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組込みOSを作ってみよう!(オープンソースカンファレンス内セミナー資料)
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組込みOSを作ってみよう!(オープンソースカンファレンス内セミナー資料)
1.
組込みOSを 作ってみよう! 坂井弘亮 (KOZOSプロジェクト) Twitter ID:kozossakai
2.
1997年頃 プログラミングに傾倒 X Window
System プログラミング オブジェクト指向プログラミング OSに興味を持つ 1999年 就職、組込みシステムに興味を持つ 2007年 自作組込みOS「KOZOS」の開発を開始 2009年 OSC出展、KOZOSを実ボードに移植 2010年 OSCなどのイベントに多数参加 セキュリティ&プログラミングキャンプ講師 組込み勉強会を主催 略歴
3.
KOZOSの近況 2009/09 秋月のH8,SH2ボードに移植 2009/12 組込みOS自作本を執筆開始 2010/01
書籍用にソース整理、公開 2010/05 組込みOS自作本出版 2010/09 H8エミュレータ上で動作 2010/10 TCP/IP実装、webサーバ動作
4.
最近の活動 2011/05 カーネル/VM発表(動画あり) 2011/08 セプキャン参加 2011/09
TechLION出演(動画あり) その他、OSC多数参加 @IT MONOist OS自作記事執筆 SD誌「イベント探訪記」連載中 アセンブラ本執筆中 詳しくはkozos.jpで!
5.
KOZOSプロジェクトとは… マイコンボード上で動作する 独自組込みOS「KOZOS」を フルスクラッチで 作っているプロジェクトです
6.
KOZOSの特徴は ブートローダ...自作 シンプルなOSカーネル ...自作 デバイスドライバ ...自作 libcっぽいライブラリ
...自作 シェルっぽいもの ...自作 なんちゃってTCP/IP ...自作 webサーバ ...自作 完全フルスクラッチ!
7.
他にも… 「組込みOS」に関する 本を書いたり、 勉強会を開いたりしています
8.
「KOZOS 坂井」 で検索してください ホームページとブログで 情報発信しています
9.
組込みOSを作る前に... そもそも 「組込みOS」って何?
10.
組込み機器で動作するOSです
11.
こんなのの 上で動く OSです ボードコンピュータ っていいます こんなのとか こんなのとか
12.
いわゆる 「PC」で動作する OSでは ありません
13.
組込み機器の ソフトウエア開発
14.
メモリ容量が 数KB~数百MB それでもひとくくり
15.
お金で例えるなら... 2千円しか持って いない人もいれば、 2億5千6百万円 持っている人も
16.
混沌とした 世界です
17.
組込み機器でも 「OS」って 必要なの?
18.
例えば... コマンド応答 プログラムを 考えてみよう
19.
・送受信割込み ・コマンド処理スレッド ・文字出力スレッド ・アイドルスレッド これだけの動きでも
20.
21.
炊飯器にも OSは必要か?
22.
(実演) OSが無いとは どういうことか?
23.
組込み機器といえど 資源を有効利用 したいならば OSは必要!
24.
・CPU ・メモリ ・I/O 「資源」とは何か?
25.
・CPU時間の割当て (スレッド管理) ・メモリ管理 ・I/O管理 (デバドラと割込みの管理) (坂井が考える) 「OSの最低条件」
26.
組込みOSと 汎用OS
27.
・汎用機器 ワークステーション、PC (そのままでは役立たず、 アプリを入れて使う) ・組込み機器 携帯電話、カーナビ、炊飯器、 電子レンジ、プリンタ、自動車... (アプリは製品の一部であり ユーザは意識しない)
28.
・汎用OS Windows、Mac、Linux、 *BSD、Solaris... ・組込みOS μITRON、VxWorks、 uClinux、OSEK...
29.
汎用機器と組込み機器の 決定的な違い ユーザがアプリを 自由にインストール するかどうか
30.
「バグのあるアプリ」 「悪意のあるアプリ」 「わがままなアプリ」が インストールされるかも しれない! 汎用機器に必要なこと
31.
汎用機器に必要なこと 「他のアプリに悪さをせず」 「すべて平等に」 そのために... ・仮想メモリ、メモリ保護 ・TSSによるスケジューリング ・ファイルシステム
32.
