マイクロカーネルは浪漫に溢れる非常に作りがいのあるソフトウェアです。この記事は，「マイクロカーネルベースのOSの一から作ってIaaSで動かす」ことを目標に作ったマイクロカーネルベースのOS Resea（りーせあ）の設計と実装について軽くまとめた物です。 ソースコードはGitHubにあります。 マイクロカーネルとは Linuxのようなモノリシックカーネルでは色んな機能がカーネル空間で動きますが，マイクロカーネルではユーザプロセスたちが互いに通信しながらOSを作り上げます。プロセス・スレッド・仮想メモリ管理，プロセス間通信，タイマーといった必要最低限の機能だけをカーネルが担います。デバイスドライバやファイルシステムといった残りの機能は，独立したユーザプロセスとして動きます。たとえデバイスドライバが暴走しても他のコンポーネントを壊すことはないのです。マイクロカーネルは信頼性が高く，疎結合で美しい
マイクロカーネルとL4について (Yabaitech.tokyo, Writing a (micro)kernel in Rust in 12 days より) - 豆腐の豆腐和え
怒田さん*1のこの記事、「CとRustで一から作るマイクロカーネルOS」のおかげで、マイクロカーネルとRustが今ホットです。そこで、技術書典6, 7に出展したYabaitech.tokyoにて連載している、"Writing a (micro)kernel in Rust in 12 days"から、マイクロカーネルとL4についての話を書いた"1日目"の記事の一部冒頭を、いい機会なので再編集してご紹介します。「マイクロカーネルってタネンバウム教授とリーナスの論争のあれだよね？」とか、「L4ってなに？」って方に読んでいただいて、L4ファミリーとマイクロカーネルについて簡単にご紹介できればなと思います。 ちなみに抜粋元の上述の記事は、僕が怒田さんと同じようにRustでマイクロカーネルを書いてみよう、という趣旨の企画です。なので、Yabaitech.tokyoの方もよろしくお願いします！ただし、
eBPFでcommit logを調べてみるといろいろと面白そうなものが出てくるな。例えば、TCP-BPF [netdev 2.2]。TCPコネクションのパラメータをBPFで操作できる。さらに最近（バージョン5.5以降）では、輻輳制御もeBPFで実装できるようになっているようだ。eBPFによりカーネルからどんどん機能を追い出してLinuxはマイクロカーネル化するのだという鼻息荒い発表も見かけるが（「eBPF - Rethinking the Linux Kernel」[QCon2020]）、正直これが正しい方向性なのかよくわからない。面白いけど。 eBPFを使っているわけではないが、輻輳制御をユーザレベルで実装するという研究はいくつかある（「Restructuring Endpoint Congestion Control」 [SIGCOMM2018]、「Deploying Safe Use
@uchan_nosさんのお誘いを受けて，「マイクロカーネル」をまとめた本を書きました。技術書典 応援祭（サークル紹介ページはここ）で頒布します。 著名なオープンソースのマイクロカーネルたち（L4やMINIX3など）と拙作のReseaの実装（バージョン0.1.0）を交えながら，細かすぎて伝わらないマイクロカーネルの設計・実装のポイントを解説しています。 マイクロカーネルのサーベイ論文のようなものとしてご活用ください。 電子版のダウンロード 電子版はこちらからダウンロードできます（無料） 書籍版の入手 書籍版はBOOTHで頒布してます（3月上旬入荷予定） Reseaのソースコード GitHubで公開しています
WasmOS: Wasmを実行する自作マイクロカーネル
背景 WebAssembly(Wasm)をブラウザの外で活用するためにWASIの標準化が進められています。その目的は隔離され、制限されたWasmの実行環境を作ることですが、これは難しい挑戦です。WASMの安全性は外部APIの能力に依存するため、WASIの標準化は慎重に行う必要がありますが、これには多くの時間がかかります。私はこれがWASIXやWALIといった新しいシステムインタフェースが登場した原因の一つであると考えています。汎用だったはずのWasmバイナリは既にランタイム依存になりつつあります。 WASIでセキュリティを考え、苦労して「第二のOS」を作る必要があるという事実は、既存のOSが今の時代に即したものでないことを示唆します。ならばいっそ、新しいOSを作ってしまうのはどうでしょう？ この記事ではWasmを実行する自作マイクロカーネルである、WasmOSを紹介します。 WasmOS
Google、RustとseL4マイクロカーネルを活用したセキュリティ重視のOSとして「KataOS」を発表
