(書きかけ) #コードリーディング ##コードリーディングの目的 ### 目標の決定 * 新しいパターン * コーディングスタイル * 要件を満たす方法 * 定石 * 言語機能 * アルゴリズム * データ構造 * アーキテクチャ * デザインパターン ## コードリーディングの方法 ### 基本 * 小さく実行 1. 小さなプログラムをビルドして実行して動作を把握する 1. 小さな変更を加える 1. より体系的な方法で学ぶことを考える(関連書籍、ドキュメント、トレーニングコースetc) * １つのやり方に執着しない * 武器は沢山もっておく * デバッガ * システムコールトレーサ * SQLロギング機能 * パケットダンプ 1. ドキュメントがある場合はそこから始める 1. 実際に利用してみる * システムコール * アルゴリズム * コードシーケンス * アーキテクチャ * 目的と関係ない要素は無視 * mainから見る * 簡単な部分から攻める * 関数を理解するために * 名前から機能を推測 * 冒頭のコメントを読む * 使われ方を調べる * コードを読む * ドキュメントを調べる ##デバッグ ###GDB ####基本操作 起動 sudo gdb /usr/local/sbin/lighttpd gdb内でconfigを指定して起動(breakポイントを埋め込む場合は起動前に) r -D -f /Users/saitoumasakazu/src/lighttpd-1.4.18/doc/lighttpd.conf r -D -f lighttpd.conf ####break point埋め込み ソースに SIGTRAPを埋め込む方法 #include //signal.hを読み込んだ上で raise(SIGTRAP); gdbを起動させたあとに埋め込む //関数を指定 b hoge ###ソースを調べるためのツール ツール | 機能 -|- cb | Cプログラムの整形ツール indent | 同上なツール cdecl | Cの宣言を解読 cflow | プログラムの呼び出し関係を表示 cscope | ソースコード内のコードの特定の要素を呼び出す ctags | タグファイル生成 vgrind | Cのプログラムをかっこ良く印刷 ###実行ファイルを調べるためのツール ツール | 機能 -|- ldd(mac:otool) | 実行に必要なダイナミックライブラリの表示 nm | オブジェクトファイルのシンボルテーブルの表示 strings | バイナリに格納された文字列を表示 sum | ファイルのチェックサムとブロック数の計算。２つのファイルの比較に用いる ###デバッグツール strace, truss | システムコールを表示。プログラムが何をしているか、なぜ失敗するかを調べるのに便利 ツール | 機能 -|- ps | プロセスの状態 ctrace | ソースファイルを修正して ###性能向上 ツール | 機能 -|- gprof|コールグラフの解析データ表示 prof|各ルーチンの実行時間 ### セグメンテーションエラー #### 原因 * 正しい値が格納されていないポインタでの参照 * nullポインタでの参照 * アクセス権限のないオブジェクトへのアクセス * スタック領域やヒープ領域の使い尽くし ##C基礎 ### ライブラリ、リンク、ロード #### コンパイルフロー 1. Cプリプロセッサ 1. フロントエンド(構文、意味解析) 1. バックエンド(コード生成) 1. オプティマイザ 1. アセンブラ 1. リンクローダ #### ダイナミックリンク * 実行時に必要なライブラリを参照する * 利用メリット * 小さな実行ファイル * ライブラリイメージを前実行プログラムが共有 * 作成方法 * ldに渡してあげる * 基本的にスタティックリンクは使わない * ライブラリをリンクするための５つの秘訣 1. 命名規約 * ダイナミックライブラリ : lib~.so * スタティックライブラリ : lib~.a 1. リンクするライブラリ指定方法 * "-l「〜」"で指定 * lib「〜」.so がロードされる 1. コンパイラがライブラリを読み込みに行くディレクトリ * /usr/lib * 環境変数 LD_LIBRARY_PATH, lD_RUN_PATH, _ (非推奨) * コンパイラオプション -L 1. 