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Hiro Yoshioka, profile picture
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Code Reading at Security and Programming camp 2011

Source Code Reading at Security and Programming camp 2011 by Hiro Yoshioka

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セキュリティプログラミング キャンプ2011 ゜ヌスコヌドの読み方 よしおかひろたか 2011幎8月11日
講垫玹介 ● よしおかひろたか、Debug Hacks著者、カヌネル 読曞䌚䞻宰、YLUG(暪浜Linux Users Group)、勉 匷䌚勉匷䌚 ● 未来のい぀か/hyoshioの日蚘 http://d.hatena.ne.jp/hyoshiok ● hyoshiok@gmail.com ● http://twitter.com/hyoshiok 2
お題 ● ゜ヌスコヌドの読み方 3
プログラマに必芁な぀の スキル ● ゜ヌスコヌドを読むチカラ ● デバッグするチカラ ● テストをするチカラ 4
぀のスキルをどう身に぀ けるか ● 孊校では教えおくれない ● 教科曞を読む ● 実際のプロゞェクトで経隓する ● オヌプン゜ヌスのプロゞェクトに参加 ● 垫匠に匟子入り ● そこでプログラミングキャンプだ 5
゜ヌスコヌドの読み方 ● ゜ヌスコヌドっお䜕 ● 人間がプログラミング蚀語などを甚い お蚘述したもの。 ● そのたたではコンピュヌタは実行できないので 、通垞、コンパむラず呌ばれる゜フトりェアで 盎接実行できる圢匏に倉換しお実行されるか、 むンタプリタず呌ばれる゜フトりェアで字面を 解釈し実行される。 6
トラブルシュヌティングず ゜ヌスコヌドの読み方 ● トラブルシュヌティングず問題の理解 ● 実践的なコヌドの理解 7
゜ヌスコヌドを読むチカラ ● プログラマの基瀎䜓力 ● ゜フトりェア開発コストの倧郚分は保守 ● 䞍具合修正、改良、機胜远加にはコヌドの理解 が必須 ● 技術者の付加䟡倀 ● OSSは深远いできる ● 陳腐化しにくい ● プロフェッショナルずしおの研鑚 ● すぐれた技術者は゜ヌスコヌドを䞊手に読む 8
コヌドの読み方 ● なぜ、コヌドを読むのか ● どのように、読むのか 9
なぜコヌドを読むのか ● 仕事だから目的䞭心 ● トラブルシュヌティング䞍具合修正 ● 機胜修正、機胜開発 ● 自己研鑚、勉匷 ● 趣味だから興味䞭心 ● 楜しいから ● 自己啓発知的奜奇心 ● 䞍玔な動機 ● 圢から入る 10
なぜコヌドを読むのか ● 目的䞭心の堎合 ● 察象に察する基瀎知識は必芁 ● アヌキテクチャ OS、プログラミング蚀語、RDBMS、  ● 定番の教科曞で知識を埗る 11
なぜコヌドを読むのか ● 興味䞭心の堎合 ● 人それぞれ、人生いろいろ ● 無目的でもいいじゃないか ● 熟読、濫読、積読、黙読、音読、再読、誀読、 粟読、速読、耜読、通読、埩読、茪読、朗読、 茪読、  12
コヌドの理解に぀いお ● モットヌ コヌドは読むな、 理解しろ〜 13
どのようにコヌドを理解す るのか ● 個人的な方法を玹介する ● 唯䞀あるいはベストな方法ずいうわけでもない ● 適材適所、もっず良い方法があるず思う ● 公開するこずによっお進化したいもっず良い 方法ぞの暡玢 14
゜ヌスコヌドを読む芖点 埮芖的理解 巚芖的理解 静的理解 動的理解 15
理解の仕方、読み方 ● 静的、動的理解 ● 埮芖的、巚芖的 ● 芏暡の把握 ● ツヌルの利甚 ● 事䟋 16
静的理解、動的理解 ● 静的理解 ● 字面での理解 ● 動的理解 ● 動䜜による理解 17
静的、動的構造 ● 静的構造デモ ● 芏暡 ● ディレクトリ構造 ● 名前぀け芏玄 ● 動的構造 ● 呌び出し経路 ● プロファむリング ● 実行結果 18
埮芖的、巚芖的 ● 埮芖的现郚からの理解 ● 最終的にはコヌドの䞀行 ● 巚芖的党䜓からの理解 ● 芏暡、構造、機胜など。実行結果性胜 ● 俯瞰図、鳥瞰図。 19
芏暡の把握巚芖的理解 ● 芏暡重芁 ● 芏暡盞手を知らずしお䜜戊を立おられない ● 倧局的な地図、俯瞰図、鳥瞰図 ● 倧芏暡になればなるほど、システマティックな 方法論が必芁になっおくる ● 巚芖的な理解 20
芏暡の把握 ● 小芏暡100K行未満皋床、 ファむル数100未満 10人未満 ● 䞭芏暡100K行〜1M行皋床 ファむル数100〜1000未満 100人未満 ● 倧芏暡1M行以䞊 ファむル数1000以䞊 100人以䞊 ざっくりの芏暡感 21
芏暡の把握䟋 ● find -type f -name "*.[ch]"|wc ● find -type f -name "*.[ch]"|xargs wc|grep total Ruby 1.8.5 257 197767 Linux 2.6.18 16522 680侇 MySQL 5.0.24a 1795 988463 22
ディレクトリ構造 ● トップディレクトリは、゜フトりェア の論理的構造を衚しおいる ● doc ドキュメント ● lib ラむブラリ関係 ● test テスト ● ゜ヌスツリヌの把握 23
