cpuコア に対する カーネルモード ユーザモード について

Question

cpuの動作モードについてなのですが、
この動作モードはcpuの"コア毎"にそれぞれあるという認識でよろしいでしょうか?

細かなことはまだわからないのですが、
マルチコアのCPUで完全並列処理を実現するためにはシステムコールの処理も2コアなら2つ同時にできないといけないと思います。
(2つのプログラムが同時にシステムコールを呼んだら、2つのコアがそれぞれカーネルモードにコンテキストスイッチして処理できなければいけない。)
linuxではユーザプロセス自身がシステムコールを処理すると思うので、言い換えるなら単一のカーネルスレッドが請け負う、という訳ではないため、最低でもコア数が許す限りはシステムコールも完全並列処理できると考えてしまいます(lockなどを考えない場合)。

CPU ---------------------------->
process1 -------------- read()
process2 -------------- write()

意外にもこのあたりの記事が見つかりませんでした。

Comments

[Zuishin]

ユーザーモードのプロセスをカーネルモードの CPU が処理できるわけないじゃない。
実際にプログラムを書いて困ることがあったら質問しましょう。
勉強会がしたいだけならここではなく他の場所で仲間を集めましょう。

Answer 1

ハードウェアの質問で、teratail の対象外だと思います。

動作モードはcpuの"コア毎"にそれぞれあるという認識でよろしいでしょうか?

現在の多くのシステムはそうだと思います。
ただし、そういう権限モードが全コア共通になっているシステムが存在してもおかしくありません。

昔の Linux は Big Kernel Lock と呼ばれるジャイアントロックでカーネルのコードを実行できるCPUコアを1つに限定していました。今は細粒度ロックになっていて、複数のCPUコアがカーネルのコードを並列実行できるはずです。

Comments

[akiyama_pga]

お世話になります。
ジャイアントロックというものがある、というものの存在を知らず、非常に勉強になりました。
また、自分の中にある関連する疑問間の辻褄を合わせることができました。
今後はハード関係の質問はそれに特化したサイト等を活用いたします。
ありがとうございました。

[dameo]

いやいやOS作りたい人の必要な「ソフトウェア」知識ですよ。最近のLinux x86_64システムコールはINTですらなくSYSENTER/SYSEXITでユーザープロセスがそのまま特権モードに切り替わるイメージらしいですね。

[akiyama_pga]

おっしゃる通りで、その点から、だとするとシステムコール自体の処理も完全並列ということになってもおかしくないなという具合で考えていました。
また、ジャイアントロックによりその完全並列を規制することも、またOSによりできることもわかりました。
このあたりから少しずつの低抽象度の実装の部分を見てみたいと思いました。