KR100959548B1 - 인터럽트 스케줄링 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인터럽트 스케줄링 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 인터럽트 스케줄링 방법은 컴퓨터 운영체제에서 인터럽트 발생 시 실행을 위해 웨이크업되는 타겟 프로세스 및 실행중인 프로세스 간의 우선순위를 직접 비교하여 재스케줄링을 설정하는 단계 및 재스케줄링 설정 여부에 따라 실행중인 프로세스에서 타겟 프로세스로 직접 컨텍스트 스위칭하는 단계를 포함한다.
본 발명의 인터럽트 스케줄링 방법에 따르면, 웨이크업 된 타겟 프로세스를 레디큐로 진입시키는 과정 및 레디큐에서 우선순위가 가장 높은 프로세스를 선택하는 과정이 생략됨에 따라 컴퓨터 시스템의 운영체제에서 인터럽트로 인해 발생되는 선점 지연시간(Preemption latency)을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
인터럽트(Interrupt), 스케줄링(Scheduling), 타겟 프로세스(Target process), 선점 지연시간(Preemption latency), 레디큐(Ready queue)

Description

인터럽트 스케줄링 방법{A METHOD OF INTERRUPT SCHEDULING}
본 발명은 인터럽트 스케줄링 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 컴퓨터 시스템 운영체제에서의 인터럽트 스케줄링 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 컴퓨터 시스템의 운영체제에서 인터럽트가 발생했을 때 인터럽트를 처리하기 위해 호출되는 인터럽트 핸들러(Interrupt handler) 함수는 인터럽트 발생 당시, 컴퓨터 시스템에서 실행 중이던 프로세스의 컨텍스트(Context)에서 실행된다. 인터럽트 핸들러 함수는 경우에 따라 해당 인터럽트를 기다리고 있던 타겟 프로세스(Target precess)를 웨이크업(Wake-up)하는 루틴을 포함할 수 있다. 인터럽트 핸들러 함수에 의해 웨이트업 된 타겟 프로세스는 운영체제 스케쥴러(Scheduler)에 의해 선택되어 즉시 실행될 수 있도록 레디큐(Ready queue)로 진입하게 된다. 운영체제 스케쥴러는 인터럽트 핸들러 함수가 종료된 후, 레디큐에 있는 일련의 프로세스들 가운데 우선순위가 가장 높은 프로세스를 선택하여 실행시킨다. 여기서, 인터럽트 발생 이전에 실행 중이던 프로세스의 우선순위가 가장 높을 경우, 커널 선점(Kernel preemption)이 발생하지 않는다. 그러나, 인터럽트 핸들러 함수에 의해 새롭게 웨이트업 된 타겟 프로세스의 우선순위가 가장 높을 경 우, 인터럽트 발생 이전의 프로세스로부터 타겟 프로세스로의 커널 선점이 발생되고 이후, 타켓 프로세스는 실행을 시작하게 된다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 일반적인 인터럽트 스케줄링 방법에 대해 설명한다.
도1은 일반적인 인터럽트 스케줄링 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도1을 참조하면, 기존의 인터럽트 스케줄링 방법은 먼저, 컴퓨터 시스템에서 인터럽트가 발생(101)됨에 따라, 현재 실행중인 프로세스의 실행이 잠시 중단되고, 현재의 컨텍스트에서 인터럽트 핸틀러 함수의 실행이 시작(103)된다. 이후, 인터럽트 핸들러 함수의 실행 중 해당 인터럽트를 기다리며 슬립(Sleep) 상태에 있는 타겟 프로세스가 웨이크업(105) 될 경우, 타겟 프로세스는 레디큐로 진입(107)하게 된다. 이후, 타겟 프로세스 및 실행중인 프로세스 간의 우선순위를 확인한다. 타겟 프로세스의 우선순위가 현재 실행중인 프로세스의 우선순위보다 높을 경우, 재스케줄링이 설정(111)된다. 이후, 인터럽트 핸들러 함수는 실행 종료(113)된다.
반면, 현재 실행중인 프로세스의 우선순위가 타겟 프로세스의 우선순위보다 높을 경우, 인터럽트 핸들러 함수는 바로 실행이 종료된다(113). 인터럽트 핸들러 함수의 실행 종료(113) 이후, 재스케줄링의 설정 여부가 판별(115)된다. 여기서, 재스케줄링의 설정이 되어 있는 경우, 운영체제 스케쥴러 함수를 호출하여 레디큐에서 우선순위가 가장 높은 프로세스를 선택(117)하게 되고, 현재 실행중인 프로세스에서 선택된 프로세스로의 컨텍스트 스위칭을 실행하게 된다(119). 한편, 재스케줄링이 설정되어 있지 않은 경우, 현재 실행중인 프로세스는 인터럽트 발생 이전에 실행하던 연산을 계속 진행하게 된다(121).
