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嵌入式软件动态测试内存调试与性能调优实战

共计 30 章节

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课程导论与工具链搭建

嵌入式动态测试概述 · 内存调试与性能调优的重要性 · 常用工具链介绍（Valgrind

课程导论工具链搭建

内存管理基础

堆与栈的区别 · 静态内存与动态内存分配 · malloc/free与new/de…

内存管理基础栈的区别

内存泄漏检测原理

内存泄漏的定义与分类 · 引用计数与垃圾回收机制 · Valgrind Memcheck工…

内存泄漏检测原理内存泄漏的定义

安装与配置 · Memcheck工具使用 · 检测内存泄漏与越界访问

AddressSanitizer (ASan) 实战

ASan原理与编译选项 · 在GCC/Clang中启用ASan · 检测堆栈缓冲区溢出

AddressSanit…ASan

动态内存错误检测

使用动态分析工具检测Use-Afte… · Double-Free · Invalid Free

动态内存错误检测Use-Afte

GDB动态调试内存

GDB基础命令回顾 · 使用watchpoint监控内存变化 · 条件断点与硬件断点

GDB动态调试内存

Core Dump分析

生成Core Dump配置 · 使用GDB分析Core文件 · 定位段错误与SIGSEGV

内存池与碎片管理

内存碎片产生原因 · 伙伴算法与Slab分配器 · 实现轻量级内存池

内存池碎片管理

栈溢出检测

栈保护机制（Stack Canary… · GCC -fstack-protec… · 检测递归过深与局部数组越界

栈溢出检测Stack

性能调优基础

性能指标（延迟 · 吞吐量 · CPU占用）

性能调优基础性能指标

Linux Perf工具实战

Perf stat与Perf rec… · 采样与计数模式 · 热点函数定位

gprof与OProfile

gprof插桩原理与使用 · OProfile基于硬件的采样 · 函数调用图分析

Trace32与 Lauterbach 调试

Trace32基础操作 · 实时跟踪与时间戳 · 内存访问日志

Trace32Lauterbach

系统级性能分析

CPU缓存命中率分析 · TLB缺失与页错误 · 上下文切换开销

系统级性能分析CPU

代码优化策略

循环展开与软件流水线 · 内联函数与宏的权衡 · 分支预测优化

代码优化策略循环展开

编译器优化选项

-O0到-Os的差异 · LTO链接时优化 · PGO配置文件优化

编译器优化选项O0

多线程性能调优

锁竞争与死锁检测 · 使用perf lock分析锁开销 · 无锁编程基础

多线程性能调优锁竞争

实时系统性能调优

优先级反转与解决 · 调度策略（SCHED_FIFO/RR… · DMA与零拷贝技术

实时系统性能调优优先级反转

内存带宽与延迟测试

使用lmbench/membench… · DDR控制器配置影响 · Cache预取与非临时存储

内存带宽延迟测试

堆内存分析工具

使用Massif分析堆内存使用 · 内存峰值与驻留集 · 内存泄漏与过度分配区分

堆内存分析工具Massif

静态代码分析辅助

Cppcheck与Clang Sta… · PC-Lint与MISRA规则 · 静态分析发现的典型内存问题

静态代码分析辅助Cppcheck

单元测试中的内存检测

CUnit/Unity框架集成 · 测试用例中嵌入内存检查 · 自动化测试流水线中的内存检测步骤

单元测试内存检测

集成测试与压力测试

长时间运行压力测试 · 内存耗尽场景模拟 · 使用stress工具制造内存压力

集成测试压力测试

嵌入式Linux内存优化

Swap与ZRAM配置 · 减少内存拷贝策略 · 共享内存与mmap使用

RTOS环境内存调试

FreeRTOS堆管理方案（heap… · 任务栈溢出检测 · 内存统计钩子函数

RTOS环境内存调试

硬件辅助调试

JTAG/SWD调试器使用 · 硬件断点与数据观察点 · ETM/ETB指令跟踪

硬件辅助调试JTAG/SWD

性能回归测试

建立性能基线 · 自动化性能测试框架 · 使用Git Bisect定位性能退化

性能回归测试建立性能基线

综合案例一

网络协议栈内存泄漏排查 · 使用Valgrind+Massif定… · 修复后验证与性能对比

综合案例一网络协议栈内存泄…

综合案例二

嵌入式视频处理性能优化 · 优化内存访问模式 · 使用NEON指令集加速

综合案例二嵌入式视频处理性…