# 2024q1 Homework5 (assessment)
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## 閱讀〈[因為自動飲料機而延畢的那一年](https://blog.opasschang.com/the-story-of-auto-beverage-machine-1/)〉的啟發與心得

### 記錄每篇大意（方便回憶）：
(1) 前言與為何決定研發「自動飲料機」。
(2) 自動飲料機願景發想－描述天真的他們對現實的無知。
(3) 自動落杯器之製作辛酸史－衍伸對專案實現時間的焦慮，並決定找尋幫手。
> 「大多數人一直活在本來就應該這樣嗎的童話世界裡，電視打開就可以看，機車買來就可以騎，手機買來就可以用，一切都理所當然，本來就應該這樣。偶爾買到不好用的商品我們就抱怨幾句，丟掉換其他更好用的牌子，卻很少意識到那個本來就該這樣，背後需要經過多少人月的投入與研發。」

(4) 機械系朋友的加入－開會過程的天真、履帶的製造並遭否決。
> 學生上課卻缺乏實作能力的悲哀－「資工系的學生不會寫程式，機械系的學生不會做機械」。

(5) 砍規格、做各種調查；雖深知不會受益的道理，卻義無反顧地做。
(6) 氣動型**加茶模組**，朋友 F 很罩。
(7) 加茶模組的「實驗」詳述。**冰塊模組**開發－大鐵盒的失敗。
> 硬體設計就是不斷的重複「設計、製造、修正」的循環，想像中的設計會經過有誤差的方式被製造出來，製造出來的產品在現實中運作的效果不如預期，找到問題的根源後再重新修正，機械設計就是重複這樣的循環。只有把東西生出來做實驗，你才會知道該如何改進。

(8) 冰斗開口的重新設計並失敗，對機械加工設計上「時間成本的惱苦」。
> 這二十年來，資訊產業用非常快的速度在進步，但那些牽涉到物理、硬體工程、生技醫學等需要不斷試誤、做實驗的領域，相較之下簡直和蝸牛一樣。Peter Thiel曾說過：「我們想要一輛可以飛的汽車，得到的卻是140個字元。」一項產業進步的速度，很大程度取決於做實驗修正問題的速度。

(9) 冰斗材質變更－木頭。奔波尋找雷切機。出口又卡住了－篩網設計的失敗。
(10) **推冰塊模組**，彈簧行的經歷－見識到彈簧的頑強。
(11) 意識到缺乏機構知識讓整件事情更為惡化。轉念：碎冰機。試喝後發現還行。
> 如果問題過於困難無法解決，那就重新定義問題吧！

(12) 延畢念頭萌生－各種相關挫折。Jserv 出現了！
> 我曾試圖想要自學機構設計，但後來發現根本難如登天，那是需要經驗累積的知識，就跟不會寫程式的人光靠自己不可能一個月就會寫網站一樣。
> J：「你該學習的不是看到事情要完蛋了就去避免失敗，而是應該學習如何處理與承受失敗，你才能變得比以前更強大。」

(13) 透過圖表統計冰塊用量，以訂製尺寸合適的製冰機。綜合考量下，最後購買「送冰機」。
(14) 介紹夥伴紘銘－善於當頭棒喝的靈魂人物。
> 我用自己負擔生活費，不跟家裡拿一毛錢來說服父母，而我的房租和生活費就是來自紘銘的支應，換來能全心全意的投入在飲料機的開發上。

(15) 思考**加糖模組**－蠕動泵的購置並失敗。邂逅廠長糖機與改造。
(16) **軟體架構**實作解析、分析各種問題與解決。
> python + django -> nodejs + express + angularjs。

