3. Obavljanje ulazno-izlaznih operacija, prekidni rad

Transcription

1 3. Obavljanje ulazno-izlaznih operacija, prekidni rad 3.1. Spajanje naprava u ra unalo Slika 3.1. Spajanje UI naprava na sabirnicu 3.2. Kori²tenje UI naprava radnim ekanjem Slika 3.2. Pristupni sklop UI naprave Primjer itanja jednog podatka s naprave... ADR R0, RS //adresa registra stanja u R0 ADR R2, PR //adresa podatkovnog registra u R2 petlja: \ LDR R1, [R0] ;pročitaj registar stanja s ZASTAVICA-om radno CMP R1, 0 čekanje BEQ petlja / LDR R1, [R2] // pročitaj znak iz pristupnog sklopa u registar R1...//obrada pročitanog podatka, npr. samo spremanje u spremnik

2 2 3. Obavljanje ulazno-izlaznih operacija, prekidni rad 3.3. Prekidni rad Prekidni rad bez sklopa za prihvat prekida Slika 3.3. Skica najjednostavnijeg sustava za prekidni rad Postupak prihvata prekida (²to radi procesor kada nema sklop za prihvat prekida) i) po etno stanje: procesor izvodi neku instrukciju ii) pojavljuje se prekidni signal iii) procesor dovr²ava trenutnu instrukciju (regularno) iv) na kraju instrukcije, ako su u procesoru prekidi omogu eni on provjerava je li prekidni signal postavljen te ako je tada procesor prihva a prekid prema: 1. zabranjuje daljnje prekidanje 2. prebacuje se u prekidni na in rada (jezgrin, sustavski) adresira sustavski dio spremnika, aktivira sustavku kazaljku stoga i koristi taj stog 3. na stog (sustavski) pohranjuje programsko brojilo (PC) i registar stanja (SR) (tzv. minimalni kontekst) 4. u PC stavlja adresu prekidnog potprograma gdje je ta adresa zapisana? ugražena u procesoru, ili preko tablice, npr. IDT (IDTR!) To ka iv) je ugraženo pona²anje procesora. pro²iriti tim djelom na kraju instrukcije. Opis rada procesora (dohvati/dekodiraj/izvedi treba Obrada prekida prema prioritetima, bez sklopa za prihvat prekida (informativno, ovaj dio se ne pita!) Ideja programskog rje²enja: sama obrada prekida ( ista obrada) neka se obavlja s dozvoljenim prekidanjem na svaki zahtjev za prekid pozvat proceduru koja e ustanoviti prioritet zahtjeva i usporediti ga s trenutnim poslom: ako je zahtjev prioritetniji ide se odmah na njega, u protivnom, samo se zabiljeºi taj zahtjev a vra a se na obradu prethodnog (prioritetnijeg prekida) prekidima (napravama) treba dodijeliti prioritete u nastavku je (radi jednostavnosti) prioritet odrežen brojem naprave, ve i broj => ve i prioritet

3 3.4. Prekidi generirani unutar procesora, poziv sustavskog potprograma Obrada prekida kori²tenjem sklopa za prihvat prekida (informativno, ovaj dio se ne pita!) Slika 3.4. Sklop za prihvat prekida 3.4. Prekidi generirani unutar procesora, poziv sustavskog potprograma 3.5. Kori²tenje UI naprava sa sklopovima za neposredni pristup spremniku (informativno, ovaj dio se ne pita!) Slika 3.5. Sklop s izravnim pristupom spremniku

4 4 3. Obavljanje ulazno-izlaznih operacija, prekidni rad 3.6. Vi²eprocesorski sustavi sabirni ki povezani Slika 3.6. Vi²eprocesorski sustav

5 3.7. Prekidi u stvarnim sustavima? (informativno, ovaj dio se ne pita!) Prekidi u stvarnim sustavima? (informativno, ovaj dio se ne pita!) Primjer Intelove arhitektura (pojednostavljeno) a) prihvat prekida od strane procesora obrada prekida se programira preko zasebne tablice IDT (interrupt description table) u registar procesora IDRT se stavlja "adresa" te tablice kad se dogodi prekid, uz prekid dolazi i informacija o uzroku broj prekida = I broj prekida se koristi kao indeks za IDT, uzima se I-ti redak i tamo pi²e koju funkciju treba pozvati za obradu tog prekida b) izvori prekida prosliježivanje prekida do procesora (novije APIC su elje) (APIC advanced programmable interrupt controller) uz procesor nalazi se lokalni APIC sklop (Local APIC) koji: prima i proslježuje lokalne prekide procesoru: lokalno spojeni urežaji, prekidi lokalnog brojila (sata), gre²ke,... prima poruke o prekidima urežaja spojenih na I/O APIC prima/²alje poruke od/prema lokalnih APIC-a drugih procesora (u MP sustavima) u sustavu postoji I/O APIC sklop na koji su spojeni "vanjski" izvori prekida sa lokalnim APIC-ima komunicira preko sabirnice (²alje poruke o prekidima) moºe se programirati: koje prekide prosliježuje i kome Upravljanje prekidima naprava zabrana prihvata prekida: na razini procesora na razini lokalnog APIC-a na razini I/O APIC-a na razini naprave (nju se isto moºe programirati da ne generira zahtjeve za prekid) Prihvat prekida sa strane operacijskih sustava podjela obrade u dva dijela: prvi, odmah po primitku prekida, kra i, uz zabranjeno prekidanje drugi, duºi, naknadno Windows: ISR (Interrupt Service Routine) + IST (Interrupt Service Thread) Linux: Top half, Bottom half (zapravo malo sloºenije u novijim, ali se svodi na sli no)