今日からはじめるPlan 9 from Bell Labs

oracchaPlan9日記（http://d.hatena.ne.jp/oraccha/）

2009年8月10日　第一回カーネル／VM探検隊

Plan 9とは？

本日の発表

• Plan 9とはどんなOSか？

• 9vxでPlan 9を始めよう

• Plan 9のプログラミング環境

Plan 9とは？UNIXを開発したベル研の連中が開発した分散OS

1995

Dennis Ritchie

Dave Presotto

Rob Pike

Phil Winterbottom

Plan 9とは？UNIXを開発したベル研の連中が開発した分散OS

2004

Jim McKie

1995

Dennis Ritchie

Dave Presotto

Rob Pike

Phil Winterbottom

Plan 9は死なず！現在、ベル研が開発の中心でなくなったが、オープンソースソフトウェアとして開発継続

• 最新スパコン（BlueGene/P）に対応

• Google Summer of Code参加

• 年に一度International Workshop開催

なぜ、Plan 9なのか？

“Not only is UNIX dead, it’s starting to smell really bad.” -- Rob Pike, 1991

過去のしがらみ例えば、xterm...

Window Shell

User

ASR-33

Plan 9が提案したアイデア

• すべてがファイル• 9Pプロトコル

• プロセスごとの名前空間

「すべてがファイル」• すべて資源は名前（パス名）を持つ

• バイトストリームのopen-read-write-close

初期のUNIXカーネル

Process

UFS

Char device

Block device

UFSInterface

Char Interface

Block Interface

Kernel

そして、時は流れ...

ハードウェアが進歩して、UNIXは拡張されたが、そこに「UNIX哲学」はなかった

• ネットワーキング

• ソケット（UCB）

• GUI

• Xウィンドウシステム（MIT）

肥大化するカーネル構造

Process

VFS

Char device

Block device

VFSInterface

Char Interface

Block Interface

Socket Other file system

sysfs

Sysctl

Lotsa stuff! UFS

よりよいモデル

ProcessServer

Device

ServerInterface

Kernel

Plan 9カーネル

Process

Server (process)for email file system

Server (process)for local file system

ServerInterface

Kernel

Device

9p2000 protocol

9Pプロトコルクラス オペコード 説明

セッション

version パラメータネゴシエーション

セッションauth 認証

セッション attach コネクションの確立セッションflush リクエストのアボート

セッション

error エラーの応答

ファイル

walk パス名の検索

ファイル

open ファイルのオープン

ファイルcreate ファイルの作成

ファイル read ファイルからデータ転送ファイルwrite ファイルへデータ転送

ファイル

clunk ファイルの解放

ファイル

remove ファイルの削除

メタデータstat ファイル属性の取得

メタデータwstat ファイル属性の更新

重要なアイデア

Plan 9カーネル＝「サービスの多重化装置」

• すべての資源に対する単一のI/F

• すべてのサーバに対する共通プロトコル

UNIXカーネル＝「I/Oの多重化装置」

名前空間

Plan 9 UNIX

プロセス毎の名前空間システムグローバルなファイル空間

ユーザ権限 root権限

サービスを多重化 ディスクを多重化

UNIXに与えた影響• 9Pファイルシステムプロトコル

• procファイルシステム

• ダンプファイルシステム

• rfork、cloneシステムコール

• ユニオンディレクトリ

• UTF-8　　　　　　　　　などなど

対応アーキテクチャ

• i386、AMD64、ARM、PowerPC、SPARC

• （仮想化技術）KVM、QEMU、Virtual

Box、VMWare、Xen、KVM、 lguest

• MIPSにも対応していたが、過去の話

UNIXで動くPlan 9環境• Plan9port

• Plan 9コマンドの移植

• v9fsと連携

• 9vx

• Plan 9カーネルをユーザランドで実行

• 軽量なバイナリエミュレーション

• Drawterm

• ターミナルアプリケーション

9vx

Plan 9a.out

Plan 9a.out

Plan 9a.out

vx32 sandbox library

Modified Plan 9 kernel

Host OS(Linux, FreeBSD, MacOS X)