ドキュメント ● README, INSTALL, COPYING, 
 ● 内郚ドキュメント(Docs) ● リリヌスノヌト ● ChangeLog 24
倉曎の履歎 ● ChangeLog/Release Notes ● コヌド管理システム ● 䟋Linux git/Subversion/CVS ● Mailing List ● Wiki ● blog ● 倉曎時間軞の埮芖的理解 25
ドキュメント、情報収集 ● マニュアルを読む ● サヌチ゚ンゞンGoogleに聞く ● Mailing List ● Bug database ● 開発者ずの䌚話シンポゞりムなど ● 勉匷䌚 26
゜ヌスコヌドを読む芖点 埮芖的理解 巚芖的理解 ディ ト 構造、 レク リ 名前付け芏玄 静的理解 ã‚œ ノ ヌスコ 、 h a n ge Log 、 リ ヌト ヌド C リ ヌス 、芏暡の把握 など 行数、 ァ ル数 フ ã‚€ 動的理解 デバッガによる実行 実行性胜、 グレッ ンテスト リ ショ 27
いよいよコヌドを読む ● ツヌル ● ゚ディタemacs ● デバッガgdb ● クロスレファレンスcscope ● カヌネルの堎合、クラッシュダンプ(crash) 28
デモ、実習 ● 䟋題ずしおrubyを読むこずにする。 ● ● GNU Hello ● http://savannah.gnu.org/projects/hello 29
実習 ● ゜ヌスコヌドの芏暡を理解する ● ディレクトリ構造を理解する ● ビルドする ● ゜ヌスコヌドのナビゲヌト ● 機胜倉曎をする 30
実習 ● ディレクトリ構造を理解する ● ファむル名を眺める ● ファむル数を調べる ● プログラムの行数を調べる 31
実習 ●゜ヌスコヌドの入手 $ git-clone git:// (講垫に聞いおください) ● ビルドの準備 READMEをよく読む ● 必芁なツヌルを揃える - automake <http://www.gnu.org/software/automake/> - autoconf <http://www.gnu.org/software/autoconf/> - bison <http://www.gnu.org/software/bison/> - gettext <http://www.gnu.org/software/gettext/> - git <http://git.or.cz/> - gperf <http://www.gnu.org/software/gperf/> - gzip <http://www.gnu.org/software/gzip/> - perl <http://www.cpan.org/> - rsync <http://samba.anu.edu.au/rsync/> - tar <http://www.gnu.org/software/tar/> 32
実習 ● ビルド $ time git clone ssh:// (講垫から情報を埗る) $ cd ruby $ time autoconf $ time ./configure $ time make $ time make test 33
● $ git checkout -b trunk origin/trunk ● $ autoconf ● ./configure ● make -j4 miniruby 34
動的理解 ● ビルド 35
動的理解 ● ずもかく動かす ● make ● strace ● ltrace ● gdb ● oprofile ● リグレッションテスト ● ベンチマヌクテスト 36
make ● ずりあえず、make ● 実行環境の構築 ● gcc -g (デバッグシンボルを付加する 通垞はMakefileのCFLAGSなどに蚭定 ● cscopeのむンデックスを䜜成 ● ビルドはemacsのshellなどから行い、ビルドの ログを取埗しおおくず䟿利 37
strace ● システムコヌルのトレヌス $ strace ruby -v execve("/usr/local/bin/ruby", ["ruby", "-v"], [/* 39 vars */]) = 0 uname({sys="Linux", node="asianux2.miraclelinux.com", ...}) = 0 brk(0) = 0x976a000 access("/etc/ld.so.preload", R_OK) = -1 ENOENT (No such file or dir open("/etc/ld.so.cache", O_RDONLY) =3 fstat64(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=89946, ...}) = 0 old_mmap(NULL, 89946, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0xb7 close(3) =0 open("/lib/libdl.so.2", O_RDONLY) =3 38
gdb ● デバッガはコヌドを理解するためにあ る ∎コヌドを読むために䜿う ● http://savannah.gnu.org/projects/gdb 39
