Get the next packet info object from the packet_infos list by increasing
415     #  the packet_infos list index by one.
416     #  @param self The object pointer.
417     #  @param info Object to store required information about the packet.
418     #  @return packet_infos[next_index] Next info object from the packet_infos
419     #  list with stored information about packets. Return None if the end of
420     #  the list is reached.
421     def get_next_packet_info(self, info):
422         if info is None:
423             next_index = 0
424         else:
425             next_index = info.index + 1
426         if next_index == len(self.packet_infos):
427             return None
428         else:
429             return self.packet_infos[next_index]
430         ## @var next_index
431         #  Integer variable to store the index of the next info object.
432
433     ## Method to return packet info object of the next packet with the required
434     #  source packet generator interface.
435     #  Iterate over the packet_infos list and search for the next packet info
436     #  object with the required source packet generator interface.
437     #  @param self The object pointer.
438     #  @param src_pg Integer variable to store index of requested source packet
439     #  generator interface.
440     #  @param info Object to store required information about the packet.
441     #  @return packet_infos[next_index] Next info object from the packet_infos
442     #  list with stored information about packets. Return None if the end of
443     #  the list is reached.
444     def get_next_packet_info_for_interface(self, src_pg, info):
445         while True:
446             info = self.get_next_packet_info(info)
447             if info is None:
448                 return None
449             if info.src == src_pg:
450                 return info
451         ## @var info.src
452         #  Info object attribute to store the index of the source packet
453         #  generator interface of the packet.
454
455     ## Method to return packet info object of the next packet with required
456     #  source and destination packet generator interfaces.
457     #  Search for the next packet info object with the required source and
458     #  destination packet generator interfaces.
459     #  @param self The object pointer.
460     #  @param src_pg Integer variable to store the index of the requested source
461     #  packet generator interface.
462     #  @param dst_pg Integer variable to store the index of the requested source
463     #  packet generator interface.
464     #  @param info Object to store required information about the packet.
465     #  @return info Object with the info about the next packet with with
466     #  required source and destination packet generator interfaces. Return None
467     #  if there is no other packet with required data.
468     def get_next_packet_info_for_interface2(self, src_pg, dst_pg, info):
469         while True:
470             info = self.get_next_packet_info_for_interface(src_pg, info)
471             if info is None:
472                 return None
473             if info.dst == dst_pg:
474                 return info
475         ## @var info.dst
476         #  Info object attribute to store the index of the destination packet
477         #  generator interface of the packet.
478
479
480 ## Subclass of the python unittest.TestResult class.
481 #
482 #  This subclass provides methods to compile information about which tests have
483 #  succeeded and which have failed.
484 class VppTestResult(unittest.TestResult):
485     ## The constructor.
486     #  @param stream File descriptor to store where to report test results. Set
487     #  to the standard error stream by default.
488     #  @param descriptions Boolean variable to store information if to use test
489     #  case descriptions.
490     #  @param verbosity Integer variable to store required verbosity level.
491     def __init__(self, stream, descriptions, verbosity):
492         unittest.TestResult.__init__(self, stream, descriptions, verbosity)
493         self.stream = stream
494         self.descriptions = descriptions
495         self.verbosity = verbosity
496         self.result_string = None
497         ## @var result_string
498         #  String variable to store the test case result string.
499
500
501     ## Method called when the test case succeeds.
502     #  Run the default implementation (that does nothing) and set the result
503     #  string in case of test case success.
504     #  @param self The object pointer.
505     #  @param test Object variable to store the test case instance.
506     def addSuccess(self, test):
507         unittest.TestResult.addSuccess(self, test)
508         self.result_string = GREEN + "OK" + END
509         ## @var result_string
510         #  String variable to store the test case result string.
511
512     ## Method called when the test case signals a failure.
513     #  Run the default implementation that appends a tuple (test, formatted_err)
514     #  to the instance's failures attribute, where formatted_err is a formatted
515     #  traceback derived from err and set the result string in case of test case
516     #  success.
517     #  @param self The object pointer.
518     #  @param test Object variable to store the test case instance.
519     #  @param err Tuple variable to store the error data:
520     #  (type, value, traceback).
521     def addFailure(self, test, err):
522         unittest.TestResult.addFailure(self, test, err)
523         self.result_string = RED + "FAIL" + END
524         ## @var result_string
525         #  String variable to store the test case result string.
526
527     ## Method called when the test case raises an unexpected exception.
