2021-11 [prednáška] Prerušenia

Zhrnutie prednášky

Prednáška sa venuje mechanizmu prerušení v operačnom systéme XV6 ako spôsobu obsluhy periférnych zariadení, ktoré signalizujú procesoru potrebu spracovania údajov. Vysvetľuje, prečo sú prerušenia asynchrónne udalosti kontrolované na hraniciach inštrukcií a ako procesor odkladá aktuálny výpočet, aby vykonal obslužnú rutinu nastavenú operačným systémom. Diskutuje sa problém konkurentného prístupu k dátam medzi zariadením a procesorom, viacúrovňové spracovanie prerušení (priama obsluha, jadrové vlákna, spájanie prerušení) a skutočnosť, že obsluha prerušenia nemusí bežať v kontexte žiadneho užívateľského procesu, čo obmedzuje použitie funkcií ako copyin/copyout. Na záver sa spomína využitie PLIC obvodu na smerovanie prerušení a mapovanie pamäte ako moderný prístup k ovládaniu zariadení namiesto klasických registrov.

• - Prerušenia slúžia na obsluhu periférnych zariadení (klávesnica, disk, sieťová karta), najmä pomalých voči rýchlosti procesora.
• - Ide o asynchrónne udalosti kontrolované na hraniciach inštrukcií – inštrukcie sa vykonávajú atomicky.
• - V XV6 sa využíva PLIC obvod na smerovanie prerušení k procesorom; nespracované prerušenie zostáva v stave pending.
• - Programátor operačného systému musí explicitne nastaviť obslužnú rutinu pre každé podporované zariadenie.
• - Existujú rôzne stratégie obsluhy: priama synchrónna obsluha z prerušenia, plánovanie jadrového vlákna, alebo zlučovanie viacerých prerušení kvôli efektivite.
• - Obsluha prerušenia nemusí bežať v kontexte užívateľského procesu (napr. pri behu plánovača), preto ukazateľ na aktuálny proces (proc) nemusí byť platný a nemožno spoliehať sa na copyin/copyout.
• - Treba riešiť konkurentný prístup k zdieľaným bufferom medzi zariadením a procesorom, čo bude relevantné aj pri implementácii ovládača sieťovej karty na cvičeniach.

Zhrnutie pripravené s pomocou AI z prepisu videa.