用語集

アプリとハードウェアの間に入り、限られた資源を安全に分けます。Linuxという言葉は、狭い意味ではこのカーネルを指します。

同じアプリを2つ起動すれば、通常は別々のプロセスとして管理されます。

たくさんのプロセスを短い時間で切り替えます。待ち時間と公平さの釣り合いを取ります。

途中の状態を保存し、次のプロセスの状態を読み込みます。切り替えにも少し時間がかかります。

優先度を考慮して進み方を調整します。CFSやEEVDFが公平さを判断する材料です。

Linux 6.6から公平スケジューリングの選択方式として使われ始めました。仮想デッドラインは公平さを計算するための値です。実時間の制約にはSCHED_DEADLINEなどを使います。

プロセスID、ネットワーク、マウント位置、ホスト名などを分けられます。コンテナの『見える範囲』を作ります。

CPU、メモリ、I/Oなどの利用を計測し、重みや上限を設定します。

Linux上のコンテナは、namespace、cgroup、capability、ファイルシステムなど複数の機能を組み合わせて作ります。

ゲストOSは自分のカーネルを持ちます。LinuxではKVMとQEMUなどを組み合わせて動かします。

KVMはLinuxカーネルの仮想化機能です。機器のモデルなどはQEMUのようなユーザー空間プログラムが担います。

KVMはCPUの仮想化支援機能を使い、ゲストOSの特権命令を処理します。I/Oにはデバイスエミュレーションとvirtioのどちらも組み合わせられます。

ゲストOSは、既存のデバイス用ドライバを使えます。ホスト側はレジスタ操作、割り込み、データ転送などを処理します。

ゲスト側の専用ドライバとホスト側の装置モデルが、仮想環境向けの形式でやり取りします。virtioはI/Oデバイス向けの標準仕様です。

ゲスト側のドライバとホスト側の装置モデルが、virtqueueという共有キューを通して要求と完了を渡します。

Linuxは既存のユーザー空間を動かし続ける方針を強く守ります。公開ABIには安定度の区分があります。カーネル内部のAPIはバージョンとともに変わります。

ファイルを読む、通信する、プロセスを作る、といった操作に使います。

終了後はリリース候補を毎週出し、主に修正と安定化を進めます。

通常は週に一度更新されます。回数はカーネルの状態に応じて増減します。

Linux 5.16で導入されました。1ページのフォリオもあり、大きなフォリオは必要に応じて分割できます。struct pageと役割を分けながら使われています。

カーネル内の処理へ共通の確認地点を設けます。SELinux、AppArmor、Landlockなどが、このフックを使います。

6.12で公式カーネルの対応範囲が大きく広がりました。達成できる最大遅延は、CPU、ドライバ、カーネル設定を含む実機測定で評価します。

メモリ、CPUレジスタ、開いているファイル、プロセスの親子関係などを記録します。復元側では識別子や資源の関係も作り直します。

Checkpoint/Restore In Userspaceの略です。namespace、cgroup、ptrace、procfs、各種カーネルAPIを組み合わせて動きます。