カーネルの構造と機能 - 版の履歴

Hironobu: /* カーネルを機能から見てみる */ 　言葉のゆらぎを修正

2020-09-20T16:30:59Z

カーネルを機能から見てみる: 　言葉のゆらぎを修正

← 古い版		2020年9月20日 (日) 16:30時点における版
99行目:		99行目:
	* プロセス管理		* プロセス管理
	** プロセス生成・消滅		** プロセス生成・消滅
	** ~~スケジュラ~~		** スケジューラ


142行目:		142行目:
	とはオペレーティングシステム上で動いている実行実体です。		とはオペレーティングシステム上で動いている実行実体です。
	ユーザーは意識することなくプログラムが動いている、程度の認識しか持ちませんが、プロセスは実行を行うための計算資源を管理しています。		ユーザーは意識することなくプログラムが動いている、程度の認識しか持ちませんが、プロセスは実行を行うための計算資源を管理しています。
	[[プロセス管理]]とは、プロセスの生成と消滅についての処理と、そのプロセスのスケジュールを管理するスケジュラーの部分です。利用しているCPU数と比べプロセス数の方がはるかに多いわけですから、プロセスに上手に計算資源を割り振ってあげなければなりません。		[[プロセス管理]]とは、プロセスの生成と消滅についての処理と、そのプロセスのスケジュールを管理するスケジューラの部分です。利用しているCPU数と比べプロセス数の方がはるかに多いわけですから、プロセスに上手に計算資源を割り振ってあげなければなりません。


170行目:		170行目:
	</ref>		</ref>
	が使えるようになりました。		が使えるようになりました。
	~~オペレーティングシステムの心臓部ともいえるスケジュラー部分でも進化は続いています。~~		オペレーティングシステムの心臓部ともいえるスケジューラ部分でも進化は続いています。

	==== ファイルシステム ====		==== ファイルシステム ====

Hironobu: /* システムコール */

2019-06-04T11:06:25Z

システムコール

← 古い版		2019年6月4日 (火) 11:06時点における版
36行目:		36行目:
	システムコール		システムコール
	<ref>		<ref>
	システムコールの実装をチェックするのに便利なサイト ~~http~~://~~syscalls~~.~~kernelgrok.com~~/		システムコールの実装をチェックするのに便利なサイト https://filippo.io/linux-syscall-table/
	</ref>はたくさんあります。どのようなシステムコールがあるのかを調べるにはオンラインマニュアルをチェックするのがいいでしょう。システムコールはセクション2		</ref>はたくさんあります。どのようなシステムコールがあるのかを調べるにはオンラインマニュアルをチェックするのがいいでしょう。システムコールはセクション2
	<ref>		<ref>

Hironobu: スケジュリングをスケジューリングに修正

2018-10-24T13:59:44Z

スケジュリングをスケジューリングに修正

← 古い版		2018年10月24日 (水) 13:59時点における版
152行目:		152行目:


	===== ~~スケジュリングの種類~~ =====		===== スケジューリングの種類 =====

	~~プロセスのスケジュリングでは、Linuxの場合、~~ システムコールsched_setscheduler(2)~~を使い、プロセスのスケジュリングの方法を指定することができます。~~		プロセスのスケジューリングでは、Linuxの場合、システムコールsched_setscheduler(2)を使い、プロセスのスケジューリングの方法を指定することができます。

	* SCHED_FIFO: First-In-First-Out		* SCHED_FIFO: First-In-First-Out
163行目:		163行目:


