More about Interrupt
- 오늘날 OS는 interrupt를 기반으로 동작함.
- interrupt가 발생하면 CPU는 현재 하는 일을 멈추고 해당 interrupt를 해결하기 위해 동작함.
- processor가 특정 동작을 하고 있는 중에 다른 device들에게서 interrupt가 오는 경우, 현재 실행되고 있는 일을 멈추고 해당 interrupt에 대응하는 Interrupt Service Routine(ISR)이 수행하는 것을 가리킴.
- 여기서 routine은 어떤 동작을 수행하는 프로그램 코드를 의미
Interrupt 작동단계 : ex) Keyboard
- Keyboard의 controller에서 key up, key down 등의 interrupt를 일으키는 event 감지
- Keyboard에서 전기적 신호가 processor로 전달됨. (interrupt 발생)
- 바로 연결된 것은 아님
- interrupt signal이 들어오는 processor의 pin에 전기신호가 들 어오게 됨.
- processor는 매번 execute 명령이 끝날 때마다 interrupt를 확인하고 interrupt 요청이 있을 경우 현재 하던 일을 중지. (현재 실행 중인 process 중지)
- 현재 하던 일을
stack에 저장하는 context switching이 발생. (실행 중이던 process 상태 저장) - 이후 해당 ISR에 제어권이 넘어가며 수행됨. (ISR or handler 실행)
- keyboard interrupt의 경우 scan code의 값을 ASCII code로 변 환하여 buffer에 저장
- ISR 수행 이후, 원래 수행하던 process 수행(context switching). (저장된 상태로 복구 후 다시 process 실행 재개)
- keyboard 값이 필요한 process라면 buffer에서 읽어들이게 됨.
Interrupt 종류
Hardware Interrupt
- processor에 연결된 hardware에서 발생시키는 interrupt
- 키보드, 마우스를 조작할 때 발생되는 가장 흔한 예
- Timer interrupt, 전원공급 이상 interrupt 등이 있음.
Software Interrupt
- User application의 process가 system call을 할 때 발생되는 interrupt.
- User application은 User mode에서 수행되기 때문에 직접 접근할 수 없는 resource들이 존재함.
- 이에 접근이 필요한 코드가 User application에 있다면 해당 코드를 수행할 때 SVC(SuperVisor Call)를 통해 Kernel mode로 변경이 되고 해당 코드의 수행이 종료된 이후 다시 User mode로 변경됨.
- system call은 OS가 제공하는 서비스들에 User application이 접근하게 해주는 interface이고, 이들 System call을 수행하게 해주는 instruction이 SVC.
- Trap : Register와 stack pointer가 저장되고 Context switching이 일어나며 실행이 재개될 수 있게 해주는 명령어. CPU 내부 interrupt라고 불리며 system call도 Trap을 통해 구현됨.
Internal Interrupt
- processor 내부에서 발생되는 interrupt로 processor가 프로그램의 코드를 실행하는 도중 발생한 interrupt를 말함.
- 잘못된 instruction이나 data를 사용한 경우 발생
- Overflow, Divided by zero, 기타 Exception 등이 나타난 경우 발생
- Trap은 특정 조건을 걸어둔 경우 적절할 ISR이 수행되는 경우라면 Exception은 예기치 못한 예외상황에 해당함. SW 내부에서 exception 처리를 통해 프로그래밍에서 특정 exception들이 발생 시 처리할 수도 있음.
References:
1) https://dsaint31.tistory.com/entry/CE-Interrupt
노정훈