17歳の学生が独学で「どのようにCPUがプログラムを動かすのか」を調査し詳細に解説するページを作成
コンピューターの頭脳ともいえるCPUが、どのようにプログラムを実行するのかについて、17歳のエンジニアであるレクシー・マティック氏が、独学で調べた知識を解説したウェブページを公開しています。 Putting the "You" in CPU https://cpu.land/ 「プログラムを実行するとどうなるか」について疑問を抱いていたマティック氏は、独学での学習を始めたものの、OSやCPUがどのように機能するかについて詳細かつ適切に解説するサイトは見つからなかったそうです。そこでマティック氏は、「自分自身で本当に良い学習リソースを作るべきだ」と考え、解説ページの作成に取り掛かりました。 PCでプログラムを実行する際、CPUは命令を順番に実行していく必要があります。しかし、CPUプロセッサは、一度に複数のプログラムを実行することができません。そこで、OSの中核を担うカーネルが、タイマーを使
Mac で始める「ゼロからのOS自作入門」 - Qiita
Mac で「ゼロからのOS自作入門」の「8.7 メモリ管理に挑戦」まで進められたので、ひとまずそこまでの手順をメモとして残しておきます。この環境構築方法で本の最後まで進められるかどうかはまだわかりません。 環境は macOS BigSur(11.4), CPU は Intel でも Apple Silicon でも OK です。Homebrew はすでにインストールされているものとします。 PATH にいろいろ追加していきますが、適宜 .zshrc 等の PATH の設定にも追加してください。 EDK II の準備 後でインストールする binutils がすでにインストールされ PATH に追加されていると失敗するので注意してください。 $ cd $HOME $ git clone https://github.com/tianocore/edk2.git $ cd edk2 $ git
CPUベンチマークの採取方法 | 外道父の匠
CPUの性能を調べる方法を紹介、というかメモです。 次の記事が長くなりすぎないように分割したやつ。 CPU Benchmark Charts 最も手軽にCPU性能を調べられるのが、このサイトです。 PassMark Software – CPU Benchmark Charts 私の場合は、サイドバーの『Single Thread』を眺めたり、ヘッダの検索から型番のページに行って、Single Thread の値を確認したりします。 マルチコアでの総合力も大事なんですが、個人的には Single での性能がレスポンスタイムなどに直結するので、重要視しています。 CPU情報 /proc/cpuinfo Linux なら、これで大体の情報を確認できます。 $ cat /proc/cpuinfo processor : 0 vendor_id : GenuineIntel cpu family
VM環境のCPU仮想化はどうやって実現しているのか ハードウェア仮想化支援機構の仕組み
Arm入門勉強会とは、macOSがArmに移行したこの機にArmアーキテクチャでのプログラミングについて入門するソフトウェアエンジニアのための会です。今回主催の@nullpo_head 氏が、Armの仮想化支援機構について、その仕組みから深く説明します。前半は「現代のハードウェア仮想化支援機構」について。全２回。 ハードウェア仮想化支援とは何か 佐伯 学哉氏：入門セッション3つ目は『Armの仮想化支援機構』についての入門セッションです。どうぞよろしくお願いします。 本発表のスタートとゴールです。VMwareとかQemuとか使ったことあるけど仮想マシンの仕組みなんも知らんというところがまずスタートになっています。 1個目のゴールは、最近のVMのざっくりした仕組みとハードウェア仮想化支援とは何かということがわかること。そしてその話のあとに実際にArmの仮想化支援機構の概要を説明し、Armの仮想
CPUエミュレータをRustで自作する - Don't Repeat Yourself
この記事は Rust Advent Calendar 2020 ならびに CyberAgent Developers Advent Calendar 25日目の記事です。 今年のはじめの頃になりますが、『CPUの創り方』という本に載っている TD4 という CPU を実装してみました。TD4 は「とりあえず動作するだけの4bit CPU」の略です。この本に載っている CPU エミュレータを実際に実装してみました。ただし、本書には GUI が載っていましたが、それは省略しました。 CPUの創りかた 作者:渡波 郁発売日: 2003/10/01メディア: 単行本（ソフトカバー） 「最近話題の RISC-V などの CPU エミュレータを作ってみたいものの、いきなり作るにはハードルが高い。何か簡単なもので素振りをして CPU の動作の仕組みをまずは知りたい」という方にはかなりオススメできる教材だ
CPUの珍命令 - Qiita
EDIT: はてなブックマークのエントリ だと ABCD (BCD加算) や DJNZ (ループ命令) が人気なようだ(Wikipediaしばりなもんで...) 。6502によくある JSR / RET が対応しないコーディングや、Z80で PUSH を目的外利用するような例は入れても良かったのかも。 DOOMの例を追加。 Wikipediaに個別ページができちゃうくらい有名な命令のメモ。 きっかけ このソースコードは現在の倫理上一般的でない表現が使われている箇所については当時の内容を尊重して掲載しています — ほうめい マイコンで遊んでばっかりで (@houmei) July 14, 2020 を受けて、 6809の命令のことですね。わかります >RT — Miura Hideki (@miura1729) July 14, 2020 １つのCPU命令が独立したWikipediaのページ