	FIFOは、そのプロセスがCPU資源を占有する方式です。CPU資源を占有といっても、一般ユーザで動作するよりもさらに、優先度よりも高い優先度で動くプロセスあると、そちらの方を優先します。ラウンドロビンは順繰りにプロセスが処理されます。デフォルトでは、プロセスの動作時間を見て、優先順位を計算し、その優先順位が高い方から処理するようになっています。このスケジュリングの処理アルゴリズムはLinux 2.6 では入れ換えれており処理効率がよくなっています。		FIFOは、そのプロセスがCPU資源を占有する方式です。CPU資源を占有といっても、一般ユーザで動作するよりもさらに、優先度よりも高い優先度で動くプロセスあると、そちらの方を優先します。ラウンドロビンは順繰りにプロセスが処理されます。デフォルトでは、プロセスの動作時間を見て、優先順位を計算し、その優先順位が高い方から処理するようになっています。このスケジューリングの処理アルゴリズムはLinux 2.6 では入れ換えれており処理効率がよくなっています。
	2.6.12ではあたらしくSCHED_BATCHのスケジュールが加わり、		2.6.12ではあたらしくSCHED_BATCHのスケジュールが加わり、
	2.6.23ではCFS( Completely Fair Scheduler )スケジューラ		2.6.23ではCFS( Completely Fair Scheduler )スケジューラ

Hironobu: /* カーネル空間とユーザ空間 */

2017-10-14T11:12:35Z

カーネル空間とユーザ空間

← 古い版		2017年10月14日 (土) 11:12時点における版
4行目:		4行目:
	=== カーネル空間とユーザ空間 ===		=== カーネル空間とユーザ空間 ===

	[[オペレーティングシステムとは何か#何をさしてオペレーティングシステムと呼ぶのか\|何をさしてオペレーティングシステムと呼ぶのか]]~~の議論でもでも少し取り上げましたが、~~		[[オペレーティングシステムとは何か#何をさしてオペレーティングシステムと呼ぶのか\|何をさしてオペレーティングシステムと呼ぶのか]]の議論でも少し取り上げましたが、
	いろいろな切口でカーネルを眺めることはできます。ここでは、最初はわかりやすいであろう「プログラムが動作する」という切口から考えてみます。		いろいろな切口でカーネルを眺めることはできます。ここでは、最初はわかりやすいであろう「プログラムが動作する」という切口から考えてみます。

Hironobu: /* カーネル空間とユーザ空間 */

2016-12-14T05:47:08Z

カーネル空間とユーザ空間

← 古い版		2016年12月14日 (水) 05:47時点における版
15行目:		15行目:
	ユーザ空間は、ユーザに割り当てられる計算リソースで、実行しているプログラムが直接アクセス可能なリソースです。		ユーザ空間は、ユーザに割り当てられる計算リソースで、実行しているプログラムが直接アクセス可能なリソースです。
	一方、カーネル空間はユーザが直接アクセスできない空間です。システムコール(UNIXのカーネルAPI) を呼ぶことや、		一方、カーネル空間はユーザが直接アクセスできない空間です。システムコール(UNIXのカーネルAPI) を呼ぶことや、
	あるいは/sys/以下のファイルのようにファイルの形でカーネルへのインタフェースを介してカーネルの機能を利用できる形にしています。ユーザからは直接カーネル空間を操作することはできません。Kernel（核）という言葉は元々は堅い殻に守られた種の意味ですが、この意味のようにユーザ側から見ると、カーネル空間は堅い殻に守られたオペレーティングシステム内部というように見えます。		あるいは/sys/以下のファイルのようにファイルの形でカーネルへのインタフェースを介してカーネルの機能を利用できる形にしています。ユーザからは直接カーネル空間を操作することはできません。Kernel（核）という言葉は元々は堅い殻に守られた[https://en.wikipedia.org/wiki/Drupe ''種の意味'']ですが、この意味のようにユーザ側から見ると、カーネル空間は堅い殻に守られたオペレーティングシステム内部というように見えます。

	[[File:User-kernel-mode-2.png\|thumb\|left\|300px\|write(2)実行時のタイムライン]]		[[File:User-kernel-mode-2.png\|thumb\|left\|300px\|write(2)実行時のタイムライン]]

