軟件驅魔：調試和優化遺留代碼的藝術

譯者序
前言

第1章　預防藥 1
1.1 核心問題 2
1.1.1　上市時間的壓力 2
1.1.2　不確定的規格說明 4
1.1.3　以功能特性換時間 5
1.1.4　寫下來 5
1.1.5　復雜性 8
1.2　防御性編程 9
1.2.1　內聚和耦合 9
1.2.2　錯誤輸入檢查 12
1.2.3　數據范圍 18
1.2.4　日志 20
1.2.5　文檔 28
1.2.6　為改變而設計 31
1.2.7　增量精煉 33
1.3　單元測試 34
1.3.1　自動化測試的動機 35
1.3.2　實現框架的步驟 36
1.3.3　框架擴展 43
1.4　工具的配置 46
1.4.1　使用編譯器警告 46
1.4.2　發行版本的設置 47
1.5　機器相關性 48
1.5.1　字節序 49
1.5.2　內存對齊 50
1.5.3　數據類型大小 51
1.5.4　虛擬機的好處 52
1.6　小結 53
1.6.1　底線：為什麼出現bug 54
1.6.2　改進清單：bug主動預防 54

第2章　調試技巧 55
2.1　初始步驟 56
2.1.1　復現問題 56
2.1.2　無法復現的問題 56
2.1.3　驗證bug是真實存在的 59
2.2　消除缺陷：快速修復 60
2.2.1　檢查近期改動 60
2.2.2　使用跟蹤信息 61
2.2.3　似曾相識 61
2.2.4　明確何時放棄 61
2.3　消除缺陷：科學方法論 62
2.3.1　一般步驟 62
2.3.2　定位問題：增量集成法 63
2.3.3　定位問題：二分法 64
2.3.4　理解問題 64
2.3.5　防范失誤 65
2.3.6　診斷工具 67
2.3.7　基礎調試操作 75
2.4　保留記錄 80
2.4.1　個人記錄 80
2.4.2　協同開發下的記錄 81
2.5　小結 84

第3章　理解問題 86
3.1　知識是如何丟失的 87
3.1.1　競爭 87
3.1.2　人員流失 89
3.1.3　升職 90
3.2　難懂的代碼 91
3.2.1　設計問題 91
3.2.2　混淆 95
3.2.3　誤導性的代碼 104
3.3　反向工程 105
3.3.1　通用策略 105
3.3.2　對策 111
3.3.3　建立知識庫 116
3.4　小結 118

第4章　調試器內部機制 119
4.1　調試器的種類 119
4.1.1　機器調試器與符號調試器 119
4.1.2　調試基礎：自定義構建 125
4.1.3　調試基礎：系統調用 136
4.1.4　調試基礎：解釋器 151
4.1.5　內核調試器 155
4.1.6　界面：命令行與圖形用戶界面 157
4.2　符號調試器擴展 157
4.2.1　動態斷點 157
4.2.2　單步執行 158
4.3　應對策略 159
4.3.1　系統調用 159
4.3.2　移除調試信息 160
4.3.3　代碼鹽 161
4.3.4　混合內存模型 162
4.4　小結 163

第5章　優化：內存占用 165
5.1　被遺忘的歷史 167
5.2　程序的內存布局 168
5.2.1　場景：單段程序 169
5.2.2　場景：僅代碼段和數據段 170
5.2.3　場景：所有4種段類型 171
5.3　代碼段 172
5.3.1　剪切粘貼式編程 172
5.3.2　宏 175
5.3.3　僵屍代碼 177
5.4　數據段 177
5.4.1　雙重用途的數據結構 178
5.4.2　位域 180
5.4.3　壓縮算法 181
5.5　棧 183
5.5.1　活動記錄 184
5.5.2　函數參數 188
5.5.3　局部變量 190
5.6　堆 191
5.6.1　內存池 192
5.6.2　回收 196
5.6.3　延遲實例化 197
5.6.4　跟蹤內存使用情況 199
5.7　小結 201

第6章　優化：CPU周期 202
6.1　程序控制跳轉 203
6.1.1　標簽與GOTO 203
6.1.2　函數參數 205
6.1.3　帶可變參數的函數 206
6.1.4　系統調用 207
6.1.5　遞歸 210
6.2　程序控制分支 211
6.2.1　查找表 211
6.2.2　switch與if-else 213
6.2.3　常見情況放在前，罕見情況放在后 215
6.3　程序控制循環 215
6.3.1　循環不變量 216
6.3.2　函數調用 217
6.3.3　數組引用 219
6.3.4　分解復合布爾表達式 220
6.3.5　循環展開 221
6.3.6　循環干涉 221
6.3.7　提取程序分支語句 221
6.4　內存管理 222
6.4.1　處理開銷 223
6.4.2　引用局部性 226
6.5　輸入/輸出 227
6.5.1　緩存 228
6.5.2　緩沖 229
6.5.3　先進的技術 230
6.6　異常 231
6.6.1　動態注冊模型 234
6.6.2　靜態表模型 235
6.6.3　處理開銷 235
6.6.4　濫用異常 237
6.7　昂貴的操作 237
6.7.1　消除常見的子表達式 237
6.7.2　浮點運算神話 237
6.7.3　強度折減 239
6.7.4　同步 240
6.7.5　簡寫操作符的神話 243
6.8　快速修復 243
6.8.1　更好的硬件 243
6.8.2　約束問題 244
6.8.3　編譯器設置 244
6.9　小結 245
6.10　信息匯總 246

第7章　最后的贈言 247
7.1　對於源代碼完整性的其他威脅 248
7.1.1　時髦技術：一個案例研究 248
7.1.2　洗腦101 249
7.1.3　真正的問題 249
7.2　保持書面記錄 250
7.2.1　悄悄記錄 250
7.2.2　隱私的神話 250
7.3　歷史總是重演 251