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1.
セキュリティ&プログラ ミングキャンプ2008 ソースコードの読み方
2008年8月15日 ミラクル・リナックス株式会社 よしおかひろたか
2.
本日のアジェンダ ●
ソースコードの読み方
3.
トラブルシューティングと
ソースコードの読み方 ● トラブルシューティングと問題の理解 ● 実践的なコードの理解
4.
ソースコードを読むチカラ ●
プログラマの基礎体力 ● ソフトウェア開発コストの大部分は保守 ● 不具合修正、改良、機能追加にはコードの理解が 必須 ● 技術者の付加価値 ● OSSは深追いできる ● 陳腐化しにくい ● プロフェッショナルとしての研鑚 ● すぐれた技術者はソースコードを上手に読む
5.
コードの読み方 ●
なぜ、コードを読むのか ● どのように、読むのか
6.
なぜコードを読むのか? ●
仕事だから ● トラブルシューティング(不具合修正) ● 機能修正、機能開発 ● 自己研鑚、勉強 ● 趣味だから ● 楽しいから ● 自己啓発(知的好奇心) ● 不純な動機 ● 形から入る
7.
なぜコードを読むのか ●
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、誤 読、精読、速読、耽読、通読、復読、輪読 、朗読、輪読、…
8.
コードの理解について ●
モットー: コードは読むな、 理解しろ〜
9.
どのようにコードを理解するの
か ● 個人的な方法を紹介する ● 唯一あるいはベストな方法というわけでもない ● 適材適所、もっと良い方法があると思う ● 公開することによって進化したい(もっと良い方法 への模索)
10.
ソースコードを読む視点
微視的理解 巨視的理解 静的理解 動的理解
11.
理解の仕方、読み方 ●
静的、動的理解 ● 微視的、巨視的 ● 規模の把握 ● ツールの利用 ● 事例
12.
静的理解、動的理解 ●
静的理解 ● 字面での理解 ● 動的理解 ● 動作による理解
13.
静的、動的構造 ●
静的構造 ● 規模 ● ディレクトリ構造 ● 名前つけ規約 ● 動的構造 ● 呼び出し経路 ● プロファイリング ● 実行結果
14.
微視的、巨視的 ●
微視的:細部からの理解 ● 最終的にはコードの一行 ● 巨視的:全体からの理解 ● 規模、構造、機能など。実行結果(性能?) ● 俯瞰図、鳥瞰図。
15.
規模の把握(巨視的理解) ●
規模重要 ● 規模(相手)を知らずして作戦を立てられない ● 大局的な地図、俯瞰図、鳥瞰図 ● 大規模になればなるほど、システマティックな方法 論が必要になってくる ● 巨視的な理解
16.
規模の把握 ●
小規模:100K行未満程度、 ファイル数100未満 10人未満 ● 中規模:100K行〜1M行程度 ファイル数100〜1000未満 100人未満 ● 大規模:1M行以上 ファイル数1000以上 100人以上 ざっくりの規模感
17.
規模の把握(例) ●
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 680万 MySQL 5.0.24a 1795 988463
18.
ディレクトリ構造 ●
トップディレクトリは、ソフトウェアの論理 的構造を表している ● doc ドキュメント ● lib ライブラリ関係 ● test テスト ● ソースツリーの把握
19.
ドキュメント ●
README, INSTALL, COPYING, … ● 内部ドキュメント(Docs) ● リリースノート ● ChangeLog
20.
変更の履歴 ●
ChangeLog/Release Notes ● コード管理システム ● 例:Linux git/Subversion/CVS ● Mailing List ● Wiki ● blog ● 変更(時間軸)の微視的理解
21.
ドキュメント、情報収集 ●
Mailing List ● Bug database ● 開発者との会話 ● Googleに聞く
22.
ソースコードを読む視点
微視的理解 巨視的理解 ディレクトリ構造、名前付け規約 静的理解 ソースコード、ChangeLog、リリース 、規模の把握(行数、ファイル数 ノート など) 動的理解 デバッガによる実行 実行性能、リグレッションテスト
23.
いよいよコードを読む? ●
ツール ● エディタ:(x)emacs ● デバッガ:gdb ● クロスレファレンス:cscope ● カーネルの場合、クラッシュダンプ(crash)
24.
デモ、実習 ●
例題としてGNU coreutilsを読むことにす る。 ● http://ftp.gnu.org/gnu/coreutils/ ● http://savannah.gnu.org/projects/coreutils/ ● http://git.savannah.gnu.org/gitweb/?p=coreutils.git ● GNU Hello ● http://savannah.gnu.org/projects/hello
25.
