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【学習メモ#9th】12ステップで作る組込みOS自作入門
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12ステップで作る組込みOS自作入門 http://www.amazon.co.jp/dp/4877832394/ 坂井 弘亮(著) カットシステム
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YouTube nnabla channelの次の動画で利用したスライドです。 【AI論文解説】Consistency ModelとRectified Flow https://youtu.be/3IKCrAPe55k Consistency ModelとRectified Flowに関連する以下の論文を紹介しています。 Consistency models(解説編Part1で紹介) - “Consistency Models,” ICML 2023. - “Improved Techniques for Training Consistency Models,” ICLR 2024. - “Consistency Trajectory Models: Learning Probability Flow ODE Trajectory of Diffusion,” ICLR 2024. Rectified flow(解説編Part2で紹介) - “Flow Straight and Fast: Learning to Generate and Transfer Data with Rectified Flow,” ICLR 2023. - “InstaFlow: One Step is Enough for High-Quality Diffusion-Based Text-to-Image Generation,” ICLR 2024.
【AI論文解説】Consistency ModelとRectified Flow
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2024/05/25 serverless Meetup osaka
2024年5月25日Serverless Meetup大阪 アプリケーションをどこで動かすべきなのか.pptx
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サイバーエージェントAI事業部の新卒研修で利用したスライドを公開します。
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yassun7010
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論文紹介: Exploiting semantic segmentation to boost reinforcement learning in vid...
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atsushi061452
https://iotlt.connpass.com/event/318403/
20240523_IoTLT_vol111_kitazaki_v1___.pdf
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LoRaWAN 4チャンネル電流センサー・コンバーター CS01-LB 日本語マニュアル
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論文紹介: Offline Q-Learning on diverse Multi-Task data both scales and generalizes
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【学習メモ#9th】12ステップで作る組込みOS自作入門
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12ステップで作る組込みOS自作入門
9thステップ @sandai
2.
【参考書籍】 12ステップで作る組込みOS自作入門 【内容】 1ステップずつ、実際に動かしながらプログラムを発展さ せていく方式で無理なく学べる。OSやハードウェアに詳 しくない方にも理解できるよう に十分な説明を提供 坂井 弘亮(著) カットシステム(2010/5) 【税込価格】 4,410円 【サポートページ】 http://kozos.jp/books/makeos/
3.
もくじ 1.優先度ベースのスケジューリング 2.優先度の実装 3.プログラムの実行 4.まとめ
4.
1.優先度ベースのスケジューリング
5.
優先度 ●
組込みのOSでは一般的に優先度をベースにスケ ジューリングが行われている ● 優先度の高いスレッドが常に動作する
6.
スレッドの状態 ●
ここまでのプログラムのスレッドは常に「動作 可能」の状態。常に動いているってこと ● これだと複数スレッド間で同期的な動作をさせ られない – あるスレッドが特定の処理を行うまで別スレッドが 待ち合わせする、といったことができない ● そこでスレッドに「待ち」という状態を追加す る – スレッドを待ちにするシステム・コールを作る ● 待ち状態にするにはレディー・キューからス レッドを抜けばいい
7.
スレッドにおける状態の呼び名 ●
スレッドが「待ち」状態に入ることをスリープ やウェイティングと呼ぶ ● スレッドがキューに繋がって動作可能の状態を レディーと呼ぶ ● スリープ状態のスレッドをレディー状態に戻す ことをウェイクアップと呼ぶ ● 動作中のスレッドはアクティブやランニングな どと呼ぶ ● このように、スレッドにはレディーとスリープ の2つの状態が存在する
8.
優先度とプリエンプション ●
ここまでのプログラムだと、実行可能なスレッ ドが複数ある場合はシステム・コールによって 順番に実行するようになっている ● しかし、組込みシステムではあるスレッドがレ ディー状態になったとき、別のスレッドをさし おいてでも動作させたい場合がある – たとえば車のエアバック制御は、衝突を検知したら 一番に処理したい部分 ● ある割込みが発生した場合に、必ず一定時間内 で処理を開始するという時間保証が行えるかど うかを、OSのリアルタイム性と言う
9.
リアルタイムOS ●
リアルタイム性を提供するOSをリアルタイムOS と呼ぶ ● ハードウェア制御だと、ある割込み発生から特 定の処理を一定時間内に必ず行う必要があるな どの時間制約がある場合がある。こういったと きにOSのリアルタイム性は重要 ● 複数のスレッドがレディー状態のとき、どれを 動作するのか選択する必要があり、それに優先 度が利用される
10.
プリエンプション ●
スレッドの動作が別のスレッドに強制的に切り 替わる動作を一般的にプリエンプションと呼ぶ – 優先度を持ったスレッドなら、優先度の低いスレッ ドの実行が中断され、優先度の高いスレッドが実行 されることでこのように動作する ● プリエンプションが可能であることをプリエン プティブと言い(先取り可能とも言う)、スレッ ドが突然中断するようなことが無いのであれば ノンプリエンプティブと呼ぶ ● KOZOSはプリエンプティブなOSとして開発して いく
11.
