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1000行でOSを作ってみよう 本書では、小さなOSをゼロから少しずつ作っていきます。 OSと聞くと腰が引けるかもしれませんが、OS (特にカーネル) の基本機能は案外単純です。巨大なオープンソースソフトウェアとしてよく挙げられるLinuxでさえ、バージョン0.01はたった8413行でした。様々な要求に応えるために次第に肥大化していっただけで、当初は大変素朴な実装になっていました。 本書ではコンテキストスイッチ、ページング、ユーザーモード、コマンドラインシェル、ディスクデバイスドライバ、ファイルの読み書きをC言語で実装します。これだけ様々な機能が詰め込まれているのに、コードは合計でたった1000行未満です。 「1000行なら1日でできそう」と思うかもしれませんが、初学者には少なくとも3日はかかるでしょう。OS自作のハマりポイントは「デバッグ」です。アプリケーション開発とは違うデバッグ手法
Linuxの創造主、Linus Torvalds氏が、Googleのエンジニアから提出されたRISC-V関連のコードを「ゴミ(garbage)」と一蹴し、プルリクエストを却下した。この出来事は、オープンソース界の巨頭が、品質と規律に対する揺るぎない姿勢を改めて示したものとして、大きな波紋を呼んでいる。 静寂を破った「ゴミ」発言 事件が起きたのは、Linux 6.17カーネルのマージウィンドウ(新機能を取り込む期間)が閉じようとしていた2025年8月8日金曜日のことだ。GoogleのAndroidチームに所属するエンジニア、Palmer Dabbelt氏が、次期カーネル向けのRISC-Vアーキテクチャ関連の機能追加を求めるプルリクエストを提出した。 これに対し、週末にかけてTorvalds氏から返されたのは、彼の代名詞とも言える、率直かつ痛烈な拒絶の言葉だった。Linuxカーネルメーリングリ
「OSの開発」と聞くと、大企業や大規模組織にしか作れない複雑なものをイメージしがちです。「OS in 1,000 Lines」はOS専門家の怒田晟也氏が記した無料の教材で、OSの基本的な仕組みを学びつつ1000行未満のシンプルなコードでOSを作成することができます。 1,000行で作るオペレーティングシステム https://seiya.me/blog/operating-system-in-1000-lines はじめに | OS in 1,000 Lines https://operating-system-in-1000-lines.vercel.app/ja/ 「OS in 1,000 Lines」は最初から最後まで日本語で記述されており、解説を読みながらコードを書くことで「コンテキストスイッチ」「ページング」「ユーザーモード」「コマンドラインシェル」「ディスクデバイスドライバ」「
クレイジーピエロ 著 無から始める自作CPU CPUは作れる!!!!!!!!ご存知でしたか!!!?????? CPU、それは我々が暮らす情報社会の基盤となる魔法の石です。 世に存在する全てのソフトウェア、例えばゲーム、AI、Webサーバ、OS、これらは全てCPUが無ければ動きませんし、今や車や飛行機、家電にも全てCPUが入っている時代です。 そんな誰もがCPUに依存している時代にも関わらず、CPUについて理解を持っている人間は余りにも僅か、というのが現状です。 そんな今こそCPUを作りましょう。 CPUを作り、完全に理解する事で、CPUによって成り立つ技術を学ぶ上での、揺るぎない自信と確証を身につける事が出来るでしょう。 本記事ではCPUという究極のブラックボックスに光を当て、半導体やプログラミングの知識が無の状態から、CPUを作る事を目標としています。 必要な物 本記事の内容の99%はW
こんにちは。「100円ショップのガジェット」を中心に電子機器を色々と分解をしているThousanDIYです。 このコラムでは、ガジェットを分解する中での発見や感想をつらつらと書いていきます。 ※(注記)タイトルに誤解を生みそうな表現があったので修正しました。(2/2 14:00) Bluetooth接続で左右が独立した「TWS(True Wireless Stereo)イヤホン」、AppleやSonyという大手メーカーから数万円で販売されている高級品というイメージがあったのですが、2021年の春ころから日本国内ではTWSイヤホンの低価格化が一気に進みました。最近ではドラッグストアやコンビニエンスストア、ショッピングセンターにある雑貨店やディスカウントショップでも数千円の製品を普通に見かけるようになりました。 第3回は、そんな「低価格TWSイヤホン」の代表格である、ダイソーの1,100円「完全ワイヤ
