MIT 的「The Missing Semester of Your CS Education」

MIT 推出的短期課程,在 CS 相關科系裡面不會教,但是如果學過的話會讓你的 CS 學習過程有很不一樣的改變:「The Missing Semester of Your CS Education」。

整個主軸是偏應用為主,其中花了很多篇章在講 CLI 下的工具,這點從每堂課的標題就可以看出來:

1/13: Course overview + the shell
1/14: Shell Tools and Scripting
1/15: Editors (Vim)
1/16: Data Wrangling
1/21: Command-line Environment
1/22: Version Control (Git)
1/23: Debugging and Profiling
1/27: Metaprogramming
1/28: Security and Cryptography
1/29: Potpourri
1/30: Q&A

我自己快速讀過去的時候發現,雖然這是入門課程,但我還是從裡面抓到了一些以前沒有關注的關鍵字 (像是 Python debugger pdb 與 profiling 相關的操作)。

接下來應該會開個連載來寫一下心得與感想...

Python 上取代「printf 大法」的工具

「printf 大法」大概是最早期學到的 debug 方式?不同語言有不同的指令,在 Python 裡對應的是 print 指令 (加上 % 或是 .format())。

剛剛看到「cool-RR/pysnooper」這個 Python 上的工具,只要增加 @pysnooper.snoop() 這組 decorator,就可以自動幫你把變數的值印出來。網站上的範例是這樣,可以看到就只是加了一行 decorator:

import pysnooper

@pysnooper.snoop()
def number_to_bits(number):
    if number:
        bits = []
        while number:
            number, remainder = divmod(number, 2)
            bits.insert(0, remainder)
        return bits
    else:
        return [0]

number_to_bits(6)

然後對應的 stderr 就有滿滿的資訊可以看:

Starting var:.. number = 6
21:14:32.099769 call         3 @pysnooper.snoop()
21:14:32.099769 line         5     if number:
21:14:32.099769 line         6         bits = []
New var:....... bits = []
21:14:32.099769 line         7         while number:
21:14:32.099769 line         8             number, remainder = divmod(number, 2)
New var:....... remainder = 0
Modified var:.. number = 3
21:14:32.099769 line         9             bits.insert(0, remainder)
Modified var:.. bits = [0]
21:14:32.099769 line         7         while number:
21:14:32.099769 line         8             number, remainder = divmod(number, 2)
Modified var:.. number = 1
Modified var:.. remainder = 1
21:14:32.099769 line         9             bits.insert(0, remainder)
Modified var:.. bits = [1, 0]
21:14:32.099769 line         7         while number:
21:14:32.099769 line         8             number, remainder = divmod(number, 2)
Modified var:.. number = 0
21:14:32.099769 line         9             bits.insert(0, remainder)
Modified var:.. bits = [1, 1, 0]
21:14:32.099769 line         7         while number:
21:14:32.099769 line        10         return bits
21:14:32.099769 return      10         return bits

另外還可以寫到檔案裡、允許的深度,或是值接指定要哪些變數,另外輸出時也可以指定 prefix 避免混淆 (通常會用在 stderr 不只有 pysnooper 在輸出時)。

IDA 免費版

Update:被 comment 提醒,找了一下資料,看起來有段歷史了,所以說 RetDec 的影響就未必是這樣了。下面的文章內容就不修正了...:「IDA Support: Evaluation Version」。

IDA 居然也提供免費版了,雖然是比較舊的版本,而且不提供技術支援:「IDA Support: Freeware Version」。IDA 是個可以反組譯以及當 debugger 的工具:

IDA is a Windows, Linux or Mac OS X hosted multi-processor disassembler and debugger that offers so many features it is hard to describe them all. Just grab an evaluation version if you want a test drive.

我猜是 Avast 放出 MIT 授權版本的 RetDec 的關係 (參考「Avast 放出他們的 Decompiler,RetDec」這篇),導致 IDA 這邊要做一些動作推廣試用...

不過我覺得有了 open source 的工具後,會看到 open source 工具慢慢成長...

Microsoft 的 TTD 與 Mozilla 的 RR

也是個在瀏覽器 tab 上放了一陣子的連結... 先前看到 MicrosoftTime Travel Debugger (TTD),可以錄下程式執行的狀態,然後回放與搜尋:「Thoughts On Microsoft's Time-Travel Debugger」,另外有 CppCon 2017 上的影片,在 YouTube 上:

另外 Mozilla 也有類似的工具,叫做 rr (在影片開頭就有人問類似的問題 XD),程式碼在 GitHub 上:「mozilla/rr」。

而 TTD 與 rr 兩者最大的差異當然是平台支援的情況:

The most important and obvious difference between TTD and rr is that TTD is for Windows and rr is for Linux (though a few crazy people have had success debugging Windows applications in Wine under rr).

但另外一個也很重要的差異是 TTD 支援完整的 multi-threading,這對於現代的程式來說還蠻常見的:

TTD supports recording of multiple threads in parallel, while rr is limited to a single core.

當然,更完整的錄影也是要付出效能代價的:

On the other hand, per-thread recording overhead seems to be much higher in TTD than in rr. It's hard to make a direct comparison, but a simple "start Firefox, display mozilla.org, shut down" test run on similar hardware takes about 250 seconds under TTD and 26 seconds under rr.

不過有需要的時候應該會很方便?工具總是愈多愈好...

瀏覽器裡控制 GDB...

還是在 Twitter 上看到的奇怪玩具,專案在「cs01/gdbgui」,是個可以在瀏覽器裡控制 GDB 的軟體:

Browser-based frontend to gdb (gnu debugger). Add breakpoints, view the stack, visualize data structures, and more in C, C++, Go, Rust, and Fortran. Run gdbgui from the terminal and a new tab will open in your browser.

截圖就看得出來大致的界面:

不過我還是偏好用 terminal 啦,推薦「CppCon 2015: Greg Law " Give me 15 minutes & I'll change your view of GDB"」這個演講,裡面講了不少在 terminal 下使用 GDB 的技巧:

也是個加強 Debugger UI 的套件:Voltron

在「更絢麗的 .gdbinit 檔」這篇裡面提過「GDB dashboard」這組設定,以及用 Python 寫的的加強工具。

在「A hacky debugger UI for hackers」這邊則看到了另外一套也是 Python 寫的工具,叫做 Voltron:

比較一下原來 GDB dashboard 的畫面:

其實兩者看起來都還蠻棒的?用的習慣最重要...