Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
Unikernelで始める自作OS/OS Development with Unikernel
Search
Akira Moroo
October 06, 2019
Technology
1
500
Unikernelで始める自作OS/OS Development with Unikernel
Unikernelの設計/実装を使って自作OSができるのではないかという話です.
Akira Moroo
October 06, 2019
Tweet
Share
More Decks by Akira Moroo
See All by Akira Moroo
Exploring x86 MSR Space
retrage
0
1.1k
LLMでバイナリ解析支援
retrage
0
140
GitHub ActionsでDevSecOpsごっこ
retrage
0
33
Practical Rust (Hypervisor) Firmware
retrage
3
1.5k
Bypassing UEFI Secure Boot with Thin-Hypervisor
retrage
0
1k
Porting Linux to Nabla Containers
retrage
0
1.1k
Network Boot from Bell Labs
retrage
2
1.5k
LLVM Backend Development for EFI Byte Code
retrage
2
850
EFI Byte Code Virtual Machine for Fun and Profit
retrage
2
1.9k
Other Decks in Technology
See All in Technology
TSのコードをRustで書き直した話
askua
2
170
Git scrapingで始める継続的なデータ追跡 / Git Scraping
ohbarye
5
500
Accessibility Inspectorを活用した アプリのアクセシビリティ向上方法
hinakko
0
180
RubyでKubernetesプログラミング
sat
PRO
4
160
#TRG24 / David Cuartielles / Post Open Source
tarugoconf
0
590
実践! ソフトウェアエンジニアリングの価値の計測 ── Effort、Output、Outcome、Impact
nomuson
0
2.1k
Copilotの力を実感!3ヶ月間の生成AI研修の試行錯誤&成功事例をご紹介。果たして得たものとは・・?
ktc_shiori
0
350
駆け出しリーダーとしての第一歩〜開発チームとの新しい関わり方〜 / Beginning Journey as Team Leader
kaonavi
0
120
東京Ruby会議12 Ruby と Rust と私 / Tokyo RubyKaigi 12 Ruby, Rust and me
eagletmt
3
870
タイミーのデータ活用を支えるdbt Cloud導入とこれから
ttccddtoki
1
160
新卒1年目、はじめてのアプリケーションサーバー【IBM WebSphere Liberty】
ktgrryt
0
130
FODにおけるホーム画面編成のレコメンド
watarukudo
PRO
2
280
Featured
See All Featured
Site-Speed That Sticks
csswizardry
3
270
The Illustrated Children's Guide to Kubernetes
chrisshort
48
49k
CoffeeScript is Beautiful & I Never Want to Write Plain JavaScript Again
sstephenson
160
15k
Designing for humans not robots
tammielis
250
25k
Become a Pro
speakerdeck
PRO
26
5.1k
How GitHub (no longer) Works
holman
312
140k
Distributed Sagas: A Protocol for Coordinating Microservices
caitiem20
330
21k
Done Done
chrislema
182
16k
What’s in a name? Adding method to the madness
productmarketing
PRO
22
3.2k
Building Applications with DynamoDB
mza
93
6.2k
Build The Right Thing And Hit Your Dates
maggiecrowley
33
2.5k
Being A Developer After 40
akosma
89
590k
Transcript
Unikernelで 始める⾃作OS October 6, 2019 第17回 ⾃作OSもくもく会 @retrage
Q: なぜOS⾃作? 1
A: 楽しいから 2
A: 学習のため • こういう⼈もいるはず • コンピュータアーキテクチャやOSを知る • 書籍や資料を読んだり • 既存OSの実装を読んだり
• 実際に⼿を動かしてみることで理解が深まる 3
学習のためのOS⾃作 • 1. ゼロから全部実装 • 全てを⾃分で実装したコードで制御できる • 関⼼のある部分の実装にたどり着くまでが⼤変 • 2.
既存OSの改造 • 関⼼のある部分の実装にすぐ着⼿できる • 既存OSの実装を理解している必要がある • Linuxのような⼤規模なOSの場合かなり⼤変 4
OS⾃作の障壁 • x86プラットフォームは⽐較的複雑 • 歴史的経緯による • 煩雑な起動プロセス • 多種多様なデバイスへの対応 •
学習⽤途であれば仮想環境で⼗分では? • デバイス: virtio, シリアルコンソール • OSの起動: -kernel os.img • => Unikernelが使えそう 5
Unikernel: 概要 • OSの形態の1つ (Library OS) • 仮想環境で動作す ることを前提 •
空間の分離なし • シングルプロセス • ハイパーバイザで 隔離性を担保 • 実装は多数 6
Unikernel: ⾃作OSの観点 • 簡易化したOSとみなせる • 1. ゼロからの実装: • マルチプロセスの実装が不要 •
実装すべきデバイスドライバは少数 • 2. 既存OSの改造: • コード量が⽐較的少ない • 例: Unikraft 108,523⾏ 7
Unikernels as Processes • Unikernelをホスト上のプロセスとして動かす • 隔離はOS上のプロセスで⼗分 • Unikernelに対する制約 •
システムコールを直接発⾏できない 8
ハイパーコール 9
Unikernels as Processes: ⾃作OSの観点 • 抽象化されたデバイス • デバイスドライバを書く必要がない • ハイパーコールを発⾏するだけで利⽤可能
• デバッグが⽐較的容易 • ただのユーザ空間のプロセスのため • エミュレータも不要 • => ⾼レイヤーな部分を作るのに最適 10
課題点 • 学習を⽬的に設計実装されていない • コードが不親切だったり • コードの説明がなかったり • 汎⽤OSでは必須な機能の実装がない •
マルチタスク • ユーザ空間とカーネル空間の分離 • =>どこに興味があるかに依存 11
実例 12
Unikraft 13
Linux Kernel Library 14 • vanillaなLinux Kernelがユーザ空 間で動作 • ホスト固有の
コードは綺麗に 分離 • mutex/semaphore /thread/block rw etc. • arch/lkl
LKL on Unikraft 15 uk-host.o lkl.o LKL App unikraft_linuxu_x86_64 liblkl
LK mutex.o thread.o timer.o
LKL on Unikraftデモ 16 $ ./build/boot_linuxu-x86_64 Welcome to _ __
_____ __ _____ (_) /__ _______ _/ _/ /_ / // / _ \/ / '_// __/ _ `/ _/ __/ \_,_/_//_/_/_/\_\/_/ \_,_/_/ \__/ Titan 0.2~51691ea /* snip */ [ 0.000000] Linux version 4.17.0+ (
[email protected]
) (gcc version 8.1.1 20180712 (Red Hat 8.1.1-5) (GCC)) #1 Thu Jan 10 14:04:16 JST 2019 /* snip */ [ 0.000000] This architecture does not have kernel memory protection. lkl_start_kernel(&lkl_host_ops, "mem=16M loglevel=8") = 0 /* snip */