(雑に書いている戯言であることを最初に断っておきます。あくまで個人の感想です。) 実は私は今までRISC-Vには懐疑的だったのですが、最近の状況を知って考えを改めました。 RISC-Vとは RISC-V(リスク ファイブ)とはオープンソースライセンスで提供されている命令セットアーキテクチャ (ISA)です。 研究にも使うことができるし、実際に多くの半導体メーカーがこの仕様に基づいたCPUを開発、出荷しています。 多くのオープンソースのOSやツールチェインもすでにRISC-Vに対応しています。 私が懐疑的だった理由 RISC-Vはオープンソースであるゆえ、自由に拡張することができます。そのため様々な派製品が登場しています。シンプルな組み込み用のマイクロコントローラからパソコン用、サーバ用、HPC用など広い分野に渡ります。 かつてRISCの考え方にもとづいて開発されたMIPSというCPUがあり
現代のコンピューターのほとんどがx86やARMといったクローズドなアーキテクチャを採用する中で、プロセッサ業界に革新をもたらす鍵として注目されているのが、オープンソースの命令セット・RISC-Vです。そんなRISC-Vを搭載し、Linuxの動作にも対応した119ドル(約1万2400円)のコンピューターボード「BeagleV」が発表されました。 BeagleV https://beagleboard.org/static/beagleV/beagleV.html x86やARMはプロセッサのアーキテクチャとして多くのシェアを勝ち取っていますが、利用するためには高額なライセンス料を支払う必要があり、プロセッサ市場への新規事業者の参入障壁となる点などが問題視されてきました。オープンソースのRISC-Vは誰でも無料で利用できるため、普及すれば他業界や研究機関によるプロセッサ開発の垣根を下げ、安価な
2020年以降に爆発的に増えているRISC-Vコアの数。ただし、2025年までに600億個というSemico Researchが出した本資料の数字はさすがに無茶な推定だとは思う 米中貿易摩擦の結果、中国の半導体企業がRISC-Vに傾注 2016年後半あたりから、RISC-V FoundationのFoundation Memberは相次いでRISC-Vのコアの開発やRISC-V向けのソフトウェアなどの開発を手がけているが、先にRISC-Vに傾倒し始めたのは中国であった。 中国と米国は2015年頃から不協和音が出ていた。ただオバマ政権時はあまり強硬な手段を取らなかったこともあり、それほど大きな問題にはならなかった。しかし、2017年にトランプ政権に変わり、デカップリング政策を取ったことで急速に関係が悪化する。 BIS(米商務省産業安全保障局)は、特定技術を利用した製品の輸出や移転をする際に認
はじめに 環境の用意 ブートプログラムを作る 動かしてみる コンパイル QEMU上で起動 GDBで制御 最後に おまけ 執筆者 : 高橋 浩和 ※(注記) 「RISC-V OSを作ろう」連載記事一覧はこちら ※(注記) 「RISC-V OS」のコードはgithubにて公開しています。 はじめに RISC-VはMIPSアーキテクチャの流れを汲む正統派?のRISC CPUです。命令セットはシンプルですが、既存のメジャーなCPUのアーキテクチャと大きな違いがあるわけではありません。 Linux上で利用できるRISC-Vツール群も揃ってきたので、それらを使ってRISC-V用の小さなOSを実装してみようと思います。 最初は欲張らずに単純な実装を目指すことにします。 シングルコアのみサポート 64bitモードを使用 マルチタスキングを実現 タイムシェアリングスケジューリングを実装 割り込みネストは無し 保護機能は使わ
最近x86とArmに続く第3の勢力として、RISC-V(リスクファイブ)の名前を聞くことが多くなった。RISC-Vの場合、x86とArmと異なるのはさまざまなベンダーがさまざまなコアを用意していることで、まだ現状はIPを販売しているレベルの企業の方が多いが、チップの提供を開始しているメーカーも出始めている。 イメージとしては、1980年代末〜90年代のx86市場を考えれば良い。インテルとAMD以外にCyrix/IDT/TI/IBM/NexGenなど多数のメーカーが、独自の実装に基づくx86プロセッサーを市場投入していた時代に近い。 もちろんいろいろ異なる点もあるのだが、2010年代前半はプロセッサーといえばx86とArm、それにPowerPC/POWERといった程度がせいぜいだったのに、なぜ2010年代後半から急速にRISC-Vが盛り上がったのか、という一連の流れを数回に分けて説明しよう。
