Kernel

はじめに 動かしながらゼロから学ぶLinuxカーネルの教科書 第2版 上記の技術書を読んでいてスケジューラ周りの理解が曖昧だったので、生成AIや公式ドキュメントを使って整理した。 CFS (Completely Fair Scheduler) とは Linux 2.6.23から導入されたプロセススケジューラ。「全プロセスに公平にCPU時間を与える」という思想で設計されている。 vruntime（仮想実行時間） vruntimeは「実際の実行時間をNICE値で補正した値」で、CFSの核心となる指標。 vruntime += 実際のCPU時間 × (1024 / プロセスの重み) NICE値が低い（優先度高）→ 重みが大きい → vruntimeの増加が遅い → より長くCPUを使える NICE値が高い（優先度低）→ 重みが小さい → vruntimeの増加が速い → すぐ交代させられる CFSは「vruntimeが最も小さいプロセスを次に実行する」というルールで動く。後ろ向きの指標（過去の使用量の累積）であることがEEVDFとの本質的な差になる。 NICE値と重み NICE値は -20（最高優先度）〜 +19（最低優先度）の範囲で、内部的に重みに変換される。 NICE 0 → weight 1024 NICE -1 → weight 1277（約1.25倍） NICE +1 → weight 820（約0.8倍） NICE -20 → weight 88761 NICE +19 → weight 15 1段階変わるごとに約10%のCPU時間が変化する設計になっている。 タイムスライスとスケジューリングレイテンシ スケジューリングレイテンシは「全プロセスが最低1回実行されるべき目標周期」。デフォルト約6〜24ms（プロセス数による）。 タイムスライスはその比例配分： タイムスライス = スケジューリングレイテンシ × (タスクの重み / キュー内の全タスクの重みの合計) 具体例： ...

はじめに [https://info.nikkeibp.co.jp/media/LIN/atcl/books/070900046/:embed:cite] 上記の技術書を読んでいて、ブートローダとLinuxの初期スタート時の役割とか順番がいまいち掴めなかったので生成AIや他の記事など別軸から調べ直してまとめた。 起動フロー全体像 UEFI/BIOS ↓ POST（ハードウェア初期化）、ブートデバイス選択 ブートローダー（GRUB等） ↓ /boot/vmlinuz（カーネルイメージ）をメモリに展開 ↓ /boot/initramfs をメモリに展開 カーネル起動 ↓ initramfsを一時的な / としてマウント ↓ ドライバ読み込み、本物のrootデバイスを認識 ↓ 本物のroot FSをマウント（switch_root） /sbin/init（systemd）に移譲 各フェーズの詳細 1. UEFI/BIOS 起動の最初はUEFI（または旧来のBIOS）が担う。 POST（Power-On Self Test）: メモリ、CPU、周辺デバイスの初期化 ブートデバイスの選択（NVMe, SSD, PXEなど） UEFIの場合はEFIパーティション（ESP）から .efi ファイルを直接実行できる UEFIとBIOSの大きな違いとして、UEFIはGPTディスクのネイティブサポートや、セキュアブートの仕組みを持つ。 2. ブートローダー（GRUB2等） UEFI/BIOSからブートローダーに制御が渡る。 代表的なものはGRUB2で、設定ファイルは /boot/grub/grub.cfg にある。 ブートローダーの役割はシンプルで、以下の2点だけ： カーネルイメージ（vmlinuz）をメモリに展開する initramfs（initramfs-*.img）をメモリに展開する # /boot 以下の典型的な構成 $ ls /boot/ grub/ initramfs-6.1.0-28-amd64.img vmlinuz-6.1.0-28-amd64 ブートローダー自身はルートFSのマウントをしない。あくまでカーネルとinitramfsをメモリに置いて制御を渡すだけ。 3. カーネル起動とinitramfs ここが一番誤解されやすいフェーズ。 カーネルが起動すると、まず**initramfs（Initial RAM Filesystem）**を一時的なルート（/）としてマウントする。 なぜinitramfsが必要か？ カーネル本体はコンパクトに保つ設計になっており、NVMeやLVMやLUKS（暗号化）といった本物のディスクにアクセスするためのドライバを、起動時に動的にロードする必要がある。 initramfsはそのためのミニマルな環境を提供する。 initramfs の中身（概略） /init → 起動スクリプト /lib/modules → カーネルモジュール（ドライバ） /bin, /sbin → busybox等の最低限のコマンド群 処理の流れ： ...