January 19, 2012

演講:L4 microkernel 的背景知識與最新的研究發展

今年二月 7 日,小弟將分享關於 L4 microkernel 的背景知識與最新的研究發展,詳情請參考 [星系統社群:第5次星系主題-L4 microkernel 的背景知識與最新的研究發展]。

第一次見到 [L4 microkernel],是在 William Stallings 的 [作業系統叢書] 讀到,那時是 1997 年,僅提供七個系統呼叫但可搭建完整作業系統基礎的 microkernel,對當時還在唸高中的我,實在是不小的衝擊。高中住校沒有辦法使用電器設備,遑論使用網際網路,唯一獲取知識的方法,就是利用每天宿舍晚自習結束到關大門前的短暫一個半小時,去附近的書店啃書,William Stallings 的大作闡述作業系統非常透徹,而關於 L4 的部份,更激起我的興趣,但這類的書籍往往售出後,就很少進貨,而我身上根本沒什麼零錢,結果一時鋌而走險,竟然沒購買而擅自攜帶出去。這本書伴隨著我在高中的課餘生涯,也讓「系統程式」與我結下不解之緣。

像這樣去附近的店家「借取」(一開始真的有歸還,但後來就無疾而終) 了好幾本關於作業系統、編譯器設計、Linux / BSD 系統書籍的行徑,是高中生涯很特別的插曲,但「偷書」是事實,估計總價約台幣五千多元。後來接了案子,逐漸有能力償還時,這些店家要不倒閉,不然就是不接受我的賠償,於是愧疚了十多年。這幾年購書,往往會要求不打折,不然就是同一本書一次多買幾份,送給需要的朋友,此外,我持續地作免費的資訊技術分享,就是希望能多作點補償。因為談及 L4 microkernel,也抖出「偷書」的陳年往事,如今探討這個議題,自然是五味雜陳,本議程最早規劃在去年,追憶 L4 發明人 Jochen Liedtke 教授過世十週年,不過當時有事耽擱,只好在今年擇期探討。

L4 在上個世紀末證明,microkernel 的效能落差並非本質的限制,而是設計與實做的議題,也因此,L4 這個高效能的 microkernel 被稱為「第二代 microkernel」, 有鑑於 CMU Mach microkernel 的若干低效能表現 (如 IPC),L4 進一步做出精簡的設計,只 7 個系統呼叫,而且核心本身只有 12 Kbytes,只實現以下三個抽象概念的基礎建設:
  • Address space
  • Thread
  • IPC
藉由充分使用硬體機制來實現,大幅縮減 TLB 與 cache miss 的開銷。這十年來,無論是原本從事 microkernel 抑或 RTOS 開發的廠商與研究單位,則逐漸往虛擬化技術 (virtualization) 靠攏,愈來越多技術發生「大融通」的效應,而本議程則著眼於 L4 microkernel 與日益多元的應用方式,介紹其背景知識與發展,預定提綱如下:
  • Myths of Microkernel
  • Characteristics of second generation microkernel
  • Key services: memory, thread, IPC management
  • L4 in real world: distributed, virtualization, and reliability
如同之前的演講 [Embedded Hypervisor for ARM],小弟也會發表一項新專案,這是個極小的 L4 microkernel 與作業系統環境的實做,在某個程度上,可說是回應了 2007 年發表的 [Orz Microkernel]。期待您的指教與交流,謝謝!
由 jserv 發表於 January 19, 2012 11:36 AM
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