2020-07 [prednáška] Prerušenia

Zhrnutie prednášky

Prednáška z predmetu Operačné systémy sa venuje mechanizmu spracovania prerušení ako spôsobu komunikácie medzi procesorom a periférnymi zariadeniami. Vysvetľuje sa, prečo sa namiesto neustáleho zisťovania stavu zariadení (pollingu) používajú prerušenia, ktoré umožňujú procesoru pozastaviť aktuálnu činnosť, obslúžiť zariadenie a následne pokračovať v pôvodnej práci. Prerušenia sa porovnávajú so systémovými volaniami a výnimkami, pričom sa zdôrazňuje ich asynchrónny charakter bez väzby na aktuálne bežiaci proces. Rozoberá sa architektúra ovládačov zariadení rozdelených na hornú (synchrónnu, vyvolanú softvérom) a spodnú (asynchrónnu, vyvolanú zariadením) časť, ako aj problematika konkurentného prístupu k zariadeniam pri viacjadrových procesoroch. Na záver sa spomína hardvérová podpora prerušení v architektúre RISC-V prostredníctvom kontroléra PLIC.

• - Prerušenia umožňujú zariadeniam okamžite upozorniť procesor na pripravené dáta bez potreby neustáleho pollingu
• - Rozlišujú sa tri typy výnimočných stavov v RISC-V: trap (systémové volania), výnimky a prerušenia
• - Prerušenia sú asynchrónne a nesúvisia s kontextom žiadneho bežiaceho procesu
• - Ovládače zariadení sa delia na hornú časť (vyvolanú softvérom/jadrom) a spodnú časť (vyvolanú samotným zariadením pri prerušení)
• - Pri viacjadrových procesoroch vzniká konkurencia o prístup k zariadeniam a zdieľaným bufferom
• - Programovanie zariadení je nízkoúrovňová a komplikovaná záležitosť s množstvom registrov a špecifikácií
• - V architektúre RISC-V smeruje spracovanie prerušení cez kontrolér PLIC, ktorý riadi doručovanie prerušení jednotlivým jadrám procesora

Zhrnutie pripravené s pomocou AI z prepisu videa.