「Writing an OS in 1,000 Lines」 というオンラインブックを書きました。ゼロから1,000行でOSを作るという内容です。 『自作OSで学ぶマイクロカーネルの設計と実装』 とは違い、最初の一歩の部分を重点的に解説しています。シンプルなモノリシックカーネル設計で、実装の解説だけでなくカーネルプログラミング特有の難しい部分、特に「カーネルをどうデバッグすれば良いか」をおさえた、初学者向きの内容になっています。 3日ほどあれば済むボリュームです。夏休みの自由研究がてら、ぜひチャレンジしてみてください。

本書では、小さなOSをゼロから少しずつ作っていきます。 OSと聞くと腰が引けるかもしれませんが、OS (特にカーネル) の基本機能は案外単純です。巨大なオープンソースソフトウェアとしてよく挙げられるLinuxでさえ、バージョン0.01はたった8413行でした。様々な要求に応えるために次第に肥大化していっただけで、当初は大変素朴な実装になっていました。 本書では素朴なコンテキストスイッチ、ページング、ユーザーモード、コマンドラインシェル、ディスクデバイスドライバ、ファイルの読み書きをC言語で実装します。これだけ様々な機能が詰め込まれているのに、コードは合計でたった1000行未満です。 「1000行なら1日でできそう」と思うかもしれませんが、初学者には少なくとも3日はかかるでしょう。OS自作のハマりポイントは「デバッグ」です。アプリケーション開発とは違うデバッグ手法・能力を習得する必要がありま

はじめに 環境の用意 ブートプログラムを作る 動かしてみる コンパイル QEMU上で起動 GDBで制御 最後に おまけ 執筆者 : 高橋 浩和 ※ 「RISC-V OSを作ろう」連載記事一覧はこちら ※ 「RISC-V OS」のコードはgithubにて公開しています。 はじめに RISC-VはMIPSアーキテクチャの流れを汲む正統派？のRISC CPUです。命令セットはシンプルですが、既存のメジャーなCPUのアーキテクチャと大きな違いがあるわけではありません。 Linux上で利用できるRISC-Vツール群も揃ってきたので、それらを使ってRISC-V用の小さなOSを実装してみようと思います。 最初は欲張らずに単純な実装を目指すことにします。 シングルコアのみサポート 64bitモードを使用 マルチタスキングを実現 タイムシェアリングスケジューリングを実装 割り込みネストは無し 保護機能は使わ

回答 (6件中の1件目) 私はWindowsのカーネルを熟知しており、Linuxのカーネルについてはそれなりに知っています。 意外に思われるかもしれませんが、類似点の方がずっと多く、違いは少ないです。私がよく言う違いの1つは、LinuxのI/OモデルはUNIXから継承した同期式が基本で、WindowsのI/OモデルはVMSから継承した非同期式が基本であるということです。WindowsのI/Oリクエストの設計は、同期式と非同期式のI/Oを美しく管理できる優れた設計になっています。Linux(及び普通のUNIX)でも非同期のI/Oは可能ですが、そのための統一された仕組みはありません。これは...

ゼロからのOS自作入門 を 一通り写経 したところ、 Rust に移植したくなったのでやっていきます。 次回: 「ゼロからのOS自作入門」を Rust でやる (第5章) - gifnksmの雑多なメモ 関連記事一覧: ゼロからのOS自作入門 カテゴリーの記事一覧 - gifnksmの雑多なメモ github.com Rust で OS なので名前は "錆OS" です。安直です。 "sabios" でざっとググったところ、スペイン語で "賢い" って意味があるようです。 良いですね。 クレバーな実装を目指したいところです。 方針 「ゼロからのOS自作入門」の章立てに沿って1章から順番に実装していきます。 C++ で一通り写経は完了しているので完成形の OS と関係ない節はスキップしていきます。 せっかく Rust で実装するので安全性や抽象化という点で MikanOS との差異を出せたら良

2021 年 3 月 22 日に『ゼロからの OS 自作入門』を出版する予定です。 本書は OS を手作りする本で、現代のパソコンでちゃんと起動する点が特長です。 15 年前の 2006 年に出版された『30 日でできる！OS 自作入門』を読んで育った私（uchan）が その後継となるだろう本を書いたということで、執筆の裏話を記してみたいなと思います。 書籍の概要 タイトル：ゼロからの OS 自作入門 著者：内田公太（uchan） 出版予定日：2021 年 3 月 22 日 ページ数：768（最大。実際はもっと少なくなる予想） ISBN：978-4-8399-7586-9 出版社の書籍ページ：ゼロからのOS自作入門 | マイナビブックス 本書は OS 作りに関する知識がないところから始め、オリジナルの OS「MikanOS」を作る一通りの過程を説明します。 パソコンの電源を入れ、他の OS

