C/C++ 代碼調試的藝術, 2/e

张海洋，云坞科技联合创立人，清华大学计算机专业毕业，从事软件开发近20年，曾在外企工作10余年，长期工作在开发一线，已经申请软件发明专利10余项。精通C/C++、Python等编程语言，在Windows驱动、Linux驱动、Windows/Linux系统开发和调试方面具有丰富的经验。

第 1章　C/C++調試基本知識 1

1.1　BUG與Debug 1

1.2　為什麽選擇C/C++ 3

1.3　什麽是調試器 4

第 2章　Visual C++調試基本功能 5

2.1 Visual C++簡介 5

2.1.1 VC 2019版本選擇 7

2.1.2 VC 2019安裝 8

2.2 斷點管理 9

2.2.1　設置/刪除斷點 10

2.2.2　禁用斷點 10

2.2.3　查看所有斷點 11

2.3 調試執行 14

2.3.1 啟動調試 14

2.3.2 逐語句執行 15

2.3.3 逐過程執行 17

2.3.4 跳出執行 17

2.3.5 運行到光標處 17

2.3.6 多次執行代碼 18

2.4 監視/快速監視 20

2.4.1 快速監視 20

2.4.2 監視窗口 21

2.4.3 表達式支持 23

2.5 內存查看 25

2.5.1 字符串內存佈局 26

2.5.2　整型變量內存佈局 27

2.6 通過“局部變量”窗口和“自動”窗口查看變量 28

2.6.1 “局部變量”窗口查看變量 28

2.6.2 “自動”窗口查看變量 30

2.7 即時窗口 31

2.7.1 顯示變量的值 31

2.7.2 執行內嵌函數 32

2.8 調用堆棧 32

2.8.1 調用堆棧基本信息 33

2.8.2 設置符號信息 33

2.9 多線程管理 36

2.9.1 創建多線程測試項目 36

2.9.2 開始調試多線程程序 37

2.10 查看錯誤碼 40

2.11 調試宏assert使用 43

2.11.1 assert宏簡介 44

2.11.2 使用assert宏的註意事項 45

2.12 其他 46

2.12.1 編輯並繼續調試 46

2.12.2 字符串可視化工具 47

2.12.3 條件斷點 48

2.12.4 函數斷點 51

2.12.5 數據斷點 52

2.12.6 VC調試時常用的快捷鍵和組合鍵列表 55

第3章　Linux系統下gdb調試基本功能 57

3.1 Linux系統下C/C++編程的基本知識 57

3.1.1 開發環境安裝 58

3.1.2 開發第 一個C/C++程序 61

3.2 gdb簡介 68

3.2.1 gdb的安裝 68

3.2.2 gdb常用功能概覽 70

3.3 調試執行 71

3.3.1 啟動調試 71

3.3.2 啟動調試並添加參數 74

3.3.3 附加到進程 75

3.4 斷點管理 77

3.4.1 設置斷點 77

3.4.2 啟用/禁用斷點 86

3.4.3 啟用斷點一次 87

3.4.4 啟用斷點並刪除 88

3.4.5 啟用斷點並命中N次 89

3.4.6 忽略斷點前N次命中 90

3.4.7 查看斷點 90

3.4.8 刪除斷點 91

3.5 程序執行 92

3.5.1 啟動程序 92

3.5.2 繼續運行 93

3.5.3 繼續運行並跳過當前斷點N次 94

3.5.4 繼續運行直到當前函數執行完成 94

3.5.5 單步執行 95

3.5.6 逐過程執行 96

3.6 查看當前函數參數 96

3.7 查看/修改變量的值 97

3.7.1 使用gdb內嵌函數 98

3.7.2 查看結構體/類的值 99

3.7.3 查看數組 101

3.8 自動顯示變量的值 102

3.9 查看源代碼 104

3.10 查看內存 106

3.11 查看寄存器 109

3.12 查看調用棧 111

3.12.1 查看棧回溯信息 112

3.12.2 切換棧幀 113

3.12.3 查看幀信息 115

3.13 線程管理 115

3.13.1 查看所有線程信息 118

3.13.2 切換線程 118

3.13.3 為線程設置斷點 119

3.13.4 為線程執行命令 120

3.14 其他 121

3.14.1 觀察點 121

3.14.2 捕獲點 124

3.14.3 搜索源代碼 126

3.14.4 查看變量類型 128

3.14.5 跳轉執行 130

3.14.6 窗口管理 132

3.14.7 調用Shell命令 134

3.14.8 assert宏使用 135

3.14.9 gdb常用命令列表 137

第4章　多線程死鎖調試 141

4.1 創建多線程 142

4.2 多線程的同步 144

4.3 C++標準庫中的鎖 146

4.3.1　std::mutex類 146

