2022-09-15.studyMeeting.pdf
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2022/09/15 の、社内ゼミ（Linux kernel 勉強会）で使ったスライド。プロセス間通信の第1回目です。
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- 4. プロセスとは（仮想記憶がある場合） 仮想アドレス空間 + 実行コード + スレッド
- 5. プロセスとは（仮想記憶がある場合） 仮想アドレス空間 + 実行コード + スレッド 仮想アドレス空間上の RAM 領域 定数領域 + 静的変数領域 スタック + 動的割り当て可能領域 仮想アドレス空間上の実行コード領域 仮想アドレス空間はプロセス毎に異なり、 互いに干渉しない（できない）
- 6. プロセスとは（仮想記憶がある場合） 仮想アドレス空間 + 実行コード + スレッド 仮想アドレス空間上の RAM 領域 定数領域 + 静的変数領域 スタック + 動的割り当て可能領域 仮想アドレス空間上の実行コード領域 仮想アドレス空間はプロセス毎に異なり、 互いに干渉しない（できない） 「プロセス境界」
- 11. プログラムを組み合わせて動かせる 例：単機能プログラム同士をパイプで結合 モジュール同士の結合を疎にできる 関数結合 > プロセス間通信 関数結合： static lib > shared lib (DLL) プロセス結合： 共有メモリ > スレッド間通信 プログラムを書き換えずに機能拡張できる！ スケーラビリティの確保： 保守性と拡張性の向上
- 12. プログラムを組み合わせて動かせる 例：単機能プログラム同士をパイプで結合 モジュール同士の結合を疎にできる 関数結合 > プロセス間通信 関数結合： static lib > shared/dynamic lib プロセス結合： 共有メモリ > スレッド間通信 プログラムを書き換えずに機能拡張できる！ スケーラビリティの確保： 保守性と拡張性の向上 AWS のエピソード： オンライン販売サイトからクラウドサービス基盤へ
- 16. ステートフルから RESTful へ ステートレスなプロトコル 単純・汎用の操作 統一された対象指定構文（URL based） 例 Web サービスにおける REST API ロボット制御における ROS SOAP から REST へ CORBA から ROS へ
- 17. ステートフルから RESTful へ ステートレスなプロトコル 単純・汎用の操作 統一された対象指定構文（URL based） 例 Web サービスにおける REST API ロボット制御における ROS SOAP から REST へ CORBA から ROS へ 密結合から疎結合へ、という傾向。 ソフトウェア設計のガイドラインにもなる（？）
- 18. プロセスとカーネルの違い プロセス： 仮想アドレス空間 + 実行コード + スレッド カーネル：仮想アドレス空間 + 実行コード カーネルの実行コード システムコールハンドラ + 割り込みハンドラ スケジューラ
- 19. プロセスとカーネルの違い プロセス： 仮想アドレス空間 + 実行コード + スレッド カーネル：仮想アドレス空間 + 実行コード カーネルの実行コード システムコールハンドラ + 割り込みハンドラ スケジューラ カーネルにはスレッドがない？？？ ps ax --forest で見てみよう
- 20. プロセスとカーネルの違いとは？ 特権レベル 動作開始の順序（OS 起動時に最初に動くか） 複数存在するかどうか スレッドの作られ方 余談：用語の注意 「カーネルスレッド」vs「カーネルレベルスレッド」 余談2：Linux のプロセスとスレッド fork(), vfork(), clone()
- 22. パイプ 名前なし、名前付き（FIFO） メッセージキュー System V 版、POSIX 版 ソケット通信（他ホストあり） UNIX ドメイン、TCP/IP、UDP、etc.
- 23. パイプ 名前なし、名前付き（FIFO） メッセージキュー System V 版、POSIX 版 ソケット通信（他ホストあり） UNIX ドメイン、TCP/IP、UDP、etc. ソケット API の汎用性： Cactusphere の SoC でもコア間通信に利用！
- 24. 共有メモリ System V 版、POSIX 版 同期機構 System V 版、POSIX 版 非伝統的なもの dbus Binder (and ashmem) mmap() との組み合わせ
- 25. パイプ /fs/pipe.c (?) メッセージキュー /ipc/mqueue.c (?) ソケット通信 /net/socket.c (?) 余談：Elixir のクロスリファレンスは便利！ https://elixir.bootlin.com/linux/v5.10.130/source https://elixir.bootlin.com/u-boot/latest/source
- 26. 共有メモリ /ipc/shmem.c (?) 同期機構 /kernel/locking/{mutex.c, semaphore.c, etc.} 非伝統的なもの dbus: ユーザランドで実装 /drivers/android/binder.c
- 30. 排他制御：MUTual EXclusion 同期：synchronization 直列化の考え方（serialization） https://cs.stackexchange.com/a/10770 排他制御・同期とスケジューラ スケジューラ以下の階層では ベアメタルの場合と同様の方策 ロックレス（ロックフリー）な データ構造とアルゴリズム ≠デバイスドライバの「割り込みハンドラ」関数 Linux の request_irq() で登録する割り込みハンドラ 関数は、カーネルスレッドが呼び出す！
- 32. カーネルを呼び出すオーバーヘッド システムコール 割込みと割り込みハンドラ Linux の futex /kernel/futex.c とアトミック演算 カーネル内部でも： 割込みは、速い？ 割込み vs ポーリング： 割込みハンドラ 割込み応答スレッドのポーリング