(17) 美國分冰機亮相並改造。
(18) 加冰模組的問題百出，一連串**假設-實驗-解決**。
(19) 機器放店面的問題－桌子。很罩的爸爸；不罩的錢包。
(20) 開始組裝－闡述鐵氟龍管的祕辛。
(21) 設計**混合模組**並修正各種問題。含擋板、糖管、茶湯管。
(22) 談及**電路設計**。焊接被紘銘各種臭、各種電路問題及 debug。
(23) 完成。
> 我比任何人都清楚這台機器還有多少問題，茶垢可能會卡在接頭的縫隙、冰塊的定量機構絕對還能再改進、管線過脆容易折斷……我可以列出上百個問題，**機器現在能做到的每一件事，都是用一次次試誤換來的取捨**。

> 這個世界比任何人都殘酷，也比任何人都公平，犧牲了多少就會得到多少。

> 對你而言真正重要的事物，會比你想得到的事物更早出現在路邊。

### 啟發與心得
先說結論吧：我認為我在學習態度上「遠有進步空間」，他人在為「無成果收益」的專案焦頭爛額，甚至延畢一年時；我卻只專心在「如何畢業」、作業能否拿高分並「粗淺」交代等**對自己完全不負責任的行為**，好奇自己還要落魄多久之餘，也思考真的該振作了。引用自作者的文章－「**機器現在能做到的每一件事，都是用一次次試誤換來的取捨。**」，而不試錯的我，又如何能成大業、做大事呢？

以前完全沒有修過 Linux 核心設計等系統軟體開發相關課程的我，在選修此門課之初可謂吃盡了苦頭... 不，其實現在仍是，每到下一週，隨著琳瑯滿目沒聽/學過的新教材的出現，我總會很焦慮地需要追著新進度跑，明明上「幾週」的知識都還未理解完全；上「幾週」的作業甚至也未完成。「要直面自己的缺點」是教授在課程首週強調的觀念，然而，我的作法似乎背道而馳，逃避了它。

〈因為自動飲料機而延畢的那一年〉文章作者，在大四即將畢業階段，毅然決然地一頭栽入其「只懂冰山一角」的自動飲料機的研發，或許選修此課程的我，初期也有等同的決心想要精進、提升自己對系統軟體方面的素養；然而，第一份作業、每週教材量及「建議花費於本課程的時間」公布後，我徹底懵了－這會是我修過最硬的課。

是的，我是一名資工平凡人－在課堂測驗上稍微理解該程式的觀念摘要後，便直接專心思考「填空該如何填」，絲毫未想過要翻閱課程教材以回憶相關概念；在每週的作業上，只想著怎麼「交代」好這題（就是單純寫出程式碼、照題目要求改善等「交差」行為），卻沒去考慮深入「做實驗」，以驗證其可行性或改進程度；觀摩他人的開發紀錄，也鮮少會去質疑其作法或深入探討「為何這裡可以這樣做」、「怎麼引導自己朝向這種想法」等，最後，也不會去提問。

這完全不是一個正確的學習態度。

作者在研發自動飲料機的每個環節，總是步步為營，模組化每步的「當前目標」，針對該目標再反覆執行「**假設-實驗-改進-解決**」等迴圈，結合其他夥伴的專業分工，使團隊凝聚且讓進度推進。比如軟體設計方面，作者就列出了好幾個當時遇到的問題，並「一個一個做實驗來印證些想法」；細節上也絕不馬虎，比如顧慮食品，所以要用鐵氟龍管及304以上的白鐵桌；－此謀定後動並追根究柢的精神，我想，才是現階段的我該學習模仿的。

「你該學習的不是看到事情要完蛋了就去避免失敗，而是應該學習如何處理與承受失敗，你才能變得比以前更強大。」Jserv 的這句話極激勵人心，也對應了本文我最喜歡的一句－**機器現在能做到的每一件事，都是用一次次試誤換來的取捨**。

