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內(nèi)容簡介

　　本書堪稱是軟件調(diào)試的“百科全書”。作者圍繞軟件調(diào)試的“生態(tài)”系統(tǒng)（ecosystem）、異常（exception）和調(diào)試器 3 條主線，介紹軟件調(diào)試的相關(guān)原理和機(jī)制，探討可調(diào)試性（debuggability）的內(nèi)涵、意義以及實(shí)現(xiàn)軟件可調(diào)試性的原則和方法，總結(jié)軟件調(diào)試的方法和技巧。第1卷主要圍繞硬件技術(shù)展開介紹。全書分為4篇，共16章。第一篇“緒論”（第1章），介紹了軟件調(diào)試的概念、基本過程、分類和簡要?dú)v史，并綜述了本書后面將詳細(xì)介紹的主要調(diào)試技術(shù)。第二篇“CPU及其調(diào)試設(shè)施”（第2～7章），以英特爾和ARM架構(gòu)的CPU為例系統(tǒng)描述了CPU的調(diào)試支持。第三篇“GPU及其調(diào)試設(shè)施”（第8～14章），深入探討了Nvidia、AMD、英特爾、ARM和Imagination 這五大廠商的GPU。第四篇“可調(diào)試性”（第15～16章），介紹了提高軟件可調(diào)試性的意義、基本原則、實(shí)例和需要注意的問題，并討論了如何在軟件開發(fā)實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)可調(diào)試性。本書理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，既涵蓋了相關(guān)的技術(shù)背景知識(shí)，又針對(duì)大量具有代表性和普遍意義的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了討論，是學(xué)習(xí)軟件調(diào)試技術(shù)的寶貴資料。本書適合所有從事軟件開發(fā)工作的讀者閱讀，特別適合從事軟件開發(fā)、測試、支持的技術(shù)人員，從事反病毒、網(wǎng)絡(luò)安全、版權(quán)保護(hù)等工作的技術(shù)人員，以及高等院校相關(guān)專業(yè)的教師和學(xué)生學(xué)習(xí)參考。

作者簡介

　　張銀奎，國內(nèi)知名的調(diào)試技術(shù)專家。畢業(yè)于上海交通大學(xué)信息與控制工程系，長期從事軟件開發(fā)和研究工作，曾在英特爾工作13 年，對(duì) IA-32 架構(gòu)、操作系統(tǒng)內(nèi)核、驅(qū)動(dòng)程序，尤其是對(duì)軟件調(diào)試有較深入的研究。著有《軟件調(diào)試》《格蠹匯編》等暢銷、常銷技術(shù)圖書，格蠹科技（xedge.ai）創(chuàng)始人，高端調(diào)試網(wǎng)站（advdbg.org）創(chuàng)建者。翻譯（合譯）作品有《二十一世紀(jì)機(jī)器人》《觀止——微軟創(chuàng)建NT和未來的奪命狂奔》《數(shù)據(jù)挖掘原理》《機(jī)器學(xué)習(xí)》《人工智能：復(fù)雜問題求解的結(jié)構(gòu)和策略》等。