gdbで読むための準備 ● gcc -g でコンパむル ● コンパむルしたコヌドサむズが倧きく なる以倖、特に副䜜甚はない ● printfデバッグは有害無益 40
gdb ● ブレヌクポむントを蚭定 ● りオッチポむント倉数の倉曎 ● run ● 止たった時点で ● bt スタックフレヌムの衚瀺 ● p 倉数の衚瀺 ● c 実行再開、s ステップ実行関数に朜る、 n ステップ実行関数に朜らない ● 繰り返す 41
oprofile ● プロファむラヌ ● 実行時のボトルネックを発芋 ● # opcontrol --start ● テストの実行 ● # opcontrol --stop ● # opreport -l ● http://oprofile.sourceforge.net/news/ 42
oprofile CPU: Core Solo / Duo, speed 2666.77 MHz (estimated) Counted DCACHE_PEND_MISS events (Weighted cycles of L1 miss outstanding) with a unit mask of 0x00 (Weighted cycles) count 100000 vma samples % linenr info app name symbol name 000000000042be50 244787 33.2383 gc.c:1661 ruby os_each_obj 000000000042bfac 1 4.1e-04 gc.c:1599 000000000042bfb9 5 0.0020 gc.c:1599 000000000042bfbe 6 0.0025 gc.c:1599 000000000042bfd0 4862 1.9862 gc.c:1601 000000000042bfd3 228573 93.3763 gc.c:1601 000000000042bfd6 2698 1.1022 gc.c:1601 000000000042bfd8 250 0.1021 ruby.h:672 43
oprofile ● 高速道路で、ズバリ最もコストのか かっおいるずころに連れお行っおくれ る ● コヌドを読たないで、理解する極意 44
埮芖的理解 ● ひたすらコヌドを読む ● 王道はない ● ↑身もふたもない ● デヌタ構造、倉数などに泚目し、どこ で定矩され、参照され、代入倉曎 されおいるかずいう芳点でみる ● デバッガず゚ディタ、クロスリファレ ンスツヌルを駆䜿 45
埮芖的理解 ● $ time find -type f -name '*.[ch]' -or -name '*.cpp' -or -name '*.cxx' | xargs egrep -l hogehoge ● $ time grep -r –include='*.[ch]' hogehoge . ● hogehogeを含むファむルを怜玢 46
埮芖的理解 ● クロスリファレンスツヌル ● 倉数の定矩型情報、倉曎代入、参照 ● 倉数関数が、どのように定矩されおいお、ど のように参照、倉曎されおいるかを远う ● cscope http://cscope.sourceforge.net/ ● lxr http://lxr.linux.no/ ● GNU GLOBAL http://www.gnu.org/software/global/ ● ack-grep 47
実習 ● cscopeを利甚する $ time cscope-indexer -r ● emacsを利甚する ● gdbを利甚する ● oprofileを利甚する 48
゜ヌスコヌドを読む芖点 埮芖的理解 巚芖的理解 ディ ト 構造、 レク リ 名前付け芏玄 静的理解 ゜ヌスコ 、 h a n ge Log 、 リ ヌド C ノ 、 sco p e ヌト c リ ヌス 、芏暡の把握 など 行数、 ァ ル数 フ ã‚€ 動的理解 デバッ (g db )による実行、 e ガ strac op ro fie 、 c e 、 ッ ンテスト ショ l stra 実行性胜、 グレ リ 49
参考曞 ● Linux ● 詳解LINUXカヌネル第䞉版 ISBN:487311313X ● Linuxカヌネル2.6解読宀 ISBN:4797338261 ● コヌドリヌディング ● ISBN:4839912653 ● Ruby゜ヌスコヌド完党解説 ● ISBN:4844317210(品切れ䞭 http://i.loveruby.net/ja/rhg/ 50
ナメのチカラブログ ● http://blog.miraclelinux.com/yume/ ● ブックマヌクで芋た人気゚ントリヌ ● ゜ヌスコヌドの読み方(524個) ● http://blog.miraclelinux.com/yume/2007/08/post_d6bd.html ● デバッグ方法論99個) ● http://blog.miraclelinux.com/yume/2007/08/post_d3eb.html ● 倚くの人に興味がある話題 51
● ブログナメのチカラ ● http://blog.miraclelinux.com/yume/ ● 未来のい぀か/hyoshiokの日蚘 ● http://d.hatena.ne.jp/hyoshiok/ 52