컴공전공자_따라잡기 | CH03. 프로세스와 스케쥴러의 이해-인터럽트 내부 동작

인터럽트 내부동작

시스템 콜 인터럽트

• 시스템 콜 실행을 위해서는 강제로 코드에 인터럽트 명령을 넣어, CPU에게 실행시켜야한다.
• 시스템 콜 실제 코드
  • eax 레지스터에 시스템 콜 번호를 넣고,
  • ebx 레지스터에는 시스템 콜에 해당하는 인자값(함수의 인자 값 포함)을 넣고,
  • 소프트웨어 인터럽트 명령을 호출하면서 0x80값을 넘겨줌

mov eax,1 // 1 = 시스템콜번호
mov ebx,0 // 0 = 인자
int 0x80 // 무조건 마지막에는 CPU에서 제공하는 OP code(인스트럭션 코드)가 들어가며, intel에서 제공하는 것 중에는 int가 있다.
        // 0x80 = 인터럽트 번호, 시스템 콜은 0x80으로 정해져 있다.

• 1 = 시스템콜번호
• 0 = 인자
• int 0x80 : 무조건 마지막에는 CPU에서 제공하는 OP code(인스트럭션 코드)가 들어가며, intel에서 제공하는 것 중에는 int가 있다.

     0x80 = 인터럽트 번호, 시스템 콜은 0x80으로 정해져 있다.

💎 인터럽트와 시스템 콜(고급)

• 시스템콜 인터럽트 명령을 호출하면서 0x80값을 넘겨줌

1. CPU는 사용자 모드를 커널모드로 바꿔줌
2. IDT(Interrupt Descriptor Table)에서 0x80에 해당하는 주소(함수)를 찾아서 실행함
   • 인터럽트 번호 (0x80) : 주소,코드(system_call()) => 인터럽트 번호를 통해 코드를 실행.
3. system_call()함수에서 eax로부터 시스템콜 번호를 찾아서, 해당 번호에 맞는 시스템콜 함수로 이동
   • 인터럽트번호에 의해 호출된 인터럽트 함수가 시스템콜 번호를 이용하여, 시스템콜 함수를 호출하게 됨.
4. 해당 시스템 콜 함수 실행 후, 다시 커널 모드에서 사용자 모드로 변경하고, 다시 해당 프로세스 다음 코드 진행
   

   

사용자/커널 모드와 프로세스, 인터럽트

1. 시간축을 기준으로, PA가 실행되다가 시스템 콜을 호출
2. Timer interrupt에 따라 process scheduler가 process를 실행되게 함.

• 중요한 것은 interrupt는 시스템 콜에 의해 호출되므로 커널 모드로 변경된다는 것!!
  

  

인터럽트와 IDT

• 인터럽트는 미리 정의되어 각각 번호와 실행 코드를 가리키는 주소가 기록되어 있음
  • 어디에? IDT(Interrupt Descriptor Table)에 기록(이벤트 번호에 맞는 운영체 내부의 코드 실행)
  • 언제? 컴퓨터 부팅시에 가장 먼저 운영체제가 기록
  • 어떤 코드? 운영체제 내부의 코드 (커널 모드/커널 영역)
• 다시 예를 보면,
  • 항상 인트럽트 발생시, IDT를 확인
  • 시스템 콜 인터럽트 명령은 0x80 번호가 미리 정의
  • 인터럽트 0x80에 해당하는 운영체제 코드는 system_call()이라는 함수
  • 즉, IDT에는 0x80 -> system_call()와 같은 정보가 기록되어 있음
• 리눅스의 예
  • 0~31 : 예와상황 인터럽트(내부/소프트웨어 인터럽트 , 일부는 정의 안된채로 남겨져 있음)
  • 32~47 : 하드웨어 인터럽트(주변장치 종류/갯수에 따라 변경가능)
  • 128 : 시스템콜(0x80)

인터럽트와 프로세스의 관계

1. 프로세스 실행 중 인터럽트 발생시
2. 현 프로세스 실행 중단
3. IDT에서 해당하수 찾아 인터럽트 처리 함수 실행(운영체제)
4. 현 프로세스 재 실행
   

   

인터럽트와 스케쥴러의 관계

선점형 스케쥴러 구현 예
- 수시로 타이머 인터럽트 발생
- 운영체제가 타이머 인터럽트 발생 횟수를 기억해서 5번 타이머 인터럽트 발생하면, 현재 프로세스를 다른 프로세스로 바꿔준다.