Phoronixより。 Googleは今週、アンビエントな機械学習ワークロードを実行する組み込みデバイスに焦点を当てた最新のオペレーティング・システムの取り組みとして、KataOSのリリースを発表しました。KataOSはセキュリティを重視し、Rustプログラミング言語のみを使用し、その基盤としてseL4マイクロカーネルの上に構築されています。 KataOSは、増え続けるスマート デバイスでの使用を想定としており、特に、機械学習アプリケーションを実行する組み込みハードウェアに重点を置いています。業界ではRISC-Vへの関心が高まっていることを考えると、このCPUアーキテクチャはKataOSの主要なサポート対象になっています。Googleのオープンソース・ブログは次のように発表しました。 「この新しいオペレーティング・システムの基盤として、セキュリティを最前線と中心に置いているマイクロカーネル
オープンソースRTOS「seL4」の紆余曲折からマイクロカーネルの進化を俯瞰する：リアルタイムOS列伝（19）（1/3 ページ） IoT（モノのインターネット）市場が拡大する中で、エッジ側の機器制御で重要な役割を果たすことが期待されているリアルタイムOS（RTOS）について解説する本連載。第19回は、コモンクライテリアなどにも対応する第3世代マイクロカーネルのオープンソースRTOS「seL4」を紹介する。 前回に続き、今回も大学発のリアルタイムOS（RTOS）である。「seL4」とは“Secure Embedded L4 Microkernel”の略である。原型になっているのは、“Secure Embedded”の付かない、ただの「L4 Microkernel」（L4 Kernelと称されることが多い）。 ⇒連載記事「リアルタイムOS列伝」バックナンバー 第1世代マイクロカーネルのMach
ITエンジニアのための新刊案内（2023年6月）：改訂新版Webエンジニアの教科書／動かして学ぶ！Flutter開発入門／自作OSで学ぶマイクロカーネルの設計と実装 、ほか
ITエンジニアのための新刊案内（2023年6月）：改訂新版Webエンジニアの教科書／動かして学ぶ！Flutter開発入門／自作OSで学ぶマイクロカーネルの設計と実装 、ほか 毎月登場する大量の新刊の中から、ITエンジニアが興味を持ちそうな書籍を選んで紹介する新刊案内を毎月、月初に公開しています（2023年3月から開始し、現在試験的に継続中です）。 ここで紹介するのは、2023年5月1日から5月31日までのあいだに発刊された新刊書籍です。これらを「技術書」「ビジネス書」「資格試験対策／教本」「その他」に分類しています。各書籍はAmazon.co.jpへのリンクが貼られています（アフィリエイトではありません）。 この新刊案内がどのように作成されたかについては記事の最後にまとめましたので、興味のある方はそちらをお読みください。 技術書（43冊）
マイクロカーネルは浪漫に溢れる非常に作りがいのあるソフトウェアです。この記事は，「マイクロカーネルベースのOSの一から作ってIaaSで動かす」ことを目標に作ったマイクロカーネルベースのOS Resea（りーせあ）の設計と実装について軽くまとめた物です。 ソースコードはGitHubにあります。 マイクロカーネルとは Linuxのようなモノリシックカーネルでは色んな機能がカーネル空間で動きますが，マイクロカーネルではユーザプロセスたちが互いに通信しながらOSを作り上げます。プロセス・スレッド・仮想メモリ管理，プロセス間通信，タイマーといった必要最低限の機能だけをカーネルが担います。デバイスドライバやファイルシステムといった残りの機能は，独立したユーザプロセスとして動きます。たとえデバイスドライバが暴走しても他のコンポーネントを壊すことはないのです。マイクロカーネルは信頼性が高く，疎結合で美しい
本書では、マイクロカーネルOSの概念からその実例まで、著者が本書のために開発した自作OS（HinaOS）と実用OS（MINIX3、GNU Hurd、seL4）を例に、機能ごとに分け解説しています。 マイクロカーネルの解説、その上で動くソフトウェア部分（ユーザーランド）の解説、そして発展的内容の3部に分かれており、各章は、概念の解説パートと、その概念をどのように実装するかの実装パートで構成されています。 Part 1 基礎知識 Chapter 1 本書について 1.1 本書に向いている人 1.2 本書で学べないこと 1.3 本書の構成 1.4 データ量の表記 Chapter 2 マイクロカーネル入門 2.1 カーネルとは 2.2 マイクロカーネルとは 2.3 マイクロカーネルの機能 2.4 マイクロカーネルの長所と短所 2.5 本書で取り上げるマイクロカーネル 2.5.1 Mach 2.5.