怒田さん*1のこの記事、「CとRustで一から作るマイクロカーネルOS」のおかげで、マイクロカーネルとRustが今ホットです。そこで、技術書典6, 7に出展したYabaitech.tokyoにて連載している、"Writing a (micro)kernel in Rust in 12 days"から、マイクロカーネルとL4についての話を書いた"1日目"の記事の一部冒頭を、いい機会なので再編集してご紹介します。「マイクロカーネルってタネンバウム教授とリーナスの論争のあれだよね？」とか、「L4ってなに？」って方に読んでいただいて、L4ファミリーとマイクロカーネルについて簡単にご紹介できればなと思います。 ちなみに抜粋元の上述の記事は、僕が怒田さんと同じようにRustでマイクロカーネルを書いてみよう、という趣旨の企画です。なので、Yabaitech.tokyoの方もよろしくお願いします！ただし、

マイクロカーネルは浪漫に溢れる非常に作りがいのあるソフトウェアです。この記事は，「マイクロカーネルベースのOSの一から作ってIaaSで動かす」ことを目標に作ったマイクロカーネルベースのOS Resea（りーせあ）の設計と実装について軽くまとめた物です。 ソースコードはGitHubにあります。 マイクロカーネルとは Linuxのようなモノリシックカーネルでは色んな機能がカーネル空間で動きますが，マイクロカーネルではユーザプロセスたちが互いに通信しながらOSを作り上げます。プロセス・スレッド・仮想メモリ管理，プロセス間通信，タイマーといった必要最低限の機能だけをカーネルが担います。デバイスドライバやファイルシステムといった残りの機能は，独立したユーザプロセスとして動きます。たとえデバイスドライバが暴走しても他のコンポーネントを壊すことはないのです。マイクロカーネルは信頼性が高く，疎結合で美しい

Kubernetesに特化した軽量なLinux「k3OS」。Kubernetesが自動起動、Kubernetesクラスタ構成も自動で。Rancher Labsが公開 Rancher LabsはKubernetesの実行に特化し、あらかじめKubernetesを組み込んだ軽量なLinuxディストリビューション「k3OS」の公開を発表しました（発表は4月24日）。 Rancher Labsは今年3月、Kubernetesの軽量なディストリビューションである「k3s」をリリースしています。今回発表された「k3OS」は、このk3sの最適な実行環境として開発されたもので、k3sも含まれています。 「Announcing k3OS: A Kubernetes Operating System」から、k3OSの説明を引用します。 K3OS is a Linux distro built for the

お手製のCPUの上で自分で作ったOSを動かすというのは、割と夢のある行為だと思っていて、今回それを一定のレベルですることができたので、簡単に内容についてメモをしておこうと思います。 曖昧な日本語を読むより、プログラムを読むほうが速いと思う人は、駄文を読まずにGitHubを見てください。 https://github.com/moratorium08/osmium/ 僕が書いたのはOSだけで、コアはATPが書きました。また、乗算命令の実装はdaiが書きました。 https://github.com/hitohira/yokyo 概要 RustでフルスクラッチでRISC-V(rv32im)で動作するOSの実装をしました。OSを実装するにあたり、ページングやカーネルとユーザーモードでの権限切り分け、割り込みなどの仕様を考える必要があり、これもRISC-VのPrivilegeの仕様書に従ったものに

本エントリはさくらインターネットアドベントカレンダー2018の12月25日の記事です。メリークリスマス！！！！！ 12月24日は、echizenya yotaさんの「さくらインターネット株式会社の田中邦裕社長からクリスマスプレゼントをもらう方法」でした。 ということで、今日は @matsumotory が 「分散型データセンターOSとリアクティブ性を持つコンテナ実行基盤技術のこれから」について書いてみようと思います。 現状のgVisorやFirecrackerをはじめとするコンテナ実行基盤技術の公開に伴って、個人としてはこれからますます分散型データセンターOSのような基盤と、その上で実行されるリアクティブ性を持つコンテナ実行環境が重要になってくる時代がはじまるように思っています。 今日は、そのあたりについての自分の考えと、その流れを見据えて現在開発しているミドルウェアを2つ紹介したいと思い

この記事は Kobe University Advent Calendar25日目の記事です。 低レイヤー技術(後述)をこれから学びたい人向けの入門記事です。 自身の経験を踏まえ、より多くの人達にこのレイヤーに興味を持ってほしくて書きました。 決して卒論がやばくてAdvent calendarのネタが作れなかったわけでは(ry なぜこんな記事を書いたか いわゆるシステムプログラミングのような低レイヤー(と言って差し支えない)ジャンルって一体何から始めれば良いのかいまいちピンと来ないし、何が面白いのかも分からないと思われている事が多いと思います。 にもかかわらず低レイヤーの魅力や学び方の指針みたいな物を示した、いわゆる入門記事ってかなり少ないんですよね。 本記事はこれからシステムプログラミングを始めたい方や、既にかじってみたが中々先が見えてこない、将来何の役に立つのか不安という方達に読んでい

