(This post is also available in English.) この記事は Linux memory management at scale を 著者の Chris Down さんの許可 を得て Hiroaki Nakamura が日本語に翻訳したものです。 原文のライセンス は CC BY-SA 4.0 であり、翻訳のライセンスも同じく CC BY 4.0 とします。 cgroup2 プロジェクトでの私の仕事の一部として Linux システムのリソース管理についてエンジニアと話すことに多くの時間をかけてきました。 これらの会話を通じてどんどん明らかになってきた 1 つの事実は多くのエンジニアは、シニア SRE たちでさえも、 Linux のメモリ管理についていくつかのよくある誤解を持っていて、そしてそれが彼らがサポートするサービスやシステムが本来確実に稼働したり効率的

0. はじめに 本記事は、Linuxを対象としたカーネルエクスプロイトの入門記事です。 カーネルエクスプロイトというのは、Linuxや*BSD、Windowsを始めとするカーネル自身の脆弱性を突くエクスプロイトです。 基本的にカーネルはシステム内で最高権限を持つ特権モードで動作しているので、ここを悪用されるとシステムの大部分(ほぼ全て)を掌握されてしまいます。 エクスプロイトと言うと、普通はユーザー空間で動作しているアプリケーションのバグをつく物が多いですが、これだと限られたレベルの権限しか奪えません。 SELinuxやjailを始めとする、OSレベルでの保護機構に阻まれるとたちまち効力を失ったりします。 しかし、カーネル自体の脆弱性をつくカーネルエクスプロイトを利用すると最高権限での任意コード実行が可能なため、大抵の保護機構はものともしません。 このカーネルエクスプロイトが特に効力を発揮

前回の記事は、私が所属する会社のAdvent Calendarの5日目の記事でした。これまでは、この連載記事でAdvent Calendarに参加するのは1回だけでした。 今年はcgroup v2の話題を書こうと決めたときに、内容から考えて1回では済まない量になるだろうと思いました。そこで、続けて2回でcgroup v2の紹介をして、2つのAdvent Calendarに参加しようと決めました。1回目はちょうど社内で募集が始まっていた会社のAdvent Calendar、2回目は例年どおりLinux Advent Calendarに参加することにしました。 そういうわけで、今回の記事は昨年まで何度か参加していたLinux Advent Calendar 2017の19日目の記事です。 今回は、実際にcgroup v2を操作しながら、前回紹介したcgroup v2の特徴をおさらいしましょう。

Linux Advent Calendar 2017 16日目の記事です。 今日はLinuxのライブパッチ機能について書こうと思います。 以前、Linux-4.0のライブパッチ機能を試してみるという記事を書いたことがあります。 当時は「ライブパッチ？面白そう！」と思いながら、書いた記事に便乗してLinux-4.0のライブパッチ機能を試してみる会(1)を開催したりしていました。それ以降ライブパッチまわりの状況を追わないまま時間が過ぎてしまったので、Advent Calendarに投稿する記事も兼ねて、ライブパッチ機能の現状についてちょっと調べてみました。 Linuxのライブパッチ機能 前述のライブパッチの記事は、ちょうどLinux-4.0がリリースされた頃で、新機能の一つとしてライブパッチ機能が含まれていました。現在のLinuxは 4.14.6 が最新版(Stable)なので、今回は lin

この記事はLinux Advent Calendar 14日目の記事として書かれた． 本記事ではLinuxにおける5-Level Paging(la57 paging)の実装を見ていく． 5-Level Pagingとは これまで，x86_64では物理アドレス下位48bitのみが使用されてきた． このため，64TiBの物理アドレス空間と256TiBの仮想アドレス空間に限られてきた． Intelはこれを拡張し，物理アドレス下位56bitへと拡張させた． これにより，4PiBの物理アドレス空間と128PiBの仮想アドレス空間が利用できるようになった． この拡張に対応するため新たに導入されたのが，ここで紹介する5-Level Pagingである． 基本的な考え方は4-Level Pagingと同一であり， PML4にさらに上位にPML5が追加された形となっている． サポート状況について 現在，一

