高效C/C++調試

第1章   調試符號和調試器 1
1.1  調試符號 1
1.1.1  調試符號概覽 2
1.1.2  DWARF格式 3
1.2  實戰(zhàn)故事1：數(shù)據(jù)類型的不一致 14
1.3  調試器的內部結構 16
1.3.1  用戶界面 16
1.3.2  符號管理模塊 16
1.3.3  目標管理模塊 17
1.4  技巧和注意事項 21
1.4.1  特殊的調試符號 21
1.4.2  改變執(zhí)行及其副作用 24
1.4.3  符號匹配的自動化 25
1.4.4  后期分析 26
1.4.5  內存保護 27
1.4.6  斷點不工作 27
1.5  本章小結 28
第2章   堆數(shù)據(jù)結構 29
2.1  理解內存管理器 30
2.1.1  ptmalloc 31
2.1.2  TCMalloc 34
2.1.3  多個堆 38
2.2  利用堆元數(shù)據(jù) 39
2.3  本章小結 42
第3章   內存損壞 43
3.1  內存是怎么損壞的 44
3.1.1  內存溢出與下溢 44
3.1.2  訪問釋放的內存 45
3.1.3  使用未初始化的值 46
3.2  調試內存損壞 47
3.2.1  初始調查 49
3.2.2  內存調試工具 53
3.2.3  堆與棧內存損壞對比 53
3.2.4  工具箱 54
3.3  實戰(zhàn)故事2：神秘的字節(jié)序轉換 55
3.3.1  癥狀 55
3.3.2  分析和調試 56
3.3.3  錯誤和有價值的點 64
3.4  實戰(zhàn)故事3：覆寫棧變量 65
3.4.1  癥狀 65
3.4.2  分析和調試 65
3.5  本章小結 68
第4章   C 對象布局 69
4.1  對齊和大小端 69
4.1.1  對齊 69
4.1.2  大小端 70
4.2  C 對象布局 71
4.3  實戰(zhàn)故事4：訪問已經(jīng)釋放的數(shù)據(jù) 94
4.3.1  癥狀 94
4.3.2  分析和調試 94
4.4  搜索引用樹 95
4.5  本章小結 101
第5章   優(yōu)化后的二進制 102
5.1  調試版和發(fā)行版的區(qū)別 102
5.2  調試優(yōu)化代碼的挑戰(zhàn) 106
5.3  匯編代碼介紹 108
5.3.1  寄存器 109
5.3.2  指令集 111
5.3.3  程序匯編的結構 113
5.3.4  函數(shù)調用習慣 116
5.4  分析優(yōu)化后的代碼 127
5.5  調試優(yōu)化后的代碼示例 130
5.6  本章小結 141
第6章   進程鏡像 142
6.1  二進制文件格式 144
6.2  運行期加載和鏈接 148
6.3  進程映射表 153
6.3.1  可執(zhí)行文件 154
6.3.2  共享庫 156
6.3.3  線程棧 157
6.3.4  無名區(qū)域 157
6.3.5  攔截 158
6.3.6  鏈接時替換 158
6.3.7  預先加載代理函數(shù) 159
6.3.8  修改導入和導出表 159
6.3.9  對目標函數(shù)進行手術改變 164
6.3.10  核心轉儲文件格式 166
6.3.11  核心轉儲文件分析工具 169
6.4  本章小結 170
第7章   調試多線程程序 171
7.1  競爭條件 171
7.2  它是競爭條件嗎 172
7.3  調試競爭條件 174
7.4  實戰(zhàn)故事5：記錄重要區(qū)域 175
7.4.1  癥狀 175
7.4.2  分析調試 175
7.5  死鎖 177
7.6  本章小結 179
第8章   更多調試方法 180
8.1  重現(xiàn)錯誤 180
8.1.1  歸因 181
8.1.2  收集環(huán)境信息 182
8.1.3  重建環(huán)境 184
8.2  防止未來的bug 184
8.2.1  知識保留和傳遞 185
8.2.2  增強提前檢查 185
8.2.3  編寫更好調試的代碼 185
8.3  不要忘記這些調試規(guī)則 189
8.3.1  分治法 189
8.3.2  退一步，獲取新的觀點 189
8.3.3  保留調試歷史 190
8.4  逆向調試 190
