差分
/* カーネルを機能から見てみる */ 言葉のゆらぎを修正
=== 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、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。
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、
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。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]]
システムコール
<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 httphttps://syscallsfilippo.kernelgrok.comio/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>
;調べてみよう: 今使っているLinuxにはおおよそいくつのシステムコールが用意されているのが調べてみよう。次に、既に使われなくなりなくなったシステムコールと、互換性のために残してあるが使用するのに推奨されていないシステムコールを1つ以上みつけてみよう。欠番となっているシステムコールを探すには [http://uc2.h2np.net/misc/codes/unistd/ /usr/include/asm/unistd.hがヒントになります。h] がヒントになります。
fwrite(3)の方は、ユーザ空間で動作していて、さらに入出力を効率的にするためのバッファを用いています。バッファはファイルポインタFILE *stream が保持しています。/usr/include/libio.hの構造体である [http://uc2.h2np.net/misc/codes/libio.h.html#N245 struct _IO_FILE ] を見てみるとわかります。ですからfwrite(3)を呼び出したからといって、その先のファイル(あるいは書き出す実体)へ書き込んでいるとは限りません。
* プロセス管理
** プロセス生成・消滅
** スケジュラスケジューラ
==== プロセス管理 ====
===== スケジュリングの種類 スケジューリングの種類 =====
* SCHED_FIFO: First-In-First-Out
* SCHED_OTHER: デフォルトのLinuxのタイムシェア
* SCHED_BATCH: バッチでの処理を行う(2.6.12以降)
* SCHED_IDLE: 非常に低いプライオリティ
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
</ref>
が使えるようになりました。
==== ファイルシステム ====
ファイルの中身というのは最初から最後に向かって1バイトづつのデータの列であるだけでそれ以上でもそれ以下でもありません。
カーネルでは、そこまでしか関知しません。データの扱いに関してはプログラム側が決めます。
;調べてみよう: 大型汎用機<ref>http://museumwww.ipsjhitachi.orco.jp/computerProd/oscomp/hitachisoft1/VOS3/0020index.html</ref>ではどのようにファイルを扱うのか調べてみよう。
[http://e2fsprogs.sourceforge.net/ext2.html ext2]、
[http://e2fsprogs.sourceforge.net/ext2.html ext3]、
[https://ext4.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page ext4]、
[http://oss.sgi.com/projects/xfs/ XFS]、
[http://jfs.sourceforge.net/ JFS]、
[http://oss.oracle.com/projects/ocfs2/ OCFS2]
などいろいろな種類のファイルシステム<ref>ReiserFSは、まだカーネルに入っているが、あえて抜いた。ReiserFSは、まだカーネルに入っていますが今後のメンテナンスがみこめないためリストに載せていません。</ref>が用意されています。ファイルシステムの部分でも、このようにレイヤ化されています。また名前付きパイプが用意されています<ref>https://help.ubuntu.com/community/LinuxFilesystemsExplained</ref>。ファイルシステムの部分でも、このようにレイヤ化されています。また名前付きパイプ(FIFO)はプログラム間でデータを"流す"ために使われる見かけ上のファイルです。あるいは/procなどのファイルは、実際にはファイルではなくファイルのように見せかけたカーネルとのAPIになっています。
==== プロセス間通信 ====
セマフォを介してプロセス間で正しい処理順番を確保するような仕組が出来るようになっています。
どのプロセスからもアクセスでき、そして情報の書き込み、取り出しに関しては順序を守ってくれます。
==== 記憶管理 ====
メモリ空間といってもプロセス自体はハードウェアのメモリを直接意識していません。
カーネル側がプロセスに割り当てた仮想的に扱う記憶空間を管理しているため、
----
[[目次]]へ
このページへのショートURL: http://uc2.h2np.net/i/1a.html