自作 OS で学ぶマイクロカーネルの設計と実装

マイクロカーネル OS は、「美しい設計ではあるものの、遅い実装」というイメージを持たれることがありますが、それは過去の話です。現在では、目立たないところで実用的な OS として使われ、世界を支えています。 本書では、マイクロカーネル OS の概念からその実例まで、機能ごとに分けて説明しています。本書全体としては、基礎知識、マイクロカーネルの解説、その上で動くソフトウェア部分 (ユーザーランド) の解説、そして発展的内容の 4 つのパートから構成されており、それぞれのパート内の章は、概念の解説部分と、その概念をどのように実装しているかを解説した実装部分に分かれています。 各章の実装例として、本書のために筆者が開発したマイクロカーネル OS 「 HinaOS 」を用いて、わかりやすく解説しています。 HinaOS は、エミュレータ上で動かすことを想定した教育目的の OS ですが、 OS の実装を学ぶのに必要となる最低限の機能を備え、ソースコードもシンプルにです。 また、 HinaOS での実装例のほかに、 MINIX3 、 seL4 、 GNU Hurd という 3 つの実用マイクロカーネル OS による実例も解説しています。複数の OS について紹介しているのは、それぞれに特徴があり、それを比較してほしいという理由からです。「マイクロカーネル OS とは、こういうものである」という固定観念を持たず、マイクロカーネルであるからこその柔軟さ、そして設計の自由さを味わってください。 OS はコンピュータの使い方をガラッと変えられる、いわば新しいソフトウェアの世界を創れる土台なのです。 本書を読み終えたら、自分で OS を作ってみてください。 OS の仕組みを理解していても、実装することで新たな発見があるものです。ゼロから OS を作るのではなく、 HinaOS を拡張するのもよいでしょう。 HinaOS には、実装が面倒な基本機能が既に備わっています。このように OS を拡張しやすいのもマイクロカーネルの特徴の 1 つです。 本来、 OS はとても自由なソフトウェアです。特定の CPU にしかない変わった機能を活用した移植性ゼロの OS を作るもよし、極限まで小さくした OS を作るもよし、自由な発想で自分の世界を創り上げることができる最高の題材なのです。 本書を手に、マイクロカーネルの深淵をのぞき込んでみてください。その舞台裏を楽しんでいるうちに、 OS やアーキテクチャにとらわれないコンピュータの深い技術も身に付いているはずです。