VHDL 100行で8bit CPUを設計してGHDLでエミュレーションする - Qiita
昔書いたにっき( https://mjt.hatenadiary.com/entry/20110125/p2 )で取り上げたMCPU( https://github.com/cpldcpu/MCPU/ )を拡張し、それなりの実用性を確保したい話。 作成したものはGitHubに置いてある https://github.com/okuoku/nanocpu 。 できたCPU 出来たCPU の諸元を簡単に要約すると、 64マクロセルCPLDに収まるギリギリのデザイン 割り込み機能なし ALU命令は 4命令のみ (ADD / NOR / Store / Jump if Clear Carry + carry clear) 8bit データ、ALU 14bit アドレスバス (8bitセグメント、6bit直接アドレス) 非同期SRAMメモリインターフェース を持つ。このCPUは64マクロセルのXil
CPUキャッシュがGoのコードに与える影響（翻訳）｜TechRacho by BPS株式会社
繰り返しますが、正確な図はプロセッサモデルによって異なります。ここでは見積もりのため、以下の目安で考えます。メインメモリのアクセスに60ns（ナノ秒）かかり、L1キャッシュへのアクセス速度はその約50倍高速だとします。 さて、プロセッサの世界には「参照の局所性（locality of reference）」と呼ばれる重要な概念があります。プロセッサがメモリ上の特定の場所にアクセスするとき、以下のように予測を立てます。 近い将来、メモリ上の同じ場所にアクセスする可能性が非常に高い これは「時間的局所性（temporal locality）の法則」です 近い将来、メモリ上のその場所からごく近い場所にアクセスする可能性が非常に高い これは「空間的局所性（spatial locality）の法則」です CPUにキャッシュが存在する理由のひとつが、この時間的局所性です。では空間的局所性を高めるにはど
CPU律速なRuby/Pythonコードはデフォルト設定のdocker上で遅くなる - まめめも
English version 要約 dockerはデフォルトでセキュリティ機構（Spectre脆弱性の対策）を有効にします。この影響で、RubyやPythonのようなインタプリタは速度が劣化します。特にCPU律速なプログラムで顕著に遅くなります（実行時間が倍くらいになることがあります）。 現象 Rubyで1億回ループするコードを、直接ホスト上で実行する場合と、docker上で実行する場合で実行時間を比較してみます。 直接ホスト上で実行した場合： $ ruby -ve 't = Time.now; i=0;while i<100_000_000;i+=1;end; puts "#{ Time.now - t } sec"' ruby 2.7.1p83 (2020-03-31 revision a0c7c23c9c) [x86_64-linux] 1.321703922 sec docker
perfから読み解くプロセッサトレースの仕組み (perf + Intel PT/ARM CoreSight) - Qiita
諸事情でperfのソースコードを読んだのでせっかくなので簡単に解説。 今回はperfの中でもイベントの記録を担当するperf recordコマンドの処理を見ていく。特に近年はCPUがトレース機構を持っておりperfもその恩恵に預かっているため、本記事ではperf recordの中でもCPUのプロセッサトレース機構との連携部分に注目したい。 本音を言えば、perfよりIntel Processor Trace(Intel PT)やARM CoreSightといったプロセッサトレース自体に興味があるのだが、これらはLinux上ではperfイベントとして実装されているためperfコマンドの実装を皮切りに解析する腹づもりだ。 1. Perf アーキテクチャ 元々perfはPerformance counters for Linux (PCL)という名前の前身が存在しており、CPUの提供するパフォー
作って理解するOS x86系コンピュータを動かす理論と実装
2019年9月26日紙版発売 2019年9月26日電子版発売 林高勲 著，川合秀実 監修 B5変形判／736ページ 定価4,048円（本体3,680円＋税10%） ISBN 978-4-297-10847-2 Gihyo Direct Amazon 楽天ブックス honto ヨドバシ.com 電子版 Gihyo Digital Publishing Amazon Kindle ブックライブ 楽天kobo 本書のサポートページサンプルファイルのダウンロードや正誤表など この本の概要 現在広く普及している，x86系CPU搭載のコンピュータ。 本書はOSの機能を実装しながら，その姿を明らかにしていきます。 第1部ではまず，ハードウェア，ソフトウェアの基本概念や，CPUとOSの関係など，コンピュータの核となる理論を丁寧に解説します。 第2部では，x86系コンピュータに対象を絞り，レジスタの構成や，
