むかしの RISC、むかしの Unix

by orumin

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むかしの RISC、むかしのむかしの RISC、むかしの Unix Unix orumin (@kotatsu_mi) 1

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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 2

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RISC のお話 (1/n) RISC のお話 (1/n) 3 . 1

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RISC のお話 (1/n) RISC のお話 (1/n) 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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RISC のお話 (1/n) RISC のお話 (1/n) 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 1981 年ごろ Berkley RISC-I ( Prof. David A. Patteson ら） MIPS ( Prof. John L. Hennesy ら） 3 . 1

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RISC のお話 (2/n) RISC のお話 (2/n) 3 . 2

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RISC のお話 (2/n) RISC のお話 (2/n) 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 のお話 (2/n) RISC のお話 (2/n) 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 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 のお話 (2/n) RISC のお話 (2/n) 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 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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RISC のお話 (3/n) RISC のお話 (3/n) int square(int num) { return num*num; } 3 . 3

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RISC のお話 (3/n) RISC のお話 (3/n) 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 4

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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 5

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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 6

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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 7

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RISC RISC MPU に参戦︕ 8

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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？ 9

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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。 10 . 1

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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 10 . 2

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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 10 . 3

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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) 10 . 5

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あ、あ、あの 11

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ところで…… ところで…… PA-RISC 触ってみたくない……？ 12

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HP HP 13

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HP HP 計測器メーカー 13

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HP HP 計測器メーカーオシロスコープやロジックアナライザや……。 13

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HP HP 計測器メーカー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……？ 13

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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 14

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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 15

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書斎の床がかなり埋まりました。 16

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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 17

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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 18 . 1

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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？ 19

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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！！！ 21

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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 22

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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 (!!?!?!?!) 23

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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 24

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ライブラリライブラリ /usr/include をみてみる 25

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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！」 26

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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！ 27

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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 28

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参考資料参考資料ブートシーケンス PA-RISC on QEMU http://h10032.www1.hp.com/ctg/Manual/c00874643.pdf https://parisc.wiki.kernel.org/index.php/Qemu 29