希冀我能改變自己的學習態度，不要逃避。

## 研讀教材並提問

- 剛接觸此課程時就想提問了，為何 Linux 系統是用「C 語言」實作，而非其他程式語言？有沒有可能用其他程式語言實現，而效能更佳？
- 觀察 [Integer Overflow](https://hackmd.io/@sysprog/c-numerics#Integer-Overflow) 的大部分案例，都是攻擊者「帶入某數值，導致程式變數出現 Integer Overflow」的情況，有什麼程式寫作技巧能防範該惡意攻擊嗎？
> [i cant stop thinking about this exploit](https://youtu.be/89ysXVYH2Sk)
- 研讀 [C 語言: goto 篇](https://hackmd.io/@sysprog/c-control-flow#GOTOnbsp%E6%B2%92%E6%83%B3%E5%83%8F%E4%B8%AD%E9%82%A3%E9%BA%BC%E5%8F%AF%E6%80%95) 有個疑惑：`goto` 這個指令轉換成組合語言後，對應的應是 Conditional Branch（如 MIPS 的 `beq`）還是 Unconditional Jump（如 MIPS 的 `j`）？若是 jump，我記得其不能跳出該 block 以外的範圍，如此會有什麼問題？其是如何解決的？
> https://godbolt.org/
- 撰寫 [ttt－用定點數取代浮點數](https://hackmd.io/@sysprog/linux2024-ttt#%E5%AE%9A%E9%BB%9E%E6%95%B8) 部分作業時，知道定點數在特定場景下的使用會優於浮點數運算，好處有運算較快、需要的硬體較少及移植性較高（因不須 FPU）等。那現今系統中，有哪些純使用定點數運算，而不用浮點數運算？
> like Linux kernel
> https://justine.lol/matmul/
-

## 簡述想參與的專案

### 以 Linux XDP 為基礎的防火牆

延伸自去年之專案－[以 Linux XDP 為基礎的防火牆](https://hackmd.io/@sysprog/linux2023-projects#%E4%BB%A5-Linux-XDP-%E7%82%BA%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E7%9A%84%E9%98%B2%E7%81%AB%E7%89%86)。

自己的研究領域與網路相關，其中又因自己的經歷，對資訊安全方面較有興趣。在瀏覽此主題之前的開發紀錄並稍微理解後，認為自己可以在防火牆過濾封包等議題上有所貢獻。
2024 年了，DDoS 攻擊這種存在已久的攻擊手法現今仍如此猖狂，就是因為有其難以防禦之處。我想藉由此專案，透過 XDP 更深入了解封包流及其過濾概念，並嘗試做出貢獻。

### vwifi 虛擬無線網路裝置驅動程式和實驗環境

延伸自去年之專案－[vwifi 虛擬無線網路裝置驅動程式和實驗環境](https://hackmd.io/@sysprog/linux2023-projects#vwifi-%E8%99%9B%E6%93%AC%E7%84%A1%E7%B7%9A%E7%B6%B2%E8%B7%AF%E8%A3%9D%E7%BD%AE%E9%A9%85%E5%8B%95%E7%A8%8B%E5%BC%8F%E5%92%8C%E5%AF%A6%E9%A9%97%E7%92%B0%E5%A2%83)。

討論並實作 vwifi 的相關改進－參照 [willwillhi1 的開發紀錄](https://hackmd.io/@sysprog/rJD2joOSh#Linux-%E6%A0%B8%E5%BF%83%E5%B0%88%E9%A1%8C-vwifi) 中的 TODO。

IBSS

### Linux 可能的資安問題

因對 Linux 核心仍未很熟悉，此相關方向可能要與授課教師討論，以衍生出確切題目。
> 類似 [基於 C 語言標準研究與系統程式安全議題](https://hackmd.io/@sysprog/c-std-security) 的形式。

如：
- 檢視 Linux 核心程式碼，推測其可能受到的攻擊或程式碼漏洞，加以改善，以提升安全性。
- Linux Secure Module 相關－[參考資料](https://blog.cloudflare.com/th-th/live-patch-security-vulnerabilities-with-ebpf-lsm-zh-tw)。

KASLR, KPTI
CWE, CVE

### Linux 網路層級之問題及改善

此發想仍未萌芽，尚需與授課教授討論。

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https://en.wikipedia.org/wiki/NaN

TODO: XDP Firewall 和 資訊安全議題 (要有細節) 擇一
TODO: 列出預期產出