サーバ/プロセスのメトリクスを使ったNagios/Mackerel/Consulのチェックコマンドを作るときに便利な metr を作った - Copy/Cut/Paste/Hatena
Consulでちょっとしたヘルスチェックを追加したいと思ったのですが、例えば iowaitが高いかつuserは低いとき という条件を書こうとしたときに、「うっ。。！どう書けばいいんだ。。」となってしまったので、作りました。 github.com これはなに metr は次のような利用を想定したコマンドです シェルスクリプトにホストやプロセスのメトリクスの値を使った条件を組み込む Nagios pluginとして利用する Mackerel check pluginにチェックコマンドとして利用する 使い方 インストールはHomebrew以外にdeb/rpmパッケージを用意しています。基本的にサーバにコマンドとしてインストールするのが良いでしょう $ dpkg -i metr_0.5.1-1_amd64.deb metr list 取得できるメトリクスは metr list で確認できます。また
Vue・React・Angularのパフォーマンス比較検証 - ICS MEDIA
ウェブのフロントエンド開発に役立つライブラリとして、VueとReact、Angularがよく取り上げられます。これらのライブラリは、SPA（シングルページアプリケーション）の開発に役立つ多くの機能を持っています。 フレームワークを選定するには、「人気だから使う」という短絡的な理由で選択をするのは望ましくありません。設計思想や機能の種類、学習コストなどの観点で、プロダクト・プロジェクトチームへの適性を検討するのがセオリーです。幸いにも、それぞれを比較した記事がウェブに数多くあり、選定のヒントを簡単に得ることができます。 一方、機能面の比較ばかりが取り上げられ、性能面で紹介されている記事が少ないように見受けられます。記事『サービスにおいて速さこそが神である｜深津 貴之』でも紹介されているように、昨今のウェブはスピードが求められる時代でもあり、ライブラリの性能評価の記事があってもよいのではないで
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6万ミリ秒でできるLinuxパフォーマンス分析 | Yakst
NetflixのシニアパフォーマンスアーキテクトであるBrendan Gregg氏による、Linuxサーバにログインして60秒でまず調べることのまとめ。 パフォーマンス問題でLinuxサーバーにログインしたとして、最初の1分で何を調べますか？ Netflixには、多数のEC2 Linuxからなるクラウドがあり、そのパフォーマンスを監視したり調査したりするための数々のパフォーマンス分析ツールがあります。その中には、クラウド全体にわたる監視を行うAtlasや、オンデマンドにインスタンスの分析を行うVectorがあります。これらのツールは多くの問題を解決する手助けをしてくれますが、各インスタンスにログインし、標準的なLinuxパフォーマンスツールを実行する必要がある場合もあります。 この記事では、すぐ使えるはずの標準的Linuxツールを使いコマンドラインにおいて、最適化されたパフォーマンス調査を
Linux メモリ管理を理解したい - Qiita
Linux カーネルのメモリ管理方法について、勉強したことをまとめる。 メモリ管理はハードウェアに強く依存するため、x86_64 かつ OS起動後に 64bitプロテクトモード に移行したあとに話を絞る。また、OS は CentOS7.6、カーネルは次のバージョンを利用する。 ]# cat /etc/redhat-release CentOS Linux release 7.6.1810 (Core) ]# uname -a Linux localhost.localdomain 3.10.0-957.21.3.el7.x86_64 #1 SMP Tue Jun 18 16:35:19 UTC 2019 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux 概要 ノイマン型アーキテクチャ コンピュータの基本的な構成のひとつ。次の図が参考になる。 ほぼ全てのコンピュータが、このアーキ
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“PC”あるいは“Personal Computer”と呼ばれるもの、その変遷を辿る
なぜもっとたくさんのコアを搭載したCPUを作らないのでしょうか？2000コアのGPUなんかそこら辺にありますが、なぜCPUでは同じようにできないのでしょうか？
[CNDT2020]Linux Observability with BPF Performance Tools![[CNDT2020]Linux Observability with BPF Performance Tools](https://cdn-ak-scissors.b.st-hatena.com/image/square/27977ece6c4797a62da6aeb2b3ddc5022118054e/height=288;version=1;width=512/https%3A%2F%2Ffiles.speakerdeck.com%2Fpresentations%2F6a256bbe61a84c099e6ad224292892f9%2Fslide_0.jpg%3F16211394)
CPU Steal Time 入門 - Qiita
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