컴퓨터 시스템 구조
Mode bit
- 사용자 프로그램의 잘못된 수행으로 다른 프로그램 및 운영체제에 피해가 가지 않도록 하기 위한 보호 장치 필요
- Mode bit을 통해 하드웨어적으로 두 가지 모드의 operation 지원
- 1 사용자 모드 : 사용자 프로그램 수행
- 0 모니터 모드(커널 모드, 시스템 모드) : OS 코드 수행
- 보안을 해칠 수 있는 중요한 명령어는 모니터 모드에서만 수행 가능한 "특권명령"으로 규정
- Interrupt나 Exception 발생시 하드웨어가 mode bit을 0으로 바꿈
- 사용자 프로그램에게 CPU를 넘기기 전에 mode bit을 1로 셋팅
Timer
- 타이머
- 정해진 시간이 흐른 뒤 운영체제에게 제어권이 넘어가도록 인터럽트를 발생시킴
- 타이머는 매 클럭 틱 때마다 1씩 감소
- 타이머 값이 0이 되면 타이머 인터럽트 발생
- CPU를 특정 프로그램이 독점하는 것으로부터 보호
- 타이머는 time sharing을 구현하기 위해 널리 이용됨
- 타이머는 현재 시간을 계산하기 위해서도 사용
Device Controller
- I/O device controller
- 해당 I/O 장치유형을 관리하는 일종의 작은 CPU
- 제어 정보를 위해 control register, status register를 가짐
- local buffer를 가짐 (일종의 data register)
- I/O는 실제 device와 local buffer 사이에서 일어남
- Device Controller는 I/O가 끝났을 경우 interrupt로 CPU에 그 사실을 알림
- device driver(장치 구동기)
- OS 코드 중 각 장치별 처리 루틴 --> software
- device controller(장치 제어기)
- 각 장치를 통제하는 일종의 작은 CPU --> hardware
입출력(I/O)의 수행
- 모든 입출력 명령은 특권 명령
- 사용자 프로그램은 어떻게 I/O를 하는가?
- 시스템 콜(system call)
- trap을 사용하여 인터럽트 벡터의 특정 위치로 이동
- 제어권이 인터럽트 벡터가 가리키는 인터럽트 서비스 루틴으로 이동
- 올바른 I/O 요청인지 확인 후 I/O 수행
- I/O 완료 시 제어권을 시스템 콜 다음 명령으로 옮김
인터럽트(Interrupt)
- 인터럽트
- 인터럽트 당한 시점의 레지스터와 program counter를 save 한 후 CPU의 제어를 인터럽트 처리 루틴에 넘긴다
- Interrupt(넓은 의미)
- Interrupt (하드웨어 인터럽트) : 하드웨어가 발생시킨 인터럽트
- Trap (소프트웨어 인터럽트)
- Exception : 프로그램이 오류를 범한 경우
- System call : 프로그램이 커널 함수를 호출하는 경우
- 인터럽트 관련 용어
- 인터럽트 벡터
- 해당 인터럽트의 처리 루틴 주소를 가지고 있음
- 인터럽트 처리 루틴
(=Interrupt Service Routine, 인터럽트 핸들러)
시스템콜(System Call)
- 시스템콜
- 사용자 프로그램이 운영체제의 서비스를 받기 위해 커널 함수를 호출하는 것
출처 : http://www.kocw.net/home/cview.do?lid=36f314da6dc42576
