core dumpでcode golf
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ネタ ※ 2012/07/06 最後のほう訂正・追記しました
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- 1. core dumpでcode golf いかに短いコードでcore dumpさせるか 野村裕佑(@yunomu11)
- 3. core dumpとは UNIX/Linux系OSの機能 プロセス実行時のエラーにより、プロセスの動作継続 が不可能だとOSが判断した時、プロセス強制終了と 同時にメモリ内容などをディスクに書き込む 書き込み先のファイルを通称coreと呼ぶ coreはプロセスの死体。死ぬ直前の情報（メモリ内 容など）が詰まってる→バグ解析に役立つ アクセス保護違反・存在しない命令・その他不整合 segmentation fault/bus error
- 5. core dumpさせるためには 実行時エラーが起きるプログラムを書いて プロセスを殺せばいい やってみた ついでにgolfに挑戦してみた （C言語）
- 6. 確実に殺す 32bit版UNIX/Linux系限定 int main() { Warningも出ない完璧なcode int *a; a = (int *) 0xc0000000; メモリの0xc0000000番地に *a = 0; 0を書き込む return 0; } size: 69bytes
- 7. なんで死ぬの 0 32bit版UNIX/Linux系OS限定 ユーザ プロセスは4GBの仮想メモリを持つ 領域 3GB以降の領域はOSが予約 3G OSしかアクセス出来ない OS領域 → アクセス保護違反 4G
- 8. ほぼ確実に殺す int main() { 64bit版やWindowsでもいけるが、 int *a; 落ちない場合もある a = (int *) 0; *a = 0; メモリの0番地に0を書き込む return 0; } size: 60bytes
- 9. なんで死ぬの／死なないの 仮想 物理 メモリ メモリ 物理メモリを細かく分割し、必要な時に必要な部分だけに割り当 てる（仮想記憶） 物理メモリが割り当てられていないアドレスにアクセスするとpage fault例外(page not presented)が起きる 多くの場合、0番地には物理メモリを割り当てない Cでは存在しないアドレスを0と表現(NULL pointer) NULLにアクセスした時に確実にエラーにするため（一節では）
- 10. 短くする(golf) int main() { int *a; a = (int *) 0; *a = 0; 変数宣言と同時に初期化する。 return 0; } 基本中の基本 int main() { size: 56bytes int *a = (int *) 0; （実際にはこれを書いた） *a = 0; return 0; }
- 11. もっと短くする int main() { int *a = (int *) 0; Warningを恐れない *a = 0; return 0; mainの戻り値省略(intになる) } キャスト省略(どうせ値は0だし) main() return省略(勝手にその時のeaxレ { ジスタの値が返るようになる) int *a = 0; *a = 0; size: 33bytes }
- 12. もっともっと短くする main() アドレスを初期化しない { int *a = 0; 物理メモリの状況により適当な *a = 0; 値が入る } →適当なアドレスに書き込むこ とになる main() { 最近のOSでは0の事が多い int *a; (セキュリティ的観点で0初期化さ *a = 0; れる) } size: 29bytes
- 13. 発想を変える main() 変数要らない疑惑 { int *a = 0; アドレス指定で値を直接書き込む *a = 0; } 演算子順位に注意 キャストはポインタより強い main() { 良い子は *(int *) 0 = 0; *((int *) 0) = 0; } と書きましょう size: 28bytes
- 14. もっと発想を変える ゼロ除算例外の方が短くね？ ゼロ除算はCPUが検出する例外 main() 最適化でコードが消える事もある { int i = 0 / 0; “int i=”を消してもコンパイルでき } るが”0/0”は実行されない size: 27bytes(そんなに短くならな かった) でも空白多いから可能性アリ？
- 15. 余白を消す main(){int*a;*a=0;} 可読性なんて二の次 スペース、タブを可能な限り main(){*(int*)0=0;} 消す 改行も1バイト(削除対象) main(){int i=0/0;} size: 20bytes, 20bytes, 19bytes この辺が限界
- 17. そもそもmain()とは C言語プログラムのエントリポイント(入り口) crt0.oにより呼び出される(crt1.o, crt3.oなど色々) /usr/lib/bcc/{arch}/{ver}/crt?.o あたりにある(たぶん) gccのコンパイル時に自動的にリンクされる部品 OSから呼ばれるエントリポイント(start)がこの中に 実行前の準備をする(シグナルハンドラ、引数、環 境変数など)
- 18. crt0.oからのmain()呼び出し /* argc, argvなどの準備 引数argc, argvを設定して */ exit(main(argc, argv)); main()を呼び出す コンパイル push %eax # argv main()の戻り値をexitに渡す push %ebx # argc call main アセンブリにするとこんな add $8, %esp push %eax # retval of main 感じ(as, i386) call exit add $4, %esp
- 19. crt0.oからのmain()呼び出しの実態 mainという名前のグローバルシンボルを呼び出してい るだけ シンボル：変数名、関数名、ラベル、のようなもの C言語ではstaticなどをつけない関数・変数はグローバ ルシンボル 関数と変数は本質的に同じもの ラベルの位置に命令があるかデータがあるか 命令もデータもバイト列である事に変わりはない
- 20. mainを変数にする mainラベルを呼び出した先に2が ある int main=2; i386系CPUに2と対応する命令が コンパイル 存在しない（たぶん） main: .byte 2 無効オペコード例外 CPUのverにより通る可能性 ↓動いてしまう例↓ 定数はテキスト部に配置される int main = 0xc3; 実行権限エラーにはならない main: ret 正確にはrodata部 何もしない関数呼び出し size: 12bytes
- 21. もっとがんばる main=2; グローバルシンボルの型は 省略可能 main: .byte 2 関数と同じ(たぶんintになる) ↑さっきと同じ↑ そもそもアセンブリ同じだし (もうプログラムに見えない) size: 8bytes
- 22. 高級なエディタなんて使ってるから “main=2;” 7文字なのに8bytesとはこれいかに ファイルの最後に改行が入ってました 最近勝手に補完するエディタが多いので注意 vimとかemacsとかは余計なお世話をする viを使うか、以下のようにやると確実 # echo -n “main=2;” > coredump.c size: 7bytes (私の限界) ※訂正：viも改行補完する方でした。emacsは設定 で変更できるそうです。
- 23. 結論 main=2;
- 25. 追記(2012/07/06) もっと短くなった これでいいんじゃね？ mainを初期化しない by @mayahjp BSS部に変数領域が確保される mainがBSS部を指す main; データ領域をコードとして実 行しようとして保護違反 古いOSだと実行できるかも size: 5bytes
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