OS Interrupt, I/O구조 입출력 과정, DMA

개념

cpu가 어떤 프로그램을 실행하고 있는데 당장 처리해야하는 프로그램이 생겼을 경우

인터럽트 신호를 보내서 먼저 처리해야하는 프로그램을 처리하고 

다시 에전 프로그램으로 돌아가는 것

-> 어떤 사건이 발생했음을 알려주는 신호로 하드웨어, 소프트웨어가 발생시킨다.

 

*발생이란?

- cpu 제어권이 인터럽트서비스루틴(ISR)으로 자동으로 넘어감

  ->하드웨어적으로 그렇게 설계됐음

- 넘어간 뒤에는 핸들러코드 실행됨

   -> 프로그램 코드로 해당 인터럽트를 처리함

 

*cpu는 인터럽트 요청을 받으면 현재 수행중인 프로그램을 일시중단하고,

 cpu 정보를 안전한 장소(스택) 에 저장한 후 ISR을 실행한 후 다시 복귀함.

 

*인터럽트 실행 중 또 인터럽트 오면

1. 블락

2. 급한 것 먼저 처리함

 

인터럽터 벡터

- 인터럽트 발생시 처리해야할 인터럽트 핸들러의 주소를 인터럽트 별로 보관하고 있는 테이블

ex) 인터럽트[2] 발생시 [2] 벡터로 가서 거기에 적힌 주소값으로 찾아가서 isr 실행하고 실행 후에 복귀함

 

*필요한 이유

1. i/o 연산이 cpu 명령 속도보다 현저히 느려서 os는 i/o 장치의 동작과 자신의 시스템 동작을 보다 수월하게 조정하기 위함

2. 예외상황 핸들링

3. 선점형 스케쥴러 구현 : 프로세스가 언제 실행을 중지or 계속할지

 

 

인터럽트 타임라인

 

1. cpu가 어떤 user process 실행중인데 i/o 연산을 요청해서 시작하게 되면 i/o 장치가 데이터를 전송함

2. i/o 연산 종료되면 cpu에게 알려줌

3. cpu는 현재 실행중인 작업을 중단하고, 즉시 i/o 연산을 실행함 == ISR 루틴

4. ISR 완료되면 cpu는 다시   user process  복귀

 

 

I/O구조 입출력 과정

read

- input 장치에서 읽어서 i/o 컨트롤러의 로컬버퍼에 데이터를 적재

- 다 읽으면 컨트롤러는 cpu에게 인터럽트 발생시킴

- cpu는 자료를 컨트롤러의 로컬 버퍼로부터 가져옴

- cpu는 dma가 컨트롤러의 로컬버퍼에 있는 것을 메인메모리의 주소로 이동시키라고 명령

 

 

DMA

- 컨트롤러가 cpu 개입없이 메인메모리로 직접 데이터 블록 전송

- 사이클스틸링: cpu와 dma는 동시에 시스템 버스 사용 불가, cpu에게 우선권 있음