xv6に9pを実装した

2020年度ラボユースでの発表で使用した資料です。

Transcript

1. xv6にリモートファイルシステ
   ム9Pを実装する
   サイボウズ・ラボユース10期生 花井一輝
   

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2. 2
   もくじ
   1. 導入: 何故9Pの実装をすることになったのか
   2. 背景知識
   2.1. xv6
   2.2. TCP/IPスタック
   2.3. 9P
   3. 設計・実装について
   4. 実演
   5. まとめ
   

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3. 導入: 何故9Pの実装をすることになったのか
   ● OSやインターネットに興味
   ○ インターネットの機能に特化したOSを作ることに
   ○ 透過的にリソースを使用することができる
   ● 教育用のOS、xv6をベースとして利用
   ● まずはファイルを透過的に扱う
   ○ TCP/IPスタック
   ○ 9Pファイルシステムプロトコル
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4. 背景知識 〜xv6〜
   ● MITにより開発
   ● Unixライクなインタフェース
   ● OSの基本的な機能を備える
   ○ リソース管理
   ○ プロセス
   ○ システムコール
   ○ ファイルシステム
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5. 背景知識 〜TCP/IPスタック〜
   ● OS内部でネットワーク処理を行う
   ● 様々な参考実装が存在する
   ○ Linux Kernel
   ○ FreeBSD Kernel
   ○ lwIP
   ○ microps
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   NIC
   Ethernet
   IP ARP
   TCP UDP
   Socket
   ユーザプログラム
   外部のコンピュータ
   

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6. 背景知識 〜9P〜
   ● ファイルシステムを操作するプロトコル
   ○ Plan9で利用されている
   ○ いくつかのバージョンが存在し、9P2000.uを実装
   ● 14種類のメッセージ
   ○ Attach, Stat, Create, Open, Write, Read, etc…
   ● 2つの識別子
   ○ fid
   ■ ファイルディスクリプタのようなもの
   ○ qid
   ■ ファイルに対して一意 6
   

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7. 設計・実装について~TCP/IPスタック~
   ● TCPのステート管理が大変
   ○ 10種類以上のステートが存在
   ○ RFCや参考実装を読みながら実装
   ○ バグの温床...
   ● TCP/IPスタックのテスト機構を導入
   ○ make test時にデバドラをテスト用に入
   れ替える
   ● Nonblockingなシステムコール
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8. 設計・実装について~9pサーバ~
   ● xv6と9Pが仮定するファイルシステムの差異
   ○ タイムスタンプやuid, gid
   ○ Buffering処理
   ● xv6のページサイズを拡張しTCPの性能改善
   ○ 4096bytes → 65536bytes
   ○ 約10倍の性能改善（lsの速度が16秒→1.5秒に）
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9. 実演
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10. まとめ
    ● xv6に対してTCP/IPスタックと9Pサーバを実装した
    ● いくつかの工夫を行った
    ○ TCP/IPスタックのテスト機構を導入
    ○ xv6へのシステムコールの追加・修正
    ○ ページサイズを拡張し、TCPの性能改善
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11. ご清聴ありがとうございました！
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