使っているヘッダファイル名からライブラリ名を推測 * ヘッダファイル名は、ライブラリファイルと名前が一致しているとは限らない * #include を見てみる * 関数をmanで調べる 1. スタティックライブラリのリンクは、ダイナミックライブラリよりも制限されたものになる * コンパイラのコマンドラインでのライブラリの指定順序が重要な意味を持つ #### インターポージング * メソッドのオーバーライドみたいな感じ * リスクが高いので要注意 #### ライブラリ * よく使われる機能をあらかじめ関数として用意 * 何が出来るライブラリがあるかをあらかじめ知っておくことが重要 #### 標準入出力関数 * で呼び出せる * getchar,putchar,gets,puts,scanf,printfなどが用意されている ### ヘッダーファイル * 関数の定義などを分離、共通化する ###宣言 #### define * define 文字列1 文字列2 で文字列１を文字列2に対応付けする #### const * 型変換できない宣言 ### データ型 #### ポインタ * HWレベルで見ると単なるメモリアドレス * 用途 * リンクデータ構造の作成 * リンクリスト、ツリー、グラフ等のデータ構造 * データ構造の動的割り当て * 参照呼び出し * 関数から引数に結果を返したいとき、引数のコピーによるオーバーヘッドを防ぎたいとき * データ要素へのアクセス * 配列要素のアドレスを表すポインタで特定のインデックスの位置にある要素にアクセスできる * 配列要素のポイントにおける演算と、配列のインデックスにおける演算が意味論的なレベルで対応している * 配列による引数と戻り値 * 関数のポインタ * 関数の処理をパラメータ化するために別の関数を引数として利用 * 別名参照 * 文字列 * 文字列リテラルは文字配列をnull文字で止めたもの * 文字ポインタと文字配列の違いに注意 * ダイレクトメモリアクセス #### 構造体 * 複数のデータ要素を集めて一つの単位として扱えるようにしたもの * 用途 * データ要素のグループ化 * 関数から複数のデータ要素を返す * データ構造のマッピング * オブジェクト指向プログラミング #### 共用体(union) * 同じ記憶域を共用する複数の項目を１つにまとめたもの * 用途 * 記憶域を効率的に仕様 * 多態の実装 * 同じオブジェクトを利用して、様々な型を表現 * 様々な内部表現による操作 #### 動的メモリ割り当て * プログラムの作成時点でサイズがわかっていないデータ構造やプログラムの実行中に成長するデータ構造は、実行中に「動的に」割り当てられるメモリに記憶される #### typedef * 独自の型を定義することが出来る * 一度定義すれば、"定義した型 変数名;"の形で利用できる * 抽象化によりコードの可読性を高める等の用途で用いられる ### データ構造 #### ベクタ * １次元配列 * 一時記憶に使われるときバッファと呼ばれる。 * memsetとmemcpyが配列の初期化と配列内容のコピーによく使われる #### 行列とテーブル * 構造体などがあたる(列は構造体メンバーにあたり、行は要素) #### スタック * LIFO(後入れ後出し) #### キュー * FIFO(先入れ先だし) #### マップ #### 集合 #### 集合リスト * リスト要素を表現した構造体をポインタを通じて連結したもの #### ツリー * 各ノードからツリーのルートまでの経路が一つしかないようなやり方 #### グラフ ### 実行時のデータ構造 #### セグメント * 関連する要素で構成されるバイナリの区画の事 * 実行時リンカがそのままロードできるオブジェクトのイメージ ##### stackセグメント * 後入れ先出し方式のキューを実現するための動的なメモリ領域 * 必要に応じて動的に拡大する * スタック内のデータは自由に扱える * 主な用途 1. 関数内ローカル変数の格納領域(auto変数と呼ばれる) 1. 手続き活動記録。関数がどこから呼び出されたか？レジストリに収まらなかった引数、対比されたレジストリの値などの格納 1. 作業場所。複雑な式の評価中など ##### dataセグメント * 必要に応じて動的に拡大するオブジェクトとヒープが用意されている * ヒープ領域 * 動的にアロケートされる記憶領域。(mallocによりアロケートされ、ポインタを介してアクセスされる領域。) * メモリリーク * mallocで確保した領域は開放してあげないと引き起こされる * 検出方法 * swapコマンドの利用 * psコマンド ###メモリの理解
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