ソフトウェアエンジニアの技術ブログ：Software engineer tech blog

メモリリークとは、動的に割当てたメモリ領域を解放し忘れることで次第にメモリ資源を食い潰していき、いずれプログラムやシステムに異常をきたすという問題。
c言語のメモリ解放はmalloc()やfree()が使われてきた。
malloc()で割当てて、free()で解放する。
メモリの解放を忘れていると、プログラムが終了するまでメモリ資源を無駄に占有し続ける。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <memory.h>

int maikFile(char *fileName, int size){
	FILE *fp;
	char *pData;

	// メモリ解放
	pData = malloc(size);
	if(pData == NULL){
		return 1;
	}

	fp = fopen(fileName, "wb");
	if(fp == NULL){
		return 1;
	}

	memset(pData, 0x20, size);
	fwrite(pData, size, 1, fp);
	fclose(fp);

	free(pData);
	return 0;
}


int main(int argc, char** argv[]){

	return 0;

}

ファイルシステムオープンの失敗を繰り返すと、メモリは解放されずにreturn1となるのでメモリリークになる。

ファイヤーウォールとはパケットの制御または破棄を行うソフトウェアである

特定のパケットとは、
– 特定のポートにアクセスするパケット
– 特定のIPアドレスからのパケット
– 特定の内容をもつパケット
などがある。

ファイヤーウォールを作成するには
– パケットの中身を見る
– パケットの転送可否を行う

### パケットキャプチャ
パケットの中身を見る
TCPやUDPはもとより、IPやEthernetレベルのデータリンク情報も解析する
一般的に tcpdump や wireshark などがある

#include <stdio.h>
#include <net/if.h> // ネットワークインターフェイス構造体　PF_PACKET
#include <net/ethernet.h> // ETH_P_ALL

void analyzePacket(u_char *buf){
	printEtherHeader(buf);
}

void printEtherHeader(u_char *buf){
	struct ether_header *eth;
	eth = (struct ether_header *)buf;
	printf("Dst MAC addr :%17s\n", mac_ntoa(eth->ether_dhost));
	printf("Src MAC addr :%17s\n", mac_ntoa(eth->ether_shost));
	printf("Ethernet Type :0x%04x\n", ntohs(ether_type));
}

char *mac_ntoa(u_char *d){
	static char str[18];
	sprintf(str,"%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",d[0],d[1],d[2],d[3],d[4],d[5]);
	return str;
}

int main(int argc, char** argv[]){

	int soc;
	u_char buf[65535]; // u_charはunsigned char
	soc = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));
	while(1){
		read(soc,buf,sizeof(buf));
		analyzePacket(buf);
	}
	return 0;

}

int socket(int domain, int type, int protocol);
PF_PACKETを指定すると，データリンク層やネットワーク層の生データを扱える
通常はSOCK_STREAM(TCPの場合)やSOCK_DGRAM(UDPの場合)
ETHERNETとは、TCP/IPプロトコルのネットワークインターフェース層に対応する有線の規格

宛先MAC address(固有識別番号)、送信元MAC address, type, ip以降
ビッグエンディアン

サーバ側

#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char** argv){
	int sd;
	int acc_sd;
	struct sockaddr_in addr;

	socklen_t sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);
	struct sock_in from addr;

	char buf[2048];

	memset(buf, 0, sizeof(buf));

	if((sd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0){
		perror("socket");
		return -1;
	}

	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port = htons(22222);
	addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

	if(bind(sd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0){
		perror("bind");
		return -1;
	}

	if(listen(sd, 10) < 0){
		perror("listen");
		return -1;
	}

	if((acc_sd) = accept(sd, (struct sockaddr *)&from_addr, &sin_size)) < 0 {
		perror("accept");
		return -1;
	}

	if(recv(acc_sc, buf, sizeof(buf), 0) < 0){
		perror("recv");
		return -1;
	}

	close(acc_sd);

	close(sd);

	printf("%s\n", buf);

	return 0;

}

client

#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char** argv){
	int sd;
	struct sockaddr_in addr;

	if((sd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0){
		perror("socket");
		return -1;
	}

	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port = htons(22222);
	addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

	connect(sd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(struct sockaddr_in));

	if(send(sd, "sending process", 17, 0) < 0){
		perror("send");
		return -1;
	}

	close(sd);

	return 0;
}

パケットフィルタリングとは、通信機器やコンピュータの持つネットワーク制御機能の一つで、外部から受信したデータを管理者が設定した一定の基準に従って通したり破棄したりすること
Berkeley Packet Filterとは、ユーザランドからのコードをカーネル内で安全に実行する為の仕組み