今回は、「モノリシックカーネルとマイクロカーネル」について。 「モノリシックカーネル」の「Monolithic」とは、「一枚岩である」という意味です。カーネルの設計において、OSのほとんどの機能をカーネルに盛り込み、一体化させたもの、ということができます。たとえば入出力の機能やネットワーク機能、デバイスのサポートなどの全てをカーネルが一手に引き受けます。この方法のメリットとしては、OS全体が一体化しているため、実行速度が速いという点が挙げられています。以前のUNIX系OSでは、このモノリシック方式のカーネルが採用されていました。 一方、「マイクロカーネル」は、文字通り「小さなカーネル」です。この方式では、カーネルは割り込み処理やプロセス間通信の処理など、OSの中核として必要最小限の機能だけを持っています。他の処理は「モジュール」に任せます。マイクロカーネルのメリットは、カーネルの肥大化を防
本書では、マイクロカーネルOSの概念からその実例まで、著者が本書のために開発した自作OS（HinaOS）と実用OS（MINIX3、GNU Hurd、seL4）を例に、機能ごとに分け解説しています。 マイクロカーネルの解説、その上で動くソフトウェア部分（ユーザーランド）の解説、そして発展的内容の3部に分かれており、各章は、概念の解説パートと、その概念をどのように実装するかの実装パートで構成されています。 Part 1 基礎知識 Chapter 1 本書について 1.1 本書に向いている人 1.2 本書で学べないこと 1.3 本書の構成 1.4 データ量の表記 Chapter 2 マイクロカーネル入門 2.1 カーネルとは 2.2 マイクロカーネルとは 2.3 マイクロカーネルの機能 2.4 マイクロカーネルの長所と短所 2.5 本書で取り上げるマイクロカーネル 2.5.1 Mach 2.5.
Google、セキュリティにフォーカスした「KataOS」を発表 - RustとseL4マイクロカーネルを活用 | ソフトアンテナ
ホームソフトウェアGoogle、セキュリティにフォーカスした「KataOS」を発表 - RustとseL4マイクロカーネルを活用 Googleは10月14日(現地時間)、機械学習アプリケーションを実行する組み込みデバイスに最適化されたプラットフォームを開発するための取り組みの一貫として、「KataOS」をリリースした事を発表しました(Phoronix) KataOSはセキュリティに配慮して、Rustプログラミング言語のみを使用して実装され、seL4マイクロカーネルを基盤にして構築されています。 増え続けるスマートデバイスでの利用を想定しており、特に機械学習アプリケーションを実行する組み込みハードウェアに重点を置いています。業界ではRISC-Vへの注目が高まっているため、このCPUアーキテクチャがKataOSの主要なサポート対象になっています。 Googleは次のように説明しています。 As
マイクロカーネルをテーマに執筆した本『自作OSで学ぶマイクロカーネルの設計と実装』が5月18日に出版されます。すでに予約を開始しています。 表紙はエナガの団子をイメージして描いてもらいました。団子状態の雛たちのように、マイクロカーネルOSでもOSの機能を提供する複数のプロセスが集まっている設計 (マルチサーバOS) がよく見られます。 内容 本書では、メモリ管理、プロセス間通信、デバイスドライバやファイルシステムといったOSの各機能の説明と、マイクロカーネルOSではどう実現されるかを解説しています。ひとつのマイクロカーネルを深掘りするのではなく、有名なマイクロカーネルOS (MINIX3, seL4, GNU Hurd) たちがそれぞれ機能を抽象化・実装しているのかを見ていきます。 また、時折マイクロカーネルOSに関係なく面白い研究や一風変わったOSも紹介しています。「マイクロカーネル」が
セキュリティに最適化されたseL4マイクロカーネルをLinux Foundationが支援 ［The Linux Foundation Japan］ seL4 Foundationがあらゆるソフトウェアのセキュリティ、安全性、信頼性の促進を目指す オープンソースを通じた大規模イノベーションの実現に取り組む非営利団体である Linux Foundation は 4月7日 (現地時間)、オーストラリアの国立科学機関CSIROのデジタル スペシャリスト部門であるData61が設立した非営利団体seL4 Foundationをホストすることを発表しました。 2020年4月7日 サンフランシスコ発 ー オープンソースを通じた大規模イノベーションの実現に取り組む非営利団体であるLinux Foundation ( https://www.linuxfoundation.jp/ ) は、オーストラリアの