東大の情報科学科では3年の秋学期にCPU実験という、自分たちでCPU、コンパイラ、シミュレーターを作ってレイトレーシングを動かすことが単位要件の名物実験があります。僕らの班では12月初旬に単位要件を満たすCPUは出来ていたので、2/20にあった成果報告会までの間にIwashi班という自作CPU上でlinuxを動かすことを目標とした余興班を作ってこのエントリのタイトルにあるような結果に終わったのでその報告をしたいと思います。 コンテキストスイッチしている画像: 目次 目次 対象とする読者 自己紹介 できたこととできなかったこと 技術的な詳細 ISA よかったところ 悪かったところ 結論 ステート管理 Floating point UART 自作OS/Shellの仕様 動機 やること 実装方針 増えるレジスタ 増える命令 MMUの挙動 タイマ割り込みの挙動 iretの挙動 Kernelの実装

「カーネルのコードがよくわからない。Linuxカーネルに関する本を読んでもいまいちしっくりこない。」 から、「読めば理解できそう..!」 になるまでにやったことのまとめ。 はじめに 低レイヤの話がわかるようになりたかった。 カーネルの中身が知りたかった。 とりあえず本を読もうと思い詳解 Linuxカーネル 第3版を読んだが知識がなさ過ぎてよくわからない。 知らない用語だらけで都度調べればなんとなくはわかる気もするが、いまいち頭に入ってこない。 今思うとそもそもCPUの話なのかカーネルの話なのかさえよくわからない状態で読んでいたような気がする。 そんな状態を克服するためにやったことをまとめておく。 学習前 学習前の自分の知識はこんな感じだった。 知っていた データ構造とアルゴリズム 論理回路 C言語（研究室で数値計算に使える程度。構造体やポインタくらいならわかる。） よく知らなかった OSが

森永です。 新年早々大変な脆弱性が出てきてセキュリティクラスタがざわついてます。 内容によって2つの脆弱性に分かれていて、「Meltdown」と「Spectre」と名前がつけられています。 現在使用されているほぼ全てのCPUにおいて対象となりうるという相当影響範囲が広い脆弱性です。 まだ詳細が公開されていない部分もありますが、パッチで対処できる脆弱性ですので落ち着いて対応し、続報を待ちましょう。 現在分かっている範囲の情報をまとめます。 Meltdown and Spectre 概要 今回の脆弱性は大きく3つに分けられます。 Variant 1: bounds check bypass (CVE-2017-5753) Variant 2: branch target injection (CVE-2017-5715) Variant 3: rogue data cache load (CV

インテルx86マシンの奥深くでは人知れず「MINIX 3」が動作しており、脆弱性を作り出している。Googleらはそれを排除しようとしている インテルのx86プロセッサを用いたシステムでは、その奥深くで人知れずMINIX 3を含む2つほどのカーネルがプロセッサ上で稼働しているOSとは別に作動しており、それが脆弱性を作り出しているとGoogleのエンジニアらが警告し、それを取り除こうという動きを見せています。 それが、10月23日から26日までチェコ共和国のプラハで行われたOpen Source Summit EuropeでGoogleのRonald Minnich氏のセッション「Replace Your Exploit-Ridden Firmware with Linux」（脆弱性にまみれたファームウェアをLinuxで置き換える）のセッションで説明されたことでした。 これを、海外のメディア

はじめに 脆弱性対応のためのアップデート作業というものは頻繁に発生するものですが、本番運用しているシステムではサービスへの影響を最小限にしたいものです。 アップデートした後、出来ることなら必要なプロセスだけリスタートさせることで済ませたいのですが、どのプロセスをリスタートすれば良いのか、そもそもOS再起動しないと反映されないものなのか、判断が付かない場合が少なくありません。 そのような場合のため、再起動が必要なプロセスを見つけたり、OS再起動が必要かどうかアドバイスしてくれるコマンドがあります。 Redhat系 「yum-utils」パッケージに入っている「needs-restarting」コマンドを使います。 # needs-restarting -h Usage: needs-restarting: Report a list of process ids of programs th

Container-Optimized OSは、Linuxカーネルを採用しオープンソースで開発されているChromium OSをベースに、コンテナの利用に最適化したOS。クラウドサービスのGoogle Compute Engineで利用することを想定しています。ソースコードはChromium OSのリポジトリから取得可能です。 Googleは2014年の時点で、GoogleのすべてのサービスやGoogleの社内で使われているツールなどすべてがコンテナで稼働していると説明しており、どの企業よりもコンテナ活用の実績があると自負しています。 Container-Optimized OSは、そうした大規模なコンテナの展開から得られたベストプラクティスが詰め込まれているとのこと。主に次のメリットがあると説明されています。 Controlled build/test/release cycles Go