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

要約 この記事では、LinuxカーネルにてLinuxプログラムがどのように関数を呼び出すのかについて紹介していきます。 システムコールを行う様々な方法、システムコールを行うための独自のアセンブリの作成方法（例あり）、システムコールへのカーネルエントリポイント、システムコールからのカーネルイグジットポイント、glibcのラッパ関数、バグなど多くの点について説明します。 要約 システムコールとは？ 必要条件に関する情報 ハードウェアとソフトウェア ユーザプログラム、カーネル、CPUの特権レベル 割り込み モデル固有レジスタ（MSR） アセンブリコードでシステムコールを呼び出すことの問題点 レガシーシステムコール 独自のアセンブリを用いたレガシーシステムコールの使用 カーネル側での int $0x80 エントリポイント iret を使用したレガシーシステムコールからの復帰 高速システムコール 3

1.はじめに 1-1.この記事の要旨 1-2.(予習)メモリに関する指標とlinuxのメモリ挙動について 2.検証環境と検証方法 2-1.検証環境 2-2.検証方法 2-3.測定方法 (1)psコマンドによるVSZ,RSS情報の取得 (2)freeコマンドとmeminfo情報の取得 3.結果 3-1.全体の結果 3-2.プロセスのVSZ/RSS挙動 ポイント① malloc()した時の挙動→VSZのみ増加 ポイント② 1回目のデータread時→RSSは増えない ポイント③ データwrite→RSSが増加する 3-3.システムワイドな挙動(freeコマンド/meminfo) ポイント① malloc()した時の挙動→usedもAnonymousPageも増えない ポイント②1回目のデータread時→変化しない。 ポイント③ データwrite→used上昇、AnonymousPage上昇 4.

はじめに linuxのメモリ利用容量(空き容量)の考え方 linuxのメモリ利用容量/空き容量の計算方法 ■RHEL7 【freeコマンドとmeminfoの図解】 【計算方法】 freeコマンド表示例 /proc/meminfo表示例 ■RHEL6 【freeコマンドとmeminfoの図解】 【計算方法】 freeコマンド表示例 /proc/meminfo表示例 ■RHEL5以前 【freeコマンドとmeminfoの図解】 【計算方法】 freeコマンド表示例 /proc/meminfo表示例 蛇足 その1：無名ページとファイルページ その２：図解の内容のツッコミ その３：RHEL6の計算 その４：Inactiveを空き領域とすることは間違い。 はじめに linuxサーバを利用する上で何時も頭を悩ますものの一つが、メモリ利用状況の評価(メモリ利用率)ではないでしょうか。私も悩みます。そこで

男もすなるuioといふものを、女もしてみむとてするなり。 uio、流行ってますね。というか、今時Ring0でデバイスを制御しても新鮮味がないです。 なのでuioを使ってパパっとデバドラを書けるようにならなきゃなぁ、というぼんやりとした焦りを感じていたのですが、いろいろな都合でuioでデバドラを書く流れになったので、調べつつ知見を軽くブログにアウトプットしていこうかと思います。あんまり資料も無さそうですし。 一応の前提として、僕は主にPCIデバイスのドライバを書く事が多いので、Linuxのuio_pci_genericを使って、PCIデバドラを作るというのがこのシリーズのテーマです。あと、PCIの仕様を既に理解している人向けです。 uio_pci_genericのカーネルモジュールは既にロードされているとして、実際にコードを書く所から始めます。今回は、Vendor IDとDevice IDを

LinuxでI/Oと格闘していると、重要なファイルがどのタイミングでキャッシュに乗ってくるかは死活問題になります。 このファイルってどれくらいキャッシュに乗っているの？という時に便利な vmtouch というツールがあったのでご紹介。 導入方法 導入はいたって簡単。 $ git clone https://github.com/hoytech/vmtouch.git $ cd vmtouch $ make $ sudo make install ちょっと調査で使いたいだけなら make install はやらなくてもOKです。インストールした場合は /usr/local/bin に実行ファイルがインストールされてmanも利用できるようになります。 基本的な使い方 まずは動作の確認に使うファイルを作成します。90000行です。 $ for n in `seq 10000 99999`;do

