むかしの RISC、むかしの Unix

むかしの RISC、むかしの
むかしの RISC、むかしの
Unix
Unix
orumin (@kotatsu_mi)
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Self-introduction
Self-introduction
orumin (@kotatsu_mi)
去年度まで学生してました
2014 年くらいからずっと unikernel やってた
社会に魂を売った
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RISC のお話 (1/n)
3 . 1

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CPU の ISA の類型
命令セットアーキテクチャ;Instruction Set Architecture
CISC v.s. RISC
3 . 1

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CISC v.s. RISC
1981 年ごろ
Berkley RISC-I ( Prof. David A. Patteson ら）
MIPS ( Prof. John L. Hennesy ら）
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CISC v.s. RISC
1981 年ごろ
Berkley RISC-I ( Prof. David A. Patteson ら）
MIPS ( Prof. John L. Hennesy ら）
ACM A.M. Turing Awards, 2017
3 . 1

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3 . 2

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複雑なアドレッシング、可変長の命令、市場の要求に答え肥大化
していく命令の数々……
回路が複雑化し、設計も困難に
3 . 2

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RISC は複雑な命令を用意せず命令長も固定長
レジスタも用途を固定しないレジスタを大量に用意
回路がシンプルにしやすい
3 . 2

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RISC は複雑な命令を用意せず命令長も固定長
レジスタも用途を固定しないレジスタを大量に用意
回路がシンプルにしやすい
各企業「もしかしてウチの用途に専用のプロセッサを自前で設計
できるのでは？」
3 . 2

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int square(int num)

{

return num*num;

}
3 . 3

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x86_64
RISC-V
push rbp

mov rbp, rsp

mov DWORD PTR [rbp-4], edi

mov eax, DWORD PTR [rbp-4]

imul eax, eax

pop rbp

ret
addi sp,sp,-32

sd s0,24(sp)

addi s0,sp,32

mv a5,a0
sw a5,-20(s0)

lw a5,-20(s0)

mulw a5,a5,a5

sext.w a5,a5
mv a0,a5
ld s0,24(sp)

addi sp,sp,32

jr ra
3 . 4

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マイクロプロセッサの増加
マイクロプロセッサの増加
MOS テクノロジー、ザイログ、インテル、モトローラ
この他マイクロプロセッサを作って売るところが増える
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例：Acorn
例：Acorn
英国で教育用コンピュータを製作
このために Acorn RISC Machine が生まれる
紆余曲折を経て現代の Arm® に
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例：MIPS
例：MIPS
学術用途に留まらず、
ベンチャーが立ち上げられ一般に販売
SGI に買収され 64-bit 化やマルチコア化を達成
64-bit 化、SGI 買収、マルチコア化という順でした。ご指摘感謝します
3DCG のレンダリングファームになる UNIX® ワークステーションに
トイストーリー、ジュラシックパーク……
ゲームコンソールなどでも採用
NINTENDO64、PlayStation® シリーズ
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他の著名なもの
他の著名なもの
Sun Microsystems, SPARC .. Sun がハードウェア参戦
IBM, POWER .. 高性能計算機など。後に Mac で PowerPC として採用
Intel, i860・i960 .. 複雑すぎて失敗した iAPX432 以来の新規 ISA
無事
失敗
AMD, Am29000 .. そこそこ売れてたけれど方針転換を受けて AMD K5
のマイクロアーキテクチャになったそうです
Motorola, MC88000 .. m68k と違って売れなくて幻に
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RISC
RISC
MPU に参戦︕
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今回の話題：ヒューレットパッカード
今回の話題：ヒューレットパッカード
元々は計測器などのメーカー
電卓でも独自のファンを作り根強い人気を獲得
Apple co-fonder の Mr. Stephen P. Wozniak は元々 HP の技術者だった
当時とても自由な社風で IBM と対比されていたそうです
今も？
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HP と RISC
HP と RISC
例に漏れず独自プロセッサ開発に乗り出した
その名も PA-RISC
HP は 90 年代には Intel、Microsoft と協力して Itanium® の開発へ動
き出すので PA-RISC は使われなくなった
Itanium も無事失敗。
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PA-RISC (1/n)
PA-RISC (1/n)
ISA マニュアル
さすが kernel.org (Linux)
https://parisc.wiki.kernel.org/images-parisc/6/68/Pa11_acd.pdf
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PA-RISC (2/n)
PA-RISC (2/n)
32-bit
汎用レジスタ 32 本 (GR 0..31)
シャドウレジスタ、スペースレジスタ、コントロールレジスタ、コプロセ
ッサレジスタなども存在
スペースレジスタは仮想アドレス空間を identify するのに利用
BE/LE どっちも使える
権限レベルが 0, 1, 1.5, 2 と用意されている
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PA-RISC (3/n)
PA-RISC (3/n)
.LEVEL 1.1