紹介 マイクロカーネルOSは、「美しい設計ではあるものの、遅い実装」というイメージを持たれることがありますが、それは過去の話です。現在では、目立たないところで実用的なOSとして使われ、世界を支えています。 本書では、マイクロカーネルOSの概念からその実例まで、機能ごとに分けて説明しています。本書全体としては、基礎知識、マイクロカーネルの解説、その上で動くソフトウェア部分（ユーザーランド）の解説、そして発展的内容の4つのパートから構成されており、それぞれのパート内の章は、概念の解説部分と、その概念をどのように実装しているかを解説した実装部分に分かれています。 各章の実装例として、本書のために筆者が開発したマイクロカーネルOS「HinaOS」を用いて、わかりやすく解説しています。HinaOSは、エミュレータ上で動かすことを想定した教育目的のOSですが、OSの実装を学ぶのに必要となる最低限の機能
A9NはHAL + マイクロカーネルによって構築されたカーネル + ソフトウェアです。これにより、高い移植容易性・安定性・拡張性を兼ね備えます。近年の複雑化し巨大化したOSとは異なり、十分に小さいA9Nは本質の理解を助け、OS学習をより容易なものとします。
セキュリティに最適化されたseL4マイクロカーネルをLinux Foundationが支援seL4 Foundationがあらゆるソフトウェアのセキュリティ、安全性、信頼性の促進を目指す オープンソースを通じた大規模イノベーションの実現に取り組む非営利団体である Linux Foundation は 4月7日 (現地時間)、オーストラリアの国立科学機関CSIROのデジタル スペシャリスト部門であるData61が設立した非営利団体seL4 Foundationをホストすることを発表しました。 2020年4月7日 サンフランシスコ発 ー オープンソースを通じた大規模イノベーションの実現に取り組む非営利団体であるLinux Foundation ( https://www.linuxfoundation.jp/ ) は、オーストラリアの国立科学機関CSIROのデジタル スペシャリスト部門であるD
電子版のダウンロード（無料）電子版は https://seiya.me/microkernel-book で無償公開しています。 概要OSカーネルの機能を必要最低限に抑え，ファイルシステムやTCP/IP，デバイスドライバといった主要機能をアプリケーションとして実装する「マイクロカーネル」というカーネル設計手法があります。小さなカーネルを実現するために，モノリシックカーネルには見られない特色・面白さがマイクロカーネルにはあります。 本書では，マイクロカーネルの各機能（プロセス管理・IPCなど）を3つのステップで学んでいきます。まず，機能の基本的な概念をざっくり解説します。次に，C言語で新たに書いた非常にシンプル（LoCは3000行以下！）なマイクロカーネル「Resea」のソースコードを用いて，具体的にどう実装するのかを見ていきます。そして，L4やZircon (Fuchsia) といった実用
【アーキテクチャパターン】POSA Vol.1のMicrokernel（マイクロカーネル） - 緑茶思考ブログ
Microkernelアーキテクチャパターンは，変更されるシステム要件への適合が必要なシステムに用いられる. その際，システムの核となる最小限の機能を，拡張機能や顧客依存部分から分離する． また様々な拡張機能を組み込んだり，その拡張機能が強調して動作できるような調停機能を提供したりする，一種のソケットとしての役割も果たす． 前提 同一の中核機能を利用して，類似したプログラミングインターフェースを有するアプリケーションを複数開発する． 課題 変更への対処 アプリケーションプラットフォームは，ハードウェアの進化とソフトウェアの進化に対処する必要がある 新技術を容易に取り込めるように移植性・拡張性・適合性を持つ必要がある 既存の標準に合わせて開発された過去のアプリも実行できる必要がある アプリケーション群が，複数のアプリケーションプラットフォーム上で稼働する必要がある ドメインのアプリケーション