$ grep BPF /boot/config-`uname -r`
CONFIG_CGROUP_BPF=y
CONFIG_BPF=y
CONFIG_BPF_SYSCALL=y
CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON=y
CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_BPF=m
CONFIG_NET_CLS_BPF=m
CONFIG_NET_ACT_BPF=m
CONFIG_BPF_JIT=y
CONFIG_BPF_STREAM_PARSER=y
CONFIG_LWTUNNEL_BPF=y
CONFIG_HAVE_EBPF_JIT=y
CONFIG_BPF_EVENTS=y
CONFIG_TEST_BPF=m

#include 
#include 
#include 
#include 
#include "bpf_load.h"
#include "sock_example.h"
#include 
#include 

int main(int ac, char **argv){

	char filename[256];
	FILE *f;
	int i, sock;

	snprintf(filename, sizeof(filename), "%s_kern.o", argv[0]);

	if(load_bpf_file(filename)){
		printf("%s", bpf_log_buf);
		return 1;
	}

	sock = open_raw_sock("lo");

	assert(setsockopt(sock, SQL_SOCKET, SO_ATTACH_BPF, prog_fd, sizeof(prog_fd[0])) == 0);

	f = popen("ping -c5 localhost", "r");
	(void) f;

	for(i = 0; i < 5; i++){
		long long tcp_cnt, udp_cnt, icmp_cnt;
		int key;

		key = IPPROTO_TCP;
		assert(bpf_map_lookup_elem(map_fd[0], &key, &tcp_cnt) == 0);

		key = IPPROTO_UDP;
		assert(bpf_map_lookup_elem(map_fd[0], &key, &udp_cnt) == 0);

		key = IPPROTO_ICMP;
		assert(bpf_map_lookup_elem(map_fd[0], &key, &icmp_cnt) == 0);

		printf("TCP %lld UDP %lld ICMP %lld bytes\n", tcp_cnt, udp_cnt, icmp_cnt);
		sleep(1);
	}

	return 0;
}

TCPとはIPと同様にインターネットにおいて標準的に利用されている プロトコル。TCPは、IPの上位プロトコルでトランスポート層で動作する。
ネットワーク層のIPとセッション層以上のプロトコル（HTTP、FTP、Telnetなど)の橋渡しをする

UDPはUser Datagram Protocolの略、アプリケーション同士が最小限の仕組みでデータを送受信するプロトコル、リアルタイム性が重要視される通信で使われる、送信者アドレスの偽装が容易であるためDNSなどを使ったDDoS攻撃で使われることも多い

ICMPはIPプロトコルの「エラー通知」や「制御メッセージ」を転送するためのプロトコル、TCP/IPが実装されたコンピュータ間で通信状態を確認するために使用

0と1のビットの並びで表現されたファイルをバイナリファイルと呼ぶ。また、そのデータをバイナリデータと呼ぶ。
行を変えるという概念がない。

– エンディアン
2バイト以上あるデータをメモリ上に配置する時に、どのように並べるかというルールのことで、リトルエンディアンとビッグエンディアンがある。
「0x00 0x00 0x003 0x84」(ビッグエンディアン)と「0x84 0x003 0x00 0x00」(リトルエンディアン)
IntelのCPUはリトルエンディアン

#include <stdio.h>

int main(void){
	printf("%X\n", 'x');
	printf("%X\n", 'y');
	printf("%X\n", 'z');
}

– 読み書き
fopen関数に”b”を含む

#include
#include

int main(void){
FILE *fp = fopen(“test.bin”,”rb”);
if(fp == NULL){
fputs(“ファイルオープンに失敗しました。\n”, stderr);
exit(EXIT_FAILURE);
}

int num = 900;
double d = 7.85;
char str[] = “xyzxyz”;

if(fwrite(&num, sizeof(num), 1, fp) < 1){ fputs("1.ファイル書き込みに失敗しました。\n", stderr); exit(EXIT_FAILURE); } if(fwrite(&d, sizeof(d), 1, fp) < 1){ fputs("2.ファイル書き込みに失敗しました。\n", stderr); exit(EXIT_FAILURE); } if(fwrite(str, sizeof(str[0]),sizeof(str),fp) < sizeof(str)){ fputs("3.ファイル書き込みに失敗しました。\n", stderr); exit(EXIT_FAILURE); } if(fclose(fp) == EOF){ fputs("ファイルクローズに失敗しました。\n", stderr); exit(EXIT_FAILURE); } return 0; } [/code] $ ./test 1.ファイル書き込みに失敗しました。