PC向けCPUの主流な命令セットアーキテクチャであるx86は、Intel 8086プロセッサに起源を持ち、46年の長きにわたって使われてきました。そんなx86は近い未来に滅んでしまうだろうと、技術系ブログのHackadayが主張しています。 Why X86 Needs To Die | Hackaday https://hackaday.com/2024/03/21/why-x86-needs-to-die/ x86を採用する現代のCPUは、複雑な命令セットコンピューターであるCISC、1クロックサイクルあたり複数の命令を実行可能な「スーパースカラー」、命令を高速化するため順序を変更して実行する「アウト・オブ・オーダー実行」、分岐先の命令を条件が満たされるか不明な状態で実行する「投機的実行」を特徴とする、フォン・ノイマン型アーキテクチャの一部分です。x86はもともとは16bitプロセッサで
米国のスタートアップBolt Graphicsは、NVIDIA RTX 5090と比較して最大10倍の性能を誇るという次世代GPU「Zeus」を発表した。最大2.25TBのメモリ容量と内蔵800GbEネットワークを特徴とし、レンダリング、科学計算、ゲーミング分野に革新をもたらす。開発者キットは2025年後半、量産は2026年後半を予定している。 革新的アーキテクチャと圧倒的な性能 (Credit: Bolt Graphics) カリフォルニア州サニーベールを拠点とするBolt Graphicsは、GPUアーキテクチャを一から再設計した「Zeus」を発表した。注目すべきは、昨今のトレンドとは異なりAIには一切言及せず、高品質レンダリング、HPC(高性能コンピューティング)、ゲーミングに特化した設計思想である。 創業者兼CEOのDarwesh Singh氏は「Zeusは消費電力を削減しながら性
秋月電子さんに新商品のマイコンが入荷したようです。1個40円の32ビットRISC-Vマイコン CH32V003J4M6 [販売コード:118062]です。あまりの安さとSOP8の可愛さで気になってしまいます。開発環境は公式のものもあるのですが、Arduino IDEもサポートしているようです。今回はお手軽なArduino IDEでセットアップをしてみます。 他にも1個50円のCH32V003F4P6 [販売コード:118061]もあり、こちらはピン数も多く高機能のようですが、まずはSOP8で扱いやすそうなCH32V003J4M6で試してみます。マイコンに書き込むためのツールのWCH-LinkEエミュレータ [販売コード:118065]も販売されていましたのでこちらも購入しました。 マイコンで簡単な回路を作ってみる CH32V003J4M6はSOP8なのでピン間隔も1.27mmと広く表面実装
低レイヤを知りたい人のためのCコンパイラ作成入門 まさに低レイヤのことが分かっておらず、以前から気になっていたこの本。取り掛かってみたところ思いのほかスイスイ進められて、勢いに乗ってセルフホスト(自分が書いたコンパイラで自分自身をコンパイルするところ)までいけたので記念に書いておく。正確には C コンパイラのサブセットです。 GitHub - motemen/mocc 全体的な進め方は、 上記の本の通りに進めていく。 それ以降は自作の 8queen が普通に書けるように機能を強化。 それ以降はセルフホストを目標に進める。 プリプロセッサやリンカは作らず、C からアセンブリまで。 という感じ。自分は手を動かさないと進んでる気がしないので、まずは書いてみつつわからない所があれば調べる、というスタンスでいく。 あと、せっかくなので RISC-V の勉強もしたかったのでこれ向けに書く。なので実行は
今回は、高専5年次から趣味で学習していたRISC-Vを実装した、簡単なCPU作成をしていこうと思います。 完全に知識ゼロの状態から学び始めたので、間違った解釈をしている部分があるかもしれませんが、その時は優しく指摘していただけると嬉しいです 🙏 また、本ブログはディジタル回路設計とコンピュータアーキテクチャ[RISC-V版]を基に書かれています。初心者でも理解しやすいように丁寧に解説されているので、興味があれば是非買ってみてください! RISC-Vってなんぞ RISC-V公式サイトには以下のように書かれています。 RISC-V is an open standard Instruction Set Architecture (ISA) enabling a new era of processor innovation through open collaboration. (RISC-