トヨタは、どのマイクロカーネルを採用するのでしょうか？ティアフォーの加藤先生のMcube でしょうか？それとも、AGLのL4REでしょうか？
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マイクロカーネルアーキテクチャ / プラグインアーキテクチャ ドキュメント - プログラミング学習サイト
概要 マイクロカーネルアーキテクチャは別名、プラグインアーキテクチャと呼ばれている。 コアシステムとプラグインの二つのコンポーネントで構成される比較的シンプルなアーキテクチャであり、アプリケーションのカスタムロジックの結合と分離を実現している。 プラグインアーキテクチャの用途は大きく分けて2種類あり、 パッケージ化され、単一のモノシリックなアプリとしてダウンロードされてインストールできるようなアプリケーション カスタムビジネス(国ごとのローカライズが発生するなど)アプリケーション このいずれかで使用される。 今回は前者の意味合いで(ダウンロードして使用するタイプのアプリケーションで)解説する。 プラグインアーキテクチャの構成 システムは「コアシステム」「プラグインコンポーネント」の二種類から成り立ち、 中央集約型の「コアシステム」に対して「プラグインコンポーネント」を取り付ける形で構成され
基本情報技術者平成17年秋期問31 マイクロカーネル
シングルユーザーモードは、マルチユーザー環境のOSにおいてシステム管理者のみをログイン状態にするモードで、システムのメンテナンスなどをする場合に使用されます。正しい。マルチスレッドは、1つのプロセス内に複数のスレッドを生成し並行処理を行わせる仕組みです。モノリシックカーネルは、OSの中核部分であるカーネルに様々な機能を持たせる設計手法です。
シンプルでエレガントにOSの機能を実現するマイクロカーネルの手法について、自作OSと実用OSで、それぞれの設計と実装を理解し、そこに込められているアイデアとテクニックを探求しよう！
株式会社秀和システム（東京都・代表取締役会長兼社長 上田智一）は、2023年5月18日、新刊『自作OSで学ぶマイクロカーネルの設計と実装』を発刊します。本書は、自作OSおよび実用OSのソースコードを紐解き、マイクロカーネルOS の概念からその実例まで、機能ごとに分けて解説したものです。 OSの仕組みそのものに興味を持った人であれば、あるいは職業プログラマーであれば、OSの設計には「マイクロカーネル」と「モノリシックカーネル」という手法があり、Windowsを始めとする一般的なOSはモノリシックカーネルをベースに作られていることは知っているでしょう。そして、マイクロカーネルは「美しい設計ではあるものの、実装が難しく、実用的なパフォーマンスが出ない」と思っているかもしれません。しかし、本書で実例として取り上げているMINIX3、seL4、Machは、すでにさまざまなところで使われており、世界を
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CとRustで一から作るマイクロカーネルOS
マイクロカーネルの設計と実装
TCP-BPF: Linuxはマイクロカーネルの夢を見るか｜oraccha
技術書典8 『マイクロカーネルの設計と実装』
オープンソースRTOS「seL4」の紆余曲折からマイクロカーネルの進化を俯瞰する
CとRustで一から作るマイクロカーネルOS
自作OSで学ぶマイクロカーネルの設計と実装 - 秀和システム あなたの学びをサポート！
Amazon.co.jp: 自作OSで学ぶマイクロカーネルの設計と実装: 怒田晟也: 本
モノリシックカーネルとマイクロカーネル - Linux技術者認定 LinuC | LPI-Japan
自作OSで学ぶマイクロカーネルの設計と実装 - 秀和システム あなたの学びをサポート！
マイクロカーネルの本を書きました (5月18日販売)
セキュリティに最適化されたseL4マイクロカーネルをLinux Foundationが支援：時事ドットコム
自作OSで学ぶマイクロカーネルの設計と実装 怒田晟也(著/文) - 秀和システム
A9N: HALを用いて移植容易性を実現するマイクロカーネル - 未踏ジュニア
セキュリティに最適化されたseL4マイクロカーネルをLinux Foundationが支援
マイクロカーネルの設計と実装 - seiya - BOOTH