# 1章 Linux入門（イントロダクション&雑談回）

* [カーネルとユーザランドの入れ替え](https://www.openrtm.org/openrtm/ja/content/%E3%82%AB%E3%83%BC%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%81%A8%E3%83%A6%E3%83%BC%E3%82%B6%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%83%89%E3%81%AE%E5%85%A5%E3%82%8C%E6%9B%BF%E3%81%88)
* 基本的に２章以降の流れの説明で目新しいこと無いので気になったところ議論
* shellってどこにある？
* ユーザーランドにいる
* kernel（核）を覆うshell（殻）
* appとカーネルがやりとりしている図を見ながら
* Appとカーネルの間になにか挟まってる？
* 挟まってるというより、カーネルがシステムコールを提供しているよ
* Linuxカーネルはモノリシックらしい
* コードベースがでかい
* ビルド時間が長い
* バイナリもでかい
* デバイスドライバを書くときは、動的にロードできるモジュールドライバで作る
* 全体をコンパイルし直さなくていい
* モノリシックとは
* [システムコールとは何なのか](https://qiita.com/sxarp/items/aff43dd83b0da69b92ce)
* Q. 仕事でカーネルいじってるとき、毎回コンパイルするの？
* カーネルはいじってなくて、DPDKという技術がある
* カーネルバイパスしてユーザー空間で動作する
* カーネル空間で色々やるオーバーヘッドを避けられる
* アプリケーション向けの最適化を行える。こういうのはデバイスドライバでやるのに向かない
* [DPDK](https://www.ntt-tx.co.jp/column/dpdk_blog/20180920/)
* そうじゃなくてもデバドラは動的にロードできる
* カーネルをコンパイルするのってどんな仕事なんだろ
* カーネルはコンパイル不要の設定の変更で最適化できたりもする（ISUCON本の知識）
* ハイパーバイザって何を抽象化してるの？（宿題）
* オーバーコミットという動作がある
* CPU切り替えまくると遅くなる
* ゲストOSを特定のCPUに紐付けることをCPUピニングと呼ぶ
* つまりハードウェアの利用をゲスト向けに最適化しつつ抽象化するってこと？
* AppleシリコンのMacでは、qemuってやつがx86向けの諸々をやってくれていた
* CPUエミュレーションっぽいことをやっている
* 命令セットの変換？
* 予想
* ハイパーバイザは仮想のマシンとして命令セットを提供している？
* ゲストOSのカーネルから見えるリソースをコントロールしている？
* 読んだ：[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](https://logmi.jp/tech/articles/323956)
* 素朴なCPUエミュレーションとかはあまりやらないらしい。遅いので
* 実際はCPUが仮想化支援機構を持っていて、直接実行できる命令が多い
* 仮想化が必要なのはIOなどの命令
* 仮想化が不要な命令の場合
* qemu->KVM この命令を実行してくれ
* 仮想化支援により実行される
* IOなどの命令の場合（センシティブ命令）
* qemu->KVM この命令を実行してくれ
* VCPU->KVM できないよー（VMEXIT）
* KVM->qemu エミュレーションしてくれー
* qemu->KVM エミュレーションした結果だよ
* 実行される

# 二章 Linuxカーネル

* Linuxカーネルとはなにか
* アーキテクチャの全体
* カーネルが果たす本質的な役割

## 2.1 Linuxアーキテクチャ

* 三つの階層に分ける
* ハードウェア
* カーネル
* ユーザ空間
* カーネルとユーザ空間の間
* システムコール
* ハードウェアとカーネルの間
* システムコールとは異なり、ハードウェアの種類ごとにグループ化されている
* CPUインターフェイス
* メインメモリとのインターフェイス
* ネットワークインターフェイスとドライバ
* ファイルシステムとブロックデバイスのドライバインターフェイス
* キーボード、ターミナル、その他IOなど入力デバイスにおけるキャラクタデバイス、ハードウェア割込み、デバイスドライバ
* シェルやその他コマンドなどのユーティリティはカーネルでなくユーザー空間の一部
* ユーザ空間のトピック
* ユーザーモードとカーネルモードの比較
* カーネルモードでは数少ない抽象化で高速な実行
* ユーザーモードは低速だが安全で便利な抽象化


## 2.2 CPUアーキテクチャ

* Linuxカーネルには汎用的なコードやドライバ以外にも、CPUアーキテクチャに特化したコードが含まれる
* この分離により移植が容易となる
* 新しいハードウェアに素早く対応できる
* BIOSからハードウェア情報を取得する`dmidecode`
* [Manpages](https://man.cx/dmidecode)
> dmidecode is a tool for dumping a computer’s DMI (some say SMBIOS ) table contents in a human-readable format. This table contains a description of the system’s hardware components, as well as other useful pieces of information such as serial numbers and BIOS revision. Thanks to this table, you can retrieve this information without having to probe for the actual hardware. While this is a good point in terms of report speed and safeness, this also makes the presented information possibly unreliable.
* 無理なら`lscpu`
* `cat /proc/cpuinfo`でも確認可能

### 2.2.1 x86アーキテクチャ

* Intelが開発した命令セットファミリ
* のちにAMDにライセンス供与
* よく見かけるやつ
* x86_64 -> Intel
* amd64 -> AMD
* デスクトップやラップトップなどのコンシューマから、サーバーまで広く使われる
* エネルギー効率はあまりよくない
* [アウトオブオーダー実行](https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%82%A6%E3%83%88%E3%83%BB%E3%82%AA%E3%83%96%E3%83%BB%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%80%E3%83%BC%E5%AE%9F%E8%A1%8C)

### 2.3.2 メモリ管理
* 仮想メモリとページテーブルは何が違う？
* 仮想メモリとは、プロセスに仮想的なメモリ空間を割り当てる仕組み
* メモリテーブルとは、仮想メモリ空間をページごとに物理メモリにマッピングする仕組み

### 2.3.6 システムコール
* ユーザーモードからカーネルモードに切り替わるので、コンテキストスイッチが行われる
* ハードウェアコンテキストとは？
* [ハードウェアコンテキスト](https://wikiwiki.jp/north2006/%E3%83%8F%E3%83%BC%E3%83%89%E3%82%A6%E3%82%A7%E3%82%A2%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%86%E3%82%AD%E3%82%B9%E3%83%88)
* [コンテキスト (計算機科学)](https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%86%E3%82%AD%E3%82%B9%E3%83%88_(%E8%A8%88%E7%AE%97%E6%A9%9F%E7%A7%91%E5%AD%A6))
* スイッチしているもの
* CPUのレジスタの値
* 仮想メモリ->実メモリアクセスのためのテーブル
* tsk->active_mm
* [まじでわからんActiveMMの説明（メーリングリスト）](https://www.kernel.org/doc/html/v5.0/vm/active_mm.html)
### 脱線。ActiveMMってなんだろう
* 構造

# 余談、メタ
* アイコスはくさいらしい
* ↑うるさいですね