.SPACE $TEXT$,SORT=8

.SUBSPA $CODE$,QUAD=0,ALIGN=4,ACCESS=0x2c,CODE_ONLY,SORT=24

square

.PROC

.CALLINFO FRAME=0,ARGS_SAVED

.ENTRY

STW %r26, -36(%r30)

LDW -36(%r30), %r26

LDW -36(%r30), %r26

LDIL L'$$mulI, %r31

.CALL

BE,L R'$$mulI(%sr4,%r31), %r31

NOP

10 . 4

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PA-RISC (3/n)
PA-RISC (3/n)
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あ、
あ、
あの
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ところで……
ところで……
PA-RISC 触ってみたくない……？
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HP
HP
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HP
HP
計測器メーカー
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HP
HP
オシロスコープやロジックアナライザや……。
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HP
HP
オシロスコープやロジックアナライザや……。
ロジックアナライザに PA-RISC が載っているらしい……？
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ということで
ということで
手に入れちゃいました
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邪魔
幅狭めだけど高さが 2U マシンかと思った……
実測したら 425(w)x200(h)x500(d) [mm] でした
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書斎の床がかなり埋まりました。
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うるさい
うるさい
ラックサーバーみたいな音してる
HP 16702A booting
HP 16702A booting
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ロジアナ
ロジアナ
PS/2 マウスを接続していると自動で X Window System の
セッショ
ンが起動
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オシロ
オシロ
18 . 2

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つまり
つまり
X が起動しているのが気になりますが、普通に計測機器です
しかしここでを押すと？
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おまえ
おまえ
20 . 1

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おまえ…
おまえ…
20 . 2

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おまえ……
おまえ……
20 . 3

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おまえ…………！
おまえ…………！
20 . 4

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ブートシーケンス
Processor Depend Code (PDC) がまず起動
ESC 連打してると ISL のプロンプトに落ちることができる
Initial System Loader (ISL) が（デバイスパス）/stand/vmunix をロ
ード、起動
デバイスパスはもちろん SCSI など (SATA?NVMe?ナニソレ）
Unix が起動！！！
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HP-UX
HP-UX
HP による SystemV Unix fork
HP 16702A に載っているのは
UNIX 98 規格相当っぽい
関数プロトタイプを ANSI 方式
で宣言したら怒られる
cc の代わりに c89 使うと解決
ちゃんと tar(1) だけじゃなく
て pax(1) 載っててえらい
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ファイルシステム
ファイルシステム
LVM + HFS
HFS は High-performance FS
UFS fork
意外と現代的？
Mac のアレは無関係
デフォルトで NFSd が起動してる (!!?!?!?!)
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これって
これって
計測機器じゃなくてただの Unix ワークステーションでは？？？
Ethernet も 10Base-T が生えてるよ！
なんか知らんがネスケもおる
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ライブラリ
ライブラリ
/usr/include をみてみる
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タスクリスト
タスクリスト
PID 0 として swapper が鎮座
「あっこれ Lions 本で勉強した
やつだ！」
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まとめ
まとめ
ロジアナかとおもった？ワークステーションでした！
PA-RISC も HP-UX も案外簡単に遊べる！
たぶん vmunix 差し替えるだけで自作 OS も起動できる！
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メモ
メモ
HP 16702A の root のデフォルトパスワードは「uh,uhuh」らしい。
ethernet の I/F name は lan0
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参考資料
参考資料
PA-RISC on QEMU
http://h10032.www1.hp.com/ctg/Manual/c00874643.pdf
https://parisc.wiki.kernel.org/index.php/Qemu
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orumin

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