Java 19が正式リリース。より軽量な仮想スレッド、RISC-Vへの移植など新機能。1年後のJava 21が次のLTS版に Javaの新バージョン「Java 19」正式版がリリースされました。 Java 19 is now available! #Java19 #JDK19 #openjdk Download now: https://t.co/dKovWtNGrs Release notes: https://t.co/EOyaGTLHrl API Javadoc: https://t.co/ViIj9H4JrI Features: https://t.co/XuEExSR7gs Inside Java on JDK 19: https://t.co/q5WGZwxMzb pic.twitter.com/XYYA06ll0m — Java (@java) September 20, 2
Googleのオープンソースチームは、「KataOSはほぼ完全にRustで実装されており、Off-by-oneエラー(OBOE)やバッファオーバフローのようなバグのクラス全体を除去することで、ソフトウェアセキュリティの強力な出発点になる」と説明している。同チームは、インテリジェントなアンビエント機械学習(AmbiML)システムの構築を進めている。 プロジェクトのGitHubページでは、KataOSとそれを包含するプロジェクト「Sparrow」について「あくまで進行中の作業」であることを強調している。SparrowはKataOSのリファレンス実装だ。 Googleは次のように述べている。「われわれGoogle Researchチームは、MLアプリケーションを実行する組み込みデバイス向けに最適化された、安全性が証明可能なプラットフォームを構築することで、この問題を解決しようと取り組んでいる。進
Featureful hex view Byte patching Patch management Infinite Undo/Redo "Copy bytes as..." Bytes Hex string C, C++, C#, Rust, Python, Java & JavaScript array ASCII-Art hex view HTML self-contained div Simple string and hex search Goto from start, end and current cursor position Colorful highlighting Configurable foreground highlighting rules Background highlighting using patterns, find results and b
コア・オペレーティング・システム・グループでは、ハードウェア、ソフトウェア、アプリケーションを一つのApple体験に統合する、完全に統合されたOSの構築に取り組んでおり、ベクトル・数値計算グループは、iOS、macOS、watchOS、tvOS上で動作するさまざまな組み込みサブシステムの設計、強化、改善を行うことを使命としている。 革新的な「RISC-V」ソリューションと最先端のルーチンを実装しているSWとHWのクロスファンクショナルチームで働ける人材を募集しているそうだ。 この採用情報から、Apple社内ではRISC-Vを統合した何らかの開発が行われていることは明らかで、このアーキテクチャを採用することで、Armのベクターコアのライセンス料を実質的に回避できる。 関連記事 最終回:RISC-Vエコシステムの発展 Arm、NVIDIAとの関係はどうなるのか? RISCの生い立ちから現在まで
RISC-Vを取り巻く環境が大きく変化した1週間:「x86、Armに並ぶ存在」とIntelも認める(1/2 ページ) 2022年2月7日の週はRISC-Vエコシステムにとって、非常に重要な1週間だったといえる。一連の発表により、オープンソースの命令セットアーキテクチャ(ISA)の注目度が高まったのだ。以下に詳しく取り上げていきたい。 2022年2月7日の週はRISC-Vエコシステムにとって、非常に重要な1週間だったといえる。一連の発表により、オープンソースの命令セットアーキテクチャ(ISA)の注目度が高まったのだ。以下に詳しく取り上げていきたい。 IntelのRISC-V International加盟 Intelは2022年2月7日(米国時間)、RISC-V Internationalにプレミア(Premier)会員として加盟することを発表した。同社のファウンドリー事業部門「IFS(In
