Infra Samurai

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2.5 Linux

LinuxのDevice Driverの仕組みを徹底解説|Block I/O・DMA・Interrupt・Storageまで

はじめにLinuxでファイルを読み書きすると、Applicationからの要求はFilesystem、Page Cache、Block Layerを経由します。その先で、Linux Kernelの共通的なI/O Requestを実際のSto...
2.5 Linux

Linux Block I/Oの仕組みを徹底解説|bio・blk-mq・I/O Schedulerの流れ

はじめにLinuxでファイルを読み書きすると、Applicationから発生した要求はVFS、Filesystem、Page Cacheなどを経由します。さらにSSDやHDDなどのStorageへアクセスする必要がある場合、その要求はBlo...
2.5 Linux

Linuxファイルシステムの仕組みを徹底解説|Inode・Data Block・ext4・XFS

はじめにLinuxでは、設定ファイル、ログ、アプリケーション、画像、データベースなど、さまざまなデータがファイルとして保存されています。しかし、SSDやHDDなどのストレージが、ファイル名やディレクトリを理解しているわけではありません。スト...
2.5 Linux

LinuxのVFSの仕組みを徹底解説|Inode・Dentry・File・File Descriptorの関係

はじめにLinuxでは、ext4やXFS、tmpfs、NFSなど、さまざまなファイルシステムを利用できます。それぞれデータの保存方法や特徴は異なりますが、アプリケーションは基本的にopen()、read()、write()、close()と...
2.5 Linux

LinuxのファイルI/Oの仕組みを徹底解説|open・read・write・Page Cache・fsync

はじめにLinuxで動作するアプリケーションは、設定ファイルの読み込み、ログの出力、データベースファイルの更新など、さまざまな場面でファイルI/Oを行っています。普段はコマンドやプログラムからファイルを操作するだけですが、その裏側ではLin...
2.5 Linux

Linux I/Oの仕組みと全体像を徹底解説|read・writeからPage Cache・ストレージまで IO

はじめにLinuxサーバを運用していると、「ディスクI/Oが遅い」「I/O waitが高い」「ファイルの読み書きに時間がかかる」といった問題に遭遇することがあります。しかし、read()やwrite()を実行したあと、Linux内部でどのよ...
2.5 Linux

LinuxのマルチコアCPUの仕組みを徹底解説|物理コア・論理CPU・SMT・Hyper-Threadingの違い

はじめに現在のCPUでは、1つのCPUパッケージに複数のCPUコアを搭載するマルチコアが一般的です。複数のコアを利用することで、異なるタスクやスレッドを並列に実行し、CPU全体の処理能力を高めることができます。また、SMT(Simultan...
2.5 Linux

CPUキャッシュCPUキャッシュの仕組みを徹底解説|L1・L2・L3、Cache Hit・Cache Miss、Cache LineCPUキャッシュ

はじめにCPUは、アプリケーションやOSを構成する命令を非常に高速に実行します。しかし、CPUが処理に必要なデータを保存しているメインメモリは、CPUと同じ速度で動作できるわけではありません。もしCPUがデータを必要とするたびにメインメモリ...
2.5 Linux

Linuxの割り込みとSoftIRQを理解する|/proc/interrupts・mpstatでの確認方法

はじめにLinuxでは、CPUはアプリケーションだけでなく、ネットワークパケットの受信やストレージI/Oの完了など、ハードウェアから発生するイベントにも対応する必要があります。そこで利用されるのが「割り込み(Interrupt)」です。割り...
2.5 Linux

LinuxのCPUモードとシステムコールを徹底解説|ユーザーモード・カーネルモードの仕組み

はじめにLinuxでは、アプリケーションとLinuxカーネルでCPUの実行モードが異なります。通常、アプリケーションはユーザーモード、Linuxカーネルはカーネルモードで動作します。アプリケーションがファイルI/Oやネットワーク通信など、カ...
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