圖書目錄

第一篇　緒論

第1章軟件調(diào)試基礎(chǔ)　3

1.1　簡介　3

1.2　基本特征　5

1.3　簡要?dú)v史　8

1.4　分類　12

1.5　調(diào)試技術(shù)概覽　15

1.6　錯(cuò)誤與缺欠　19

1.7　重要性　23

1.8　本章小結(jié)　26

參考資料　26

第二篇　CPU及其調(diào)試設(shè)施

第　2章 CPU基礎(chǔ)　29

2.1　指令和指令集　29

2.2　英特爾架構(gòu)處理器　33

2.3　CPU的操作模式　42

2.4　寄存器　44

2.5　理解保護(hù)模式　50

2.6　段機(jī)制　54

2.7　分頁機(jī)制　59

2.8　PC系統(tǒng)概貌　73

2.9　ARM架構(gòu)基礎(chǔ)　75

2.10　本章小結(jié)　90

參考資料　90

第3章　中斷和異常　91

3.1　概念和差異　91

3.2　異常的分類　93

3.3　異常例析　95

3.4　中斷/異常的優(yōu)先級(jí)　99

3.5　中斷/異常處理　100

3.6　ARM架構(gòu)中的異常機(jī)制　110

3.7　本章小結(jié)　112

參考資料　113

第4章　斷點(diǎn)和單步執(zhí)行　114

4.1　軟件斷點(diǎn)　114

4.2　硬件斷點(diǎn)　123

4.3　陷阱標(biāo)志　135

4.4　實(shí)模式調(diào)試器例析　140

4.5　反調(diào)試示例　145

4.6　ARM架構(gòu)的斷點(diǎn)支持　147

4.7　本章小結(jié)　156

參考資料　157

第5章　分支記錄和性能監(jiān)視　158

5.1　分支監(jiān)視概覽　159

5.2　使用寄存器的分支記錄　159

5.3　使用內(nèi)存的分支記錄　166

5.4　DS示例：CpuWhere　169

5.5　性能監(jiān)視　180

5.6　實(shí)時(shí)指令追蹤　188

5.7　ARM架構(gòu)的性能監(jiān)視設(shè)施　192

5.8　本章小結(jié)　195

參考資料　195

第6章　機(jī)器檢查架構(gòu)　196

6.1　奔騰處理器的機(jī)器檢查機(jī)制　196

6.2　MCA　198

6.3　編寫MCA軟件　205

6.4　本章小結(jié)　212

參考資料　212

第7章　JTAG調(diào)試　213

7.1　簡介　213

7.2　JTAG原理　215

7.3　JTAG應(yīng)用　219

7.4　IA處理器的JTAG支持　221

7.5　ARM處理器的JTAG支持　227

7.6　本章小結(jié)　232

參考資料　233

第三篇　GPU及其調(diào)試設(shè)施

第8章　GPU基礎(chǔ)　237

8.1　GPU簡史　237

8.2　設(shè)備身份　243

8.3　軟件接口　244

8.4　GPU驅(qū)動(dòng)模型　247

8.5　編程技術(shù)　250

8.6　調(diào)試設(shè)施　252

8.7　本章小結(jié)　254

參考資料　255

第9章　Nvidia GPU及其調(diào)試設(shè)施　256

9.1　概要　256

9.2　微架構(gòu)　257

9.3　硬件指令集　268

9.4　PTX指令集　279

9.5　CUDA　286

9.6　異常和陷阱　293

9.7　系統(tǒng)調(diào)用　296

9.8　斷點(diǎn)指令　299

9.9　Nsight的斷點(diǎn)功能　301

9.10　數(shù)據(jù)斷點(diǎn)　304

9.11　調(diào)試符號(hào)　306

9.12　CUDA GDB　307

9.13　CUDA調(diào)試器API　308

9.14　本章小結(jié)　312

參考資料　312

第10章 AMD GPU及其調(diào)試設(shè)施　314

10.1　演進(jìn)簡史　314

10.2　Terascale微架構(gòu)　315

10.3　GCN微架構(gòu)　318

10.4　GCN指令集　323

10.5　編程模型　325

10.6　異常和陷阱　327

10.7　控制波陣的調(diào)試接口　330

10.8　地址監(jiān)視　332

10.9　單步調(diào)試支持　333

10.10　根據(jù)調(diào)試條件實(shí)現(xiàn)分支跳轉(zhuǎn)的指令　335

10.11　代碼斷點(diǎn)　335

10.12　GPU調(diào)試模型和開發(fā)套件　337

10.13　ROCm-GDB　340

10.14　本章小結(jié)　341

參考資料　342

第11章英特爾GPU及其調(diào)試設(shè)施　343

11.1　演進(jìn)簡史　343

11.2　GEN微架構(gòu)　348

11.3　寄存器接口　354

11.4　命令流和環(huán)形緩沖區(qū)　357

11.5　邏輯環(huán)上下文和執(zhí)行列表　360

11.6　GuC和通過GuC提交任務(wù)　365

11.7　媒體流水線　368

11.8　EU指令集　372

11.9　內(nèi)存管理　377

11.10　異?！?79

11.11　斷點(diǎn)支持　381

11.12　單步執(zhí)行　382

11.13　GT調(diào)試器　382

11.14　本章小結(jié)　386

參考資料　386

第12章 Mali GPU及其調(diào)試設(shè)施　387

12.1　概況　387

12.2　Midgard微架構(gòu)　389

12.3　Bifrost微架構(gòu)　393

12.4　Mali圖形調(diào)試器　395

12.5　Gator　396

12.6　Kbase驅(qū)動(dòng)的調(diào)試設(shè)施　399

12.7　其他調(diào)試設(shè)施　403

12.8　缺少的調(diào)試設(shè)施　405

12.9　本章小結(jié)　406

參考資料　406

第13章 PowerVR GPU及其調(diào)試設(shè)施　407

13.1　概要　407

13.2　Rogue微架構(gòu)　410

13.3　參考指令集　413

13.4　軟件模型和微內(nèi)核　417

13.5　斷點(diǎn)支持　418

13.6　離線編譯和反匯編　420

13.7　PVR-GDB　421

13.8　本章小結(jié)　423

參考資料　423

第14章 GPU綜述　424

14.1　比較　424

14.2　主要矛盾　425

14.3　發(fā)展趨勢　426

14.4　其他GPU　427

14.5　學(xué)習(xí)資料和工具　430

14.6　本章小結(jié)　432

參考資料　432

第四篇　可調(diào)試性

第　15章可調(diào)試性概覽　435

15.1　簡介　435

15.2　觀止和未雨綢繆　436

15.3　基本原則　439

15.4　不可調(diào)試代碼　444

15.5　可調(diào)試性例析　446

15.5.1　健康性檢查和BSOD　447

15.6　與安全、商業(yè)秘密和性能的關(guān)系　449

15.7　本章小結(jié)　450

參考資料　451

第16章可調(diào)試性的實(shí)現(xiàn)　452

16.1　角色和職責(zé)　452

16.2　可調(diào)試架構(gòu)　455

16.3　通過?；厮輰?shí)現(xiàn)可追溯性　459

16.4　數(shù)據(jù)的可追溯性　466

16.5　可觀察性的實(shí)現(xiàn)　472

16.5.1　狀態(tài)查詢　472

16.6　自檢和自動(dòng)報(bào)告　480

16.7　本章小結(jié)　482

參考資料　483