RISC-Vの世界的な普及を促進するため、Qualcomm、Infineon、BOSHなど5社がリファレンスアーキテクチャなどを提供する企業を共同設立すると発表 米国のQualcomm Technologies、ドイツのInfineon Technologies、ドイツのRobert Bosch、ノルウエーのNordic Semiconductor、オランダのNXP Semiconductorsの5社は、RISC-Vプロセッサの世界的な普及を促進するための企業を共同で設立すると発表しました。 RISC-Vは、RISC-V Internationalの下でオープンかつ無料で使えるプロセッサの命令セットとしてライセンスされています。シンプルな命令セットで電力効率の高いプロセッサを実現可能な点が特徴とされているため、将来的にはArmの競合になるとの見方もあります。 下記はQualcommが発表し
モダンな現場と従来型の組織——そこに生じる "不整合" を解消してこそチームがパフォーマンスを発揮できる / Team-oriented Organization Design 20250825
次期「Dart 3」はNullセーフ、WebAssemblyとRISC-Vサポートなど、Googleが発表。Flutter Forward 2023
オープンソースのポータブルターミナルキット「DevTerm」に、RISC-Vベースの64ビットCPUコアを搭載した「R-01」モデルが加わった。 Clockworkが販売するDevTermシリーズは、レトロデザインでコンパクトな筐体が特徴のキーボード、ディスプレイ一体型コンピューター。これまでCortex-A53搭載の「A04」を2モデル、Cortex-A72およびCortex-A53搭載の「A06」を2モデル、Raspberry PI CM3+ Lite搭載の「RPI-CM3」を1モデル 発表してきた。これらは特別なツールや知識が無くても簡単に組み立てられ、プログラミングツールとしてだけでなくゲーム機としても利用できる。 ×ばつ77mmとコンパクトな「ClockworkPi v3.14」を使う。USBやmicro HDMI、オーディオ端子、
HELLO WORLD〜 はじめに こんにちは、永和システムマネジメントの自作CPUおじさん、はたけやまたかし( @htkymtks )です。 今回はRubyを使った小さなRISC-Vシミュレータの作り方をご紹介します(以前もシミュレータの記事を書いたのですが、シミュレータに大幅に手を入れたので、それに対応したHDリマスター版です) リポジトリ (今回ご紹介するシミュレータのリポジトリはこちら) thata / rv32sim https://github.com/thata/rv32sim RISC-Vとは RISC-VはCPUの命令セットアーキテクチャ(ISA)のひとつで、使用料のかからないオープンソースライセンスで提供されていることや、命令セットの美しさから最近注目を集めています。 仕様 RISC-Vの仕様にはワード幅(32ビット、64ビット)や浮動小数点数サポートの有無など、いくつ
RISC-VのCPUのひとつに、デバイスのメモリを自由に読み取ったり書き換えたりすることができてしまう脆弱(ぜいじゃく)性の「GhostWrite」があることがわかりました。ハードウェアの設計上の問題であるため、修正パッチなどのソフトウェア的な対策を講じることはできず、対処するには性能を大幅に犠牲にしなくてはならないと指摘されています。 GhostWrite https://ghostwriteattack.com/ 今回発見された脆弱性のGhostWriteは、Alibabaの子会社である中国のメーカー・T-Headが開発しているCPUで、現行で最速のRISC-Vチップとされている「T-Head XuanTie C910」の不具合です。 GhostWriteを発見したヘルムホルツ情報セキュリティセンター(CISPA)の研究チームによると、GhostWriteの影響を受ける命令は仮想メモリ