4.3.2　std::timed_mutex類 149

4.3.3　std::recursive_mutex和std::recursive_timed_mutex 149

4.4 死鎖調試 150

4.4.1 Windows系統中的死鎖調試 151

4.4.2 Linux系統中的死鎖調試 153

4.4.3　死鎖條件 156

4.4.4　解決死鎖 157

第5章　調試動態庫 160

5.1 Windows系統動態庫開發與調試 161

5.1.1 創建動態庫 161

5.1.2 使用動態庫 164

5.1.3 調試動態庫 165

5.2 Linux系統動態庫開發與調試 170

5.2.1 創建動態庫 171

5.2.2 使用動態庫 174

5.2.3 調試動態庫 177

第6章　內存檢查 183

6.1 VC調試器和C/C++內存檢查機制 183

6.1.1 內存泄漏測試程序 184

6.1.2 使用VC運行時庫函數來檢測內存泄漏 186

6.1.3 檢測堆內存破壞（堆溢出） 193

6.1.4 使用數據斷點來定位堆內存破壞問題 196

6.1.5 使用地址擦除系統（AddressSanitizer）來定位內存問題 206

6.1.6 其他調試函數 214

6.2 Linux系統內存檢查 215

6.2.1 檢查內存泄漏 215

6.2.2 檢查堆溢出 217

6.2.3 檢查棧溢出 218

6.2.4 檢查全局變量的內存溢出 219

6.2.5 檢查內存被釋放後繼續使用 220

第7章　遠程調試 222

7.1 遠程調試簡介 222

7.2 Visual C++遠程調試 223

7.2.1 準備測試程序 223

7.2.2 準備目標機環境 223

7.2.3 啟動遠程調試 226

7.3 Linux系統gdb遠程調試 232

7.3.1 準備測試程序 232

7.3.2 準備目標機環境 233

7.3.3 啟動調試 233

7.4 使用VC遠程調試Linux程序 236

7.5 使用VC創建Linux程序並調試 238

第8章　轉儲文件調試分析 242

8.1 Windows系統中的轉儲文件分析 242

8.1.1 轉儲文件死鎖調試分析 242

8.1.2 崩潰轉儲調試分析 245

8.2 Linux系統中的轉儲文件分析 251

8.2.1 內核轉儲文件調試分析死鎖 251

8.2.2 內核轉儲文件調試分析程序崩潰問題 255

第9章　發行（Release）版調試 259

9.1 在VC中調試發行版 259

9.1.1 去優化測試 259

9.1.2 保留優化調試 262

9.2 在gdb中調試發行版 266

9.2.1 從調試版中提取調試符號 268

9.2.2 直接使用調試版作為符號源 269

第 10章　調試高級話題 272

10.1 斷點的秘密 272

10.2 你好，燙 275

10.3 與Windows調試相關的API 278

10.3.1 輸出窗口輸出信息 279

10.3.2 檢測是否在調試器運行 279

10.3.3 Windows調試API列表 280

10.4 與Linux調試相關的系統調用 281

10.5 使用gdb為軟件製作補丁 281

10.5.1 為有源碼軟件製作軟件補丁 282

10.5.2 為無源碼軟件製作軟件補丁 285

10.6 使用gdb“破解”軟件密碼 287

第 11章　調試擴展知識 292

11.1 Windows驅動開發調試入門 292

11.1.1 環境準備 292

11.1.2 創建Helloworld驅動項目 293

11.1.3 編譯、構建驅動 294

11.1.4 部署驅動 294

11.1.5 安裝驅動程序 298

11.1.6 調試驅動 299

11.2 WinDbg簡介 300

11.2.1 直接啟動應用程序進行調試 300

11.2.2 附加到進程 301

11.2.3 調試轉儲文件 303

11.2.4 WinDbg命令列表 303

11.3 Linux內核驅動開發簡介 306

11.3.1 環境準備 306

11.3.2 開發Helloworld 307

11.3.3 加載和卸載驅動 308

11.4 Linux內核轉儲文件調試分析 310

11.4.1 Ubuntu系統 310

11.4.2 在CentOS系統中配置內核轉儲 312

11.4.3 分析內核轉儲文件 314

11.5 Visual Studio 2022調試新特性介紹 316

11.5.1 臨時斷點 316

11.5.2 斷點行為控制 318

11.5.3 依賴斷點 319

11.5.4 強制運行到光標處 321

11.5.5 強制運行到單擊處 321

11.5.6 附加到進程 321