kexec とは¶

まずは kexec とは何かですが、ネーミングからしてシステムコールの exec からのアナロジーだと思われるので、こちらから類推するとわかりやすいでしょう。Unix で exec を実行すると、動作中のプロセスが exec する新しいプログラムに置き換えられます。つまり、プロセス番号を有するプロセスの実体は引き継いだまま、メモリ空間に配置されるプログラムが新しいものに置き換えられた上で、そのプログラムの先頭から実行されます。

kexec はこの exec のアプローチをカーネルに当てはめたものだと考えれば、ハードウェア状態は引き継いだまま、カーネルのイメージを新しいものに差し替えて、その先頭から実行する、とでもなるでしょうか。

kexec における大きなポイントはハードウェアの状態を引き継ぐ（ハードウェア的なリセットがかからない）というところで、この特性を利用すると以下のようなことが可能になります。

ARM における kexec¶

ARM における kexec サポートは Linux v3.9.7 時点においても Kconfig 上は EXPERIMENTAL という扱いになっているようです。ただ、弊社においては少し古いバージョンに関連修正をバックポートした状態で SMP 環境でも kexec が正常に行えることが確認できていますし、EXPERIMENTAL はそろそろ外れてもいいんじゃないかという感想は持っています。

kexec するに場合には、ブートローダから起動する場合と最低限の環境を合わせてやった上で、新しい Linux イメージの entry point にジャンプしてやることになります。ブートローダから起動する場合と合わせるべき最低限の環境には以下を含みます。

• SMP の動作状態
• MMU の動作状態
• キャッシュの動作状態

ブートローダの設定にもよりますが、ブートローダでは 1 つの CPU のみが MMU およびキャッシュ無効の状態で動作することが多いと思います。であれば、kexec する手順の中で、SMP で動作している場合はセカンダリ以下の CPU を止めて、MMU を無効にして、キャッシュを無効にして [1]、Linux イメージの先頭にジャンプすればよい、ということになります。

次回はこのあたりの詳細について個別に考えてみます。