組込み機器に必要なこと ある処理の最中なのに、 突然別の処理が必要に なるかもしれない!
33.
組込み機器に必要なこと 「応答性を保証したい」 「タスクを優先度づけしたい」 「リアルタイム制御を行いたい」 そのために... ・優先度によるスケジューリング ・リアルタイム性の提供
34.
アプリも含め、ひとつのシステム として閉じられるので ・おかしなアプリがインストール されることはない! ・おかしなアプリがいたら、 アプリ側を直すべき! ・システム全体に渡っての調整 が可能(優先度など) ただし組込み機器では
35.
汎用OSは「性悪説」に 組込OSは「性善説」に もとづくOSです
36.
組込みOSを 作ってみよう!
37.
「OS自作」は ホビープログラミングの 題材として最適です! (いろいろな知識が 身につきます)
38.
必要な知識... コンパイラ、リンカ、CPU、ア センブラ、ローダ、メモリ管 理、I/O操作、ブートストラッ プ、スレッド、システムコー ル、ライブラリ、クロス開発、 割込み、スタック、...
39.
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40.
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41.
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43.
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48.
そもそもOSが高い! 本書で利用しているOSは××で、 個人でも購入可能な価格です! ずばり、○万円です! 実話3 書籍で...
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Linuxなら μITRONなら ソースコードが巨大で 読みきれない!
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組込みOS初心者が パッと試して 遊べるような 学習向けOSが無い!
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組込みOS自作の サンプルや、 まとまった資料が無い! つまみ食いで 勉強するしかない!
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なんとか ならんもんか...
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じゃ、作るか!
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3原則!
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安いこと (ボード、環境、もろもろ込みで) ソースコードが初心者でも 読みきれること(分量的に) つぶしが効く勉強が できること (GNU環境は必須)
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これなら自分でも 作れるじゃん!と 思わせられること
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そこで、
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「KOZOS/H8」 です!
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秋月電子:H8/3069Fマイコンボード ↓ここで動くOSです!
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ブートローダ OSカーネル シリアル応答 TCP/IP webサーバ ROM化 エミュレータ上でも動作 今のところ こんなことができてます
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何が必要?
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マイコンボード PC 電源アダプタ シリアルケーブル USBシリアルアダプタ
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開発環境は... FreeBSD GNU/Linux WinXP+cygwin
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特徴は?
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5000円くらいで一式そろいます 半田付け不要のターゲットボード ROMライタ不要! 気軽にスタート!
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学習向け! OSとしての最低限の機能 ブートローダーも自作! 2000行程度のソースコード 可能な限り、Cで記述
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融通が利く! 多様な開発環境 GNU環境での開発 オープンソース,フリーソフト
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国産ボード/国産CPU なので 日本語資料が充実!
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「KOZOS」 で検索してください
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質問は 「KOZOS友の会」 で!
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「12ステップで作る 組込みOS自作入門」 書籍が出ています! 絶賛発売中! (カットシステム)
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秋月のボードで動く ブートローダーと 組込みOSを自作します (完全フルスクラッチ!)
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12ステップなので 授業や教材にも べんり!
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第1部 ブートローダーの作成 第1回
開発環境構築と「Hello World」作成 第2回 各種ライブラリ関数を実装 第3回 静的変数の書き換え対応 第4回 XMODEMによるファイル転送 第5回 ELF形式の解析を実装 第6回 ブートローダーからプログラム起動 第2部 OSの作成 第7回 割込み処理の実装 第8回 スレッド動作を実装 第9回 優先度スケジューリング実装 第10回 メモリ管理を実装 第11回 スレッド間通信を実装 第12回 割込みハンドラ実装
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もくもく会やってます! 「12ステップ組込み OS自作本もくもく会」
77.
次の一歩は?
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DRAM対応 TCP/IP実装 各種サーバ(telnet, web) デバッガ対応 ROM化 エミュレータ作成 多ボード展開 他H8ボード、SH2ボード、 ARMボード、arduinoボード、... まとまったら、また本を出したいなあ
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OS自作は ゲームです!
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組込みOSで 遊んでみたいと 思ったら
81.
KOZOSを いじってみるのは どうでしょうか?
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おしまい
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