第57回Linuxカーネルのコンテナ機能 ―cgroup v2から使うメモリコントローラ（2） 加藤泰文 2024-12-24

TLPI (The Linux Programming Interface) 再々。 TLPI の輪読の際に @matsumotory よりシグナルセットあたりをまとめるようにと指令が出たので、拙遅な感じでまとめました。 シグナルとは プロセス間通信の一種。「プロセスにシグナルを送信すると、そのプロセスの正常処理に割り込んで、シグナル固有の処理(シグナルハンドラ) が実行される」プロセス側では、シグナルを受信した際の動作(シグナルハンドラ) を設定することや、シグナルをブロックすることも可能。 コンソールで、プロセスを終了させるためにkill -9 <PID>とかCtrl+Cとかした際にも、対象プロセスにシグナルが送信されている。 ちなみに、PID「1」の init や systemd にkill -9 1しても何も起らない。(そういえば昔、oom-killer に init を殺された覚

Redis コア開発者 @pnoordhuis のツイートで Unix ドメインソケットに abstract socket address なるソケットアドレスがあることを知る。 ということで Unix ドメインソケットのソケットアドレスの種類を調べてみた。 ソケットアドレスの種類 Unix ドメインソケットでは大きく分けて次の3種類のアドレスで通信できる。 ファイルシステムパス名(pathname) 無名(unnamed) 抽象名前空間(abstract) 1. ファイルシステムパス名 一番一般的な手法。sun_path にファイルシステム上のパスを指定する。 ファイルシステム上にファイルを作成しているので、ソケット通信の際にもファイルシステムのパーミッションなどの制約がそのままつきまとう。 サーバプロセスが終了するときには、ソケットファイルを unlink(2) するのがお作法 pat

この記事はLinux Advent Calendar 2016 9日目の記事です。 遅刻してしまい申し訳ございません。。。 とある事情があって1ヶ月半ほど独自NICのLinux向けのネットワークドライバを開発していた。 今回はARM用のデバイスドライバを開発した。NICはXilinx社のFPGAであるZYBOを用いて開発した。 まだ十分に実用段階というわけではないが、ひとまず独自NIC経由でのpingやiperfが通ったので、後学のために知見を残しておきたい（誰得だ、という感じだが）。 ソースコードはまだ公開されていないが、そう遠くないうちに公開する予定（たぶん）。 はじめに Linuxのデバイスには キャラクタデバイス - バイト単位のデータ通信 (e.g. シリアルポート) ブロックデバイス - ブロック単位のデータ通信 (e.g. ディスク) ネットワークデバイス の3種類がある。ネ

Linux で strace を使ってシステムコールのトレースを調べる時によく使うオプションをメモ。 特にお気に入りのオプションは -T、-c、-ff & -o です。 書式 システムコールを詳細に追う tt: 行頭にタイムスタンプを出力(マイクロ秒) T: 行末にシステムコール内での所要時間を出力(マイクロ秒) ff: 子プロセスのシステムコールもトレースし、-o との併用でプロセス（スレッド）毎に別ファイルに出力 o: 指定したファイル名に出力。-ff と併用すると、ファイル名. に出力 s: 出力文字数を指定。デフォルト32文字。read/write システムコールなどで読み書きした内容を全て確認したい場合は、大きくする。 p: プロセスIDを指定。 $ strace -Ttt -ff -s 1500000 -o <ログ出力先ファイル名> -p <PID> もしくは $ strace

Linuxにおいて大体何かを組んでいると一時的に何かに保存したいとかメモリ食べたくないとか様々な理由で一時的なファイルを作成すると思います。一時的なファイルを作成すること自体はそこまで難しくなく/tmp/以下に好きな前をつけて扱えばいいと思うのですが、好きに/tmp以下にファイルを作るのは複数プロセスが立ち上がった場合に同一ファイルを意図せず見てしまう、他のプログラムが同一の名前を意図せず使用してしまう、セキュリティホールなどになってしまう(see man tempnam)などの危険性があります。頑張ればこれらの問題はファイルオープン時におけるオプションのO_EXCL(see man open)とファイル名生成の工夫で大体は解決つくはずですが、これを頑張らなくてやってくれる仕組みがtmpfileです。読み書き用で開いてO_EXCLで他のプロセスが同じ名前で開くことを防ぎます。おまけにオープ