8.4.1  rr：Record and Replay 191
8.4.2  rr注意事項 191
8.5  本章小結 192
第9章   拓展調試器能力 193
9.1  使用Python拓展GDB 193
9.1.1  美化輸出 194
9.1.2  編寫自己的美觀打印器 195
9.1.3  將重復的工作變成一個命令 197
9.1.4  更快地調試bug 198
9.1.5  使用Python設置斷點 200
9.1.6  通過命令行來啟動程序和設置斷點 203
9.2  GDB自定義命令 203
9.3  本章小結 206
第10章   內存調試工具 207
10.1  ptmalloc’s MALLOC_CHECK_ 208
10.2  Google Address Sanitizer 212
10.3  AccuTrak 213
10.4  有效地調試內存損壞 225
10.5  實戰(zhàn)故事6：內存管理器的崩潰問題 228
10.5.1  癥狀 229
10.5.2  分析和調試 229
10.6  本章小結 235
第11章   Core Analyzer 236
11.1  使用示例 237
11.2  主要功能 239
11.2.1  搜索引用的對象（水平搜索） 239
11.2.2  查詢地址及其底層對象（垂直搜索） 240
11.2.3  內存模式分析 241
11.2.4  查詢堆內存塊 242
11.2.5  堆遍歷（檢查整個堆以發(fā)現(xiàn)損壞并獲取內存使用統(tǒng)計） 242
11.3  本章小結 246
第12章   更多調試工具 247
12.1  strace 247
12.1.1  常用功能 247
12.1.2  常用附加選項 248
12.2  實戰(zhàn)故事7：僵尸進程 248
12.2.1  遇到難題 248
12.2.2  揭示bug的真相 249
12.3  Perf 249
12.4  eBPF 250
12.4.1  準備環(huán)境 251
12.4.2  編寫代碼 251
12.4.3  編譯程序 252
12.4.4   加載和運行程序 254
12.5  實戰(zhàn)故事8：鏈接問題 255
12.5.1  切入 255
12.5.2  更奇怪的事情 258
12.5.3  柳暗花明 259
12.5.4  補充 260
12.5.5  結論 261
12.6  實戰(zhàn)故事9：臨時變量的生命周期 261
12.7  本章小結 264
第13章   崩潰發(fā)送機制 265
13.1  客戶端 266
13.2  遠程報告收集服務器 267
13.3  終端集成器 268
13.4  本章小結 268
第14章   內存泄漏 269
14.1  為什么RAII是基石 269
14.2  分析 270
14.3  調試內存泄漏 273
14.4  本章小結 275
第15章   協(xié)程 276
15.1  C 協(xié)程 277
15.2  協(xié)程的切分點 279
15.3  協(xié)程之諾 281
15.4  本章小結 283
第16章   遠程調試 284
16.1  GDB遠程調試 285
16.2  Visual Studio遠程調試 286
16.3  本章小結 287
第17章   容器世界 288
17.1  容器示例 288
17.2  容器應用 289
17.3  C/C 容器調試 291
17.4  實戰(zhàn)故事10：CrashLoopBackOff 292
17.5  實戰(zhàn)故事11：liveness failure 292
17.6  本章小結 294
第18章   盡量不要調試程序 295
18.1  借助編譯器來提前發(fā)現(xiàn)錯誤 295
18.2  編寫簡短的實驗代碼 295
18.3  日志和監(jiān)控 296
18.3.1  日志 296
18.3.2  監(jiān)控 297
18.4  遵循最佳編碼實踐 297
18.5  本章小結 298
附錄A   調試混合語言 299
附錄B   在Windows/x86環(huán)境下進行程序調試 301
B.1  PE文件格式 301
B.2  Windows Minidump格式 306
附錄C   一個簡單的C coroutine程序 309