インテル、オープンな命令セットを推進する「RISC-V 」に最高位メンバーとして加盟。RISC-VベースのFPGAチップも提供開始など、RISC-Vへのコミットを明確に プロセッサのオープンな命令セットを推進する団体「RISC-V International」は、同団体の最高位メンバーであるプレミアメンバーシップとして米インテルが加盟することを発表しました。 これに伴い、Intel FoundryのバイスプレジデントBob Brennan氏がRISC-VのBoard of Directors(取締役会)および技術的な方向性を決めるテクニカルステアリングコミッティの一員となります。 Intel has been a leader in microprocessor innovation for decades and today’s announcements signal that mas
RustでRISC-Vエミュレータを書いてNOMMU Linuxをブラウザで動かした #2023年05月23日 以前からRISC-Vエミュレータを書いてみようと思っていたのだが、書いては飽きてを繰り返して全然進められずにいた。そんな中、以下のRepositoryで、rv32ima,Zifencei,Zicsr、あとはCLINTを実装すればLinuxが動くと知り、飽きずに進められそうな気がしてきたので今度こそ、と実装してみることにした。 https://github.com/cnlohr/mini-rv32ima目次成果物 #Repositoryは以下。本記事では実装の概要の記載もあるが、簡略化していたり抜粋だったりするので適宜参照いただきたい。基本的にはcoreというcrateが実装の中枢となっている。appはcoreにcliの皮を被せただけだ。 また以下にPlaygroundも用意した。
Google、NVIDIA、Qualcomm、インテルらが、RISC-V用オープンソース開発を加速させる組織「RISC-V Software Ecosystem」(RISE)プロジェクトを立ち上げ RISC-V(リスクファイブ)プロセッサ対応のオープンソース開発を加速させる組織「RISC-V Software Ecosystem」(RISE)プロジェクトが、Linux Foundation Europeをホストとし、Google、NVIDIA、Qualcomm、インテルを始めとする13社がボードメンバーとなってスタートしました。 もともとRISC-Vはカリフォルニア大学バークレイ校のコンピュータサイエンス科が開始した、新しいプロセッサ命令セットを開発するためのプロジェクトです。創立メンバーにはRISCプロセッサの基礎を築いた計算機科学者のデイビッド・パターソン博士らがおり、当初は教育に使う
概要 本書では、UCバークレーで開発されたオープンソースの命令セット(ISA)「RISC-V」を用いて、CPUの作り方を解説します。コンピュータアーキテクチャ、ハードウェアに関する知識があまりない方にも理解できるように基礎からわかりやすく学んでいきます。CPUとコンピュータアーキテクチャのしくみを解説したうえで、基本整数命令の実装から、CPUの高速化で活躍するパイプラインの実装、スーパーコンピューターでも活躍するベクトル拡張命令(SIMD)、さらに、汎用CPUでは負荷の高い処理をより高速に実行するためにCPUへ追加可能なカスタム命令の実装までを行います。CPU設計に用いる基本言語としては、Velilogを抽象化したHDL(ハードウェア記述言語)であるChiselを利用しています。 CPUの自作範囲に関して、手順が煩雑なFPGAでの動作確認は行わず、ソフトウェア上でエミュレーションをゴールと
オープンソースで開発される命令セットアーキテクチャのRISC-Vは、半導体業界に大きな風穴を開ける新技術として期待されています。そのRISC-Vで設計されたCPUを搭載したポータブルコンピューターの「DevTerm R-01」が登場しました。 DevTerm Kit R-01 | ClockworkPi https://www.clockworkpi.com/product-page/devterm-kit-r01 The first RISC-V portable computer is now available https://lunduke.substack.com/p/the-first-risc-v-portable-computer 世界中のPCに使われているCPUのほとんどはIntelのx86という命令セットアーキテクチャ(ISA)、スマートフォンなどに使われているCPUや
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