Hironobu: /* 脚注 */

2015-07-27T17:10:24Z

脚注

← 古い版		2015年7月27日 (月) 17:10時点における版
305行目:		305行目:
	[[目次]]へ		[[目次]]へ

	このページへのショートURL: http://uc2.h2np.net/u/1a.html		このページへのショートURL: http://uc2.h2np.net/i/1a.html

Hironobu: /* 脚注 */

2015-07-27T17:09:58Z

脚注

← 古い版		2015年7月27日 (月) 17:09時点における版
304行目:		304行目:
	----		----
	[[目次]]へ		[[目次]]へ

			このページへのショートURL: http://uc2.h2np.net/u/1a.html

Hironobu: /* プロセス管理 */

2015-07-26T09:15:53Z

プロセス管理

← 古い版		2015年7月26日 (日) 09:15時点における版
145行目:		145行目:


	ここではプロセスという言葉をつかっていますが、タスクやスレッドという言葉もあります。ある処理の計算資源と処理の流れをすべて含めて呼ぶ時はタスクです。計算資源は共有し、さらにCPU資源を個別に割り当てられている複数あるいは単数の処理の流れのことをスレッドと呼びます。ですから1つのタスクで複数のスレッドを持つことができます。1つのタスクに対し、1つのスレッドだけの場合、UNIXの伝統的なプロセスと同等であり、呼び方もプロセスと呼んでかまいません。


151行目:		151行目:


	UNIXは最初からスレッドを持っていたわけではありません。80年代に入ってから色々な組織がスレッドの実装を試みました。Brown Univ.のブラウンスレッド、サンマイクロシステムズのLWP (Lightweiht Process)、DECのCMA スレッド、CMUのCスレッドパッケージがあります。各々互換性はありません。紆余曲折あり、現在ではPOSIX仕様のスレッドであるpthreads(7)が主流になっています。

	===== スケジュリングの種類 =====		===== スケジュリングの種類 =====

Hironobu: /* プロセス管理 */

2015-07-26T09:14:41Z

プロセス管理

← 古い版		2015年7月26日 (日) 09:14時点における版
139行目:		139行目:
	==== プロセス管理 ====		==== プロセス管理 ====

	[http://uc2.h2np.net/index.php/%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%BB%E3%82%B9%E7%AE%A1%E7%90%86 プロセス		[http://uc2.h2np.net/index.php/%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%BB%E3%82%B9%E7%AE%A1%E7%90%86 プロセス]
	とはオペレーティングシステム上で動いている実行実体です。		とはオペレーティングシステム上で動いている実行実体です。
	ユーザーは意識することなくプログラムが動いている、程度の認識しか持ちませんが、プロセスは実行を行うための計算資源を管理しています。		ユーザーは意識することなくプログラムが動いている、程度の認識しか持ちませんが、プロセスは実行を行うための計算資源を管理しています。

Hironobu: /* プロセス管理 */

2015-07-26T09:14:21Z

プロセス管理

← 古い版		2015年7月26日 (日) 09:14時点における版
139行目:		139行目:
	==== プロセス管理 ====		==== プロセス管理 ====

	~~プロセス~~		[http://uc2.h2np.net/index.php/%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%BB%E3%82%B9%E7%AE%A1%E7%90%86 プロセス
	~~(詳しくは~~ [http://uc2.h2np.net/index.php/%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%BB%E3%82%B9%E7%AE%A1%E7%90%86 ~~プロセス管理]の章で扱います)~~
	とはオペレーティングシステム上で動いている実行実体です。		とはオペレーティングシステム上で動いている実行実体です。
	ユーザーは意識することなくプログラムが動いている、程度の認識しか持ちませんが、プロセスは実行を行うための計算資源を管理しています。		ユーザーは意識することなくプログラムが動いている、程度の認識しか持ちませんが、プロセスは実行を行うための計算資源を管理しています。

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Hironobu: /* カーネル空間とユーザ空間 */

Hironobu: /* 脚注 */

Hironobu: /* 脚注 */

Hironobu: /* プロセス管理 */

Hironobu: /* プロセス管理 */

Hironobu: /* プロセス管理 */

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