528     #  Run the default implementation that appends a tuple (test, formatted_err)
529     #  to the instance's error attribute, where formatted_err is a formatted
530     #  traceback derived from err and set the result string in case of test case
531     #  unexpected failure.
532     #  @param self The object pointer.
533     #  @param test Object variable to store the test case instance.
534     #  @param err Tuple variable to store the error data:
535     #  (type, value, traceback).
536     def addError(self, test, err):
537         unittest.TestResult.addError(self, test, err)
538         self.result_string = RED + "ERROR" + END
539         ## @var result_string
540         #  String variable to store the test case result string.
541
542     ## Method to get the description of the test case.
543     #  Used to get the description string from the test case object.
544     #  @param self The object pointer.
545     #  @param test Object variable to store the test case instance.
546     #  @return String of the short description if exist otherwise return test
547     #  case name string.
548     def getDescription(self, test):
549         # TODO: if none print warning not raise exception
550         short_description = test.shortDescription()
551         if self.descriptions and short_description:
552             return short_description
553         else:
554             return str(test)
555         ## @var short_description
556         #  String variable to store the short description of the test case.
557
558     ## Method called when the test case is about to be run.
559     #  Run the default implementation and based on the set verbosity level write
560     #  the starting string to the output stream.
561     #  @param self The object pointer.
562     #  @param test Object variable to store the test case instance.
563     def startTest(self, test):
564         unittest.TestResult.startTest(self, test)
565         if self.verbosity > 0:
566             self.stream.writeln("Starting " + self.getDescription(test) + " ...")
567             self.stream.writeln("------------------------------------------------------------------")
568
569     ## Method called after the test case has been executed.
570     #  Run the default implementation and based on the set verbosity level write
571     #  the result string to the output stream.
572     #  @param self The object pointer.
573     #  @param test Object variable to store the test case instance.
574     def stopTest(self, test):
575         unittest.TestResult.stopTest(self, test)
576         if self.verbosity > 0:
577             self.stream.writeln("------------------------------------------------------------------")
578             self.stream.writeln("%-60s%s" % (self.getDescription(test), self.result_string))
579             self.stream.writeln("------------------------------------------------------------------")
580         else:
581             self.stream.writeln("%-60s%s" % (self.getDescription(test), self.result_string))
582
583     ## Method to write errors and failures information to the output stream.
584     #  Write content of errors and failures lists to the output stream.
585     #  @param self The object pointer.
586     def printErrors(self):
587         self.stream.writeln()
588         self.printErrorList('ERROR', self.errors)
589         self.printErrorList('FAIL', self.failures)
590         ## @var errors
591         #  List variable containing 2-tuples of TestCase instances and strings
592         #  holding formatted tracebacks. Each tuple represents a test which
593         #  raised an unexpected exception.
594         ## @var failures
595         #  List variable containing 2-tuples of TestCase instances and strings
596         #  holding formatted tracebacks. Each tuple represents a test where
597         #  a failure was explicitly signalled using the TestCase.assert*()
598         #  methods.
599
600     ## Method to write the error information to the output stream.
601     #  Write content of error lists to the output stream together with error
602     #  type and test case description.
603     #  @param self The object pointer.
604     #  @param flavour String variable to store error type.
605     #  @param errors List variable to store 2-tuples of TestCase instances and
606     #  strings holding formatted tracebacks.
607     def printErrorList(self, flavour, errors):
608         for test, err in errors:
609             self.stream.writeln('=' * 70)
610             self.stream.writeln("%s: %s" % (flavour, self.getDescription(test)))
611             self.stream.writeln('-' * 70)
612             self.stream.writeln("%s" % err)
613         ## @var test
614         #  Object variable to store the test case instance.
615         ## @var err
616         #  String variable to store formatted tracebacks.
617
618
619 ## Subclass of the python unittest.TextTestRunner class.
620 #
621 #  A basic test runner implementation which prints results on standard error.
622 class VppTestRunner(unittest.TextTestRunner):
623     ##  Class object variable to store the results of a set of tests.
624     resultclass = VppTestResult
625
626     ## Method to run the test.
627     #  Print debug message in the terminal and run the standard run() method
628     #  of the test runner collecting the result into the test result object.
629     #  @param self The object pointer.
630     #  @param test Object variable to store the test case instance.
631     #  @return Test result object of the VppTestRunner.
632     def run(self, test):
633         print "Running tests using custom test runner"  # debug message
634         return super(VppTestRunner, self).run(test)