実習 ●
ソースコードの規模を理解する ● ディレクトリ構造を理解する ● ビルドする ● ソースコードのナビゲート ● 機能変更をする
26.
実習 ●
ディレクトリ構造を理解する ● ファイル名を眺める ● ファイル数を調べる ● プログラムの行数を調べる
27.
実習 ●
ソースコードの入手 $ git clone git://git.savannah.gnu.org/coreutils.git ● ビルドの準備 README-hackingをよく読む ● 必要なツールを揃える - 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/>
28.
実習 ●
ビルド $ time git clone git://git.savannah.gnu.org/coreutils.git $ cd coreutils $ time sudo ./bootstrap $ time sudo ./configure $ time sudo make $ time sudo make check
29.
動的理解 ●
ビルド
30.
動的理解 ●
ともかく動かす ● make; make install ● strace ● ltrace ● gdb ● oprofile ● リグレッションテスト ● ベンチマークテスト
31.
make ●
とりあえず、make; make install ● 実行環境の構築 ● gcc -g (デバッグシンボルを付加する) ● cscopeのインデックスを作成 ● ビルドは(x)emacsのshellなどから行い、ビルドのロ グを取得しておく
32.
strace ●
システムコールのトレース $ 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 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) = 0xb7fe close(3) =0 open("/lib/libdl.so.2", O_RDONLY) =3
33.
gdb ●
デバッガはコードを理解するためにある ∴コードを読むために使う ● http://savannah.gnu.org/projects/gdb
34.
gdbで読むための準備 ●
gcc -g でコンパイル ● コンパイルしたコードサイズが大きくなる 以外、特に副作用はない ● printfデバッグは有害無益
35.
gdb ●
ブレークポイントを設定 ● ウオッチポイント(変数の変更) ● run ● 止まった時点で ● bt スタックフレームの表示 ● p 変数の表示 ● c 実行再開、s ステップ実行(関数に潜る)、n ステ ップ実行(関数に潜らない) ● 繰り返す
36.
oprofile ●
プロファイラー ● 実行時のボトルネックを発見 ● # opcontrol –--start ● テストの実行 ● # opcontrol –--stop ● # opreport -l ● http://oprofile.sourceforge.net/news/
37.
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
38.
oprofile ●
高速道路で、ズバリ最もコストのかかって いるところに連れて行ってくれる ● コードを読まないで、理解する極意
39.
微視的理解 ●
ひたすらコードを読む ● 王道はない ● ↑身もふたもない ● データ構造、変数などに注目し、どこで定 義され、参照され、代入(変更)されてい るかという観点でみる ● デバッガとエディタ、クロスリファレンスツ ールを駆使
40.
微視的理解 ●
$ time find -type f |egrep '.([chp] (xx|pp)*|cc|hh)$' |xargs egrep -l hogehoge ● hogehogeを含むファイルを検索
41.
微視的理解 ●
クロスリファレンスツール ● 変数の定義(型情報)、変更(代入)、参照 ● 変数(関数)が、どのように定義されてい て、どのように参照、変更されているかを 追う ● cscope http://cscope.sourceforge.net/ ● lxr http://lxr.linux.no/ ● GNU GLOBAL http://www.gnu.org/software/global/
42.
実習 ●
cscopeを利用する $ time cscope-indexer -r ● emacsを利用する ● gdbを利用する ● oprofileを利用する
43.
ソースコードを読む視点
微視的理解 巨視的理解 ディレクトリ構造、名前付け規約 静的理解 ソースコード、ChangeLog、リリース 、規模の把握(行数、ファイル数 ノート、cscope など) 動的理解 oprofile、strace、実行性能、リグレ デバッガ(gdb)による実行、strace ッションテスト
44.
参考書 ●
Linux ● 詳解LINUXカーネル第三版 ISBN:487311313X ● Linuxカーネル2.6解読室 ISBN:4797338261 ● コードリーディング ● ISBN:4839912653 ● Rubyソースコード完全解説 ● ISBN:4844317210(品切れ中) http://i.loveruby.net/ja/rhg/
45.
ユメのチカラ(ブログ) ●
http://blog.miraclelinux.com/yume/ ● ブックマークで見た人気エントリー ● ソースコードの読み方(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 ● 多くの人に興味がある話題
46.
●
ブログ:ユメのチカラ ● http://blog.miraclelinux.com/yume/ ● 未来のいつか/hyoshiokの日記 ● http://d.hatena.ne.jp/hyoshiok/
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