アイドル・スレッド ●
スレッドに優先度がつくと、やることがないと きにCPUを省電力モードにするアイドル・ス レッドが簡単に実装できる ● 今のプログラムだとレディー・キューが空にな るとシステムダウンしてしまうため、空になら ないよう一番低い優先度で「ムダななんらかの 処理」をするスレッドを常に動かしておく必要 がある while(1) { // なにもしない状態 }
12.
省電力モード ●
一般的なCPUには省電力モードという状態があ る – x86でいうところのHLT命令かな ● CPUを省電力モードにすると命令の実行を停止 し、割込みが入るまで待つ状態になる – クロックが止まるので省電になるようだ ● 他に動作する処理がないなら、アイドル・ス レッドを実行して待機状態にすれば良い while(1) { // ビジーループよりこうした命令を使うべきだね (CPUを省電力モードに遷移する命令); }
13.
2.優先度の実装
14.
プログラムの修正と追加 ●
追加ファイル – test09_1.c,test09_2,test09_3...スレッドとなる サンプルプログラム ● 修正ファイル – kozos.h,kozos.c...優先度を実装 – syscall.h,syscall.c...スレッド制御のシステム コール追加 – main.c...アイドル・スレッド追加 – Makefile
15.
プログラムの修正内容 ●
スレッドの状態を制御するシステム・コールの 追加 – kz_wait(),kz_sleep(),kz_wakeup(),kz_getid(),kz _chpri() ● 優先度の追加 – 構造体に値を持たせて ● readayqueを配列化 – 優先度のスレッド別にまとめる形 – ここのらへんのスケジューリングのアルゴリズムが 少し複雑かなってぐらいで、あとは8thステップの 延長
16.
3.プログラムの実行
17.
ビルドの失敗(kozos.c) ●
パディングのサイズを変更 typedef struct _kz_thread { . . kz_context context; char dummy[8]; ←dummy[16]からdummy[8]にした } kz_thread;
18.
プログラムの実行 /Users/sandai/12step/src/09/os% sudo cu
-l /dev/tty.usbserial-FTG6PQ4H kzload> run . . test09_3 started. test09_3 wakeup in (test09_1). test09_1 sleep out. test09_1 chpri in. test09_3 wakeup out. test09_3 wakeup in (test09_2). test09_2 sleep out. test09_2 chpri in. test09_1 chpri out. test09_1 wait in. test09_3 wakeup out. test09_3 wait in. test09_2 chpri out. test09_2 wait in. test09_1 wait out. test09_1 trap in. test09_1 DOWN. test09_1 EXIT. test09_3 wait out. test09_3 exit in. test09_3 EXIT. test09_2 wait out. test09_2 exit. test09_2 EXIT.
19.
4.まとめ
20.
まとめ1 ●
8thステップを理解していないと9thステップは 何をやっているのかわからないはず ● プログラムの修正部分に難しいコードはない ● システム・コールとスケジューリング部分のア ルゴリズムの処理の流れが難しいので、そこを まとめておこう
21.
まとめ2 ●
下記のkz_run()のうち、test09_1_id = ...の 処理の流れを記述しておく ● kz_start()でstart_threads()が起動した後の ことなので注意 static int start_threads(int argc, char *argv[]) { test09_1_id = kz_run(test09_1_main, "test09_1", 1, 0x100, 0, . .
22.
まとめ3 ●
kz_run() – kz_syscall()に渡すデータを構造体に保存 – kz_syscall()呼び出し ● kz_syscall() – current->syscall.xxxにシステムコールのタイプと kz_run()で受け取った構造体を設定 – asm volatile(“trapa #0”)で割込みが発生して thread_intr()呼び出し
23.
まとめ4 ●
thread_intr() – handlers[type]()によりsyscall_intr()呼び出し ● 最終的にthread_run()が呼び出されてp- >un.run.ret = にcurrentが代入される – schedule()呼び出し ● この部分でスケジューリングされるため、優先 順位の高い初期スレッドのidleスレッドが動作 対象。test09_1_mainには映らないので注意 – dispatch()呼び出し ● currentにあるidleスレッドのstart_threadsが 実行を再開
24.
まとめ5 ●
dispatch()が呼ばれると、割込みが発生した kz_syscall()にあるasm volatile(“trapa #0”)から続く ● 特に処理がないので、kz_run()に戻り、return param.un.run.retでtest09_1_idにその値が代 入され、test09_2_id = ...と処理が同じよう に続く
25.
まとめまとめ ●
kz_run()の流れは以上のような形 ● 優先順位によってschedlue()で動作するスレッ ドが決まるので、ここを気をつけてみる必要が ある ● あとはkz_sleep()が難しいかも。レディー・ キューから外した場合、test09_1_idにスレッ ドIDが保存されていて、kz_sleep()ではそれを 使ってレディー・キューに再度入れていること になっている – スリープさせたスレッドの管理が微妙な気がするけ れど、こういうものなんだろうか
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