1プロセス

9vx TIPS

• x86_64で実行する場合は、Mercurialリポジトリからビルド

- http://code.google.com/p/vx32/

• Plan 9本体のライブラリやソースコードが含まれないので、リポジトリから取得% 9fs sources% cd /n/sources% @{cd plan9/386/lib && tar c .} | \ @{cd /386/lib && tar x}

プログラミング環境• acme: プログラマのためのエディタ（ただしマウスは必須）

• kencc: ANSI Cじゃないコンパイラ

• acid: マルチアーキ対応デバッグ環境

• APE: POSIX互換サブシステム

man emacs(1)EMACS(1)

NAME emacs - editor macros

SYNOPSIS emacs [ options ]

DESCRIPTION This page intentionally left blank.

SOURCE MIT

SEE ALSO sam(1), vi(1)

BUGS Yes.

kencc: 指示付き初期化子rio/rio.c

58: enum 59: { 60: Cut, 61: Paste, 62: Snarf, 63: Plumb, 64: Send, 65: Scroll, 66: }; 67: 68: char *menu2str[] = { 69: [Cut] "cut", 70: [Paste] "paste", 71: [Snarf] "snarf", 72: [Plumb] "plumb", 73: [Send] "send", 74: [Scroll] "scroll", 75: nil 76: };

C99と文法が異なる[Cut] = “cut”,

kencc: 匿名構造体、複合リテラル

• rio/dat.h 107 struct Mousestate 108 { 109 Mouse; 110 ulong counter; 111 };

rio/wind.c 305: m = (Mousestate){w->mc.Mouse, w->mouse.counter};

• Linuxカーネルでは使われていない？

まずは、Hello, World!% cat hello.c#include <u.h>#include <libc.h>

void main(){ print(“Hello, World!\n”); exits(nil);}

% 8c hello.c% 8l -o hello hello.8% hello

見慣れないヘッダファイル% cat hello.c#include <u.h>#include <libc.h>

void main(){ print(“Hello, World!\n”); exits(nil);}

% 8c hello.c% 8l -o hello hello.8% hello

ANSI C/POSIXじゃない% cat hello.c#include <u.h>#include <libc.h>

void main(){ print(“Hello, World!\n”); exits(nil);}

% 8c hello.c% 8l -o hello hello.8% hello

ライブラリのリンク% cat hello.c#include <u.h>#include <libc.h>

void main(){ print(“Hello, World!\n”); exits(nil);}

% 8c hello.c% 8l -o hello hello.8% hello

include/libc.h:1: #pragma lib “libc.a”2: #pragma src “/sys/src/libc”

./helloじゃない% cat hello.c#include <u.h>#include <libc.h>

void main(){ print(“Hello, World!\n”); exits(nil);}

% 8c hello.c% 8l -o hello hello.8% hello

環境変数もファイル% ls /env'*' boottime 'fn#sigexit'pid terminal0 cflag font prompt timezoneNPROC cputype fs rcname userapid ether0 home rootdir wctlauth facedom ifs service wsysbootargs fileserver objtype statusbootfile 'fn#cpu%'path sysname

% cat /env/path./bin

ユニオンディレクトリ

% ns | grep /binbind /386/bin /binbind -a /rc/bin /binbind -a /usr/oraccha/bin/rc /binbind -a /usr/oraccha/bin/386 /bin

※Linuxにもaufs、unionfsなどファイルシステムレベルで同様の仕掛けを実現するものは存在する

• 複数のディレクトリを一つに統合

例）すべての実行ファイルは/binに

デバッグ• 異常終了してもコアダンプしない！

• acid(1)デバッガ

• リモートデバッグも/procをimportするだけ

% foofoo 151: suicide: sys: trap: page fault pc=0x00001025% ps | grep fooglenda 151 0:00 0:00 8K Broken foo

% acid 151/proc/151/text: 386 plan 9 executable :acid: stk()

Plan 9のコードを読む• Webから：http://plan9.bell-labs.com/

sources/plan9/sys/src/

• （非公式）gitリポジトリ：git://github.com/

ericvh/plan-9.git

sys -- src |-- 9 # kernel | |-- pc | `-- port |-- cmd # uesr command `-- libc # libc library

続きは飲み会で

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