따라서, 기존의 인터럽트 스케줄링 방법은 타겟 프로세스가 웨이크업되는 시점에서부터 타겟 프로세스 및 현재 실행중인 프로세스 간의 우선순위를 비교하는 과정까지의 대부분의 경우에서, 타겟 프로세스는 레디큐로 진입된 후, 운영체제 스케쥴러를 통해 다음 실행될 프로세스로 선택되어 현재 실행중인 프로세스를 선점하게 된다. 즉, 타겟 프로세스가 현재 실행중인 프로세스를 선점할 것이 분명해 질 경우, 웨이크업 된 타겟 프로세스를 레디큐로 진입시키고, 타겟 프로세스를 처리하기 위한 운영체제 스케쥴러의 호출과정조차도 불필요해짐을 알 수 있다. 이에 따라, 기존의 인터럽트 스케줄링 방법은 인터럽트의 발생시점으로부터 타겟 프로세스의실행까지의 선점 지연시간(Preemption latency)을 불필요하게 소요하는 문제점을 가질 수 있게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 인터럽트의 발생시점에서부터 타겟 프로세스의 실행을 시작하기까지의 선점 지연시간을 최소화시키는 인터럽트 스케줄링 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 인터럽트 스케줄링 방법은 컴퓨터 운영체제에서 인터럽트 발생 시 실행을 위해 웨이크업되는 타겟 프로세스 및 실행중인 프로세스 간의 우선순 위를 직접 비교하여 재스케줄링을 설정하는 단계 및 재스케줄링 설정 여부에 따라 실행중인 프로세스에서 타겟 프로세스로 직접 컨텍스트 스위칭하는 단계를 포함한다.
컨텍스트 스위칭하는 단계 이후,
실행중인 프로세스의 레디큐 진입 여부에 따라 실행중인 프로세스를 레디큐로 진입시키는 단계를 더 포함한다.
재스케줄링을 설정하는 단계는,
타겟 프로세스의 웨이크업 실행 여부를 판별하는 단계, 타겟 프로세스가 웨이크업되는 경우, 웨이크업 된 타켓 프로세스 및 실행중인 프로세스 간의 우선순위를 직접 비교하는 단계 및 타켓 프로세스의 우선순위가 실행중인 프로세스의 우선순위보다 높은 경우, 재스케줄링을 설정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
컨텍스트 스위칭하는 단계는,
재스케줄링 설정 여부를 판별하는 단계 및 재스케줄링이 설정된 경우, 실행중인 프로세스에서 타켓 프로세스로 직접 컨텍스트 스위칭하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 인터럽트 스케줄링 방법에 따르면, 웨이크업 된 타겟 프로세스를 레디큐로 진입시키는 과정 및 레디큐에서 우선순위가 가장 높은 프로세스를 선택하는 과정이 생략됨에 따라 컴퓨터 시스템의 운영체제에서 인터럽트로 인해 발생되는 선점 지연시간이 최소화될 수 있는 효과가 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 인터럽트 스케줄링 방법에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인터럽트 스케줄링 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 인터럽트 스케줄링 방법은 컴퓨터 시스템 운영체제에서 인터럽트 발생 시, 실행을 위해 웨이크업(Wake-up)되는 타겟 프로세스(Target process) 및 현재 실행중인 프로세스 간의 우선순위에 따라 재스케줄링(Rescheduling)이 설정되는 단계(S1) 및 재스케줄링 설정 여부에 따라 실행중인 프로세스에서 상기 타겟 프로세스로 컨텍스트 스위칭(Context switching)되는 단계(S2)를 포함한다.
도 3은 도 2에서 도시된 인터럽트 스케줄링 방법을 더욱 구체적으로 나타낸 순서도이다.
도3에서 도시된 인터럽트 스케줄링 방법은 먼저, 컴퓨터 시스템의 운영체제에서 인터럽트가 발생(300)될 경우, 현재 실행중인 프로세스의 실행이 잠시 중단되고, 실행중인 프로세스의 컨텍스트에서 인터럽트 핸들러가 실행된다(301). 이에 따라, 인터럽트 핸들러의 실행 도중 해당 인터럽트를 기다리며 슬립(Sleep) 상태에 있는 타겟 프로세스가 웨이크업 될 수 있게 된다.
이후, 인터럽트 핸들러에 의해 타겟 프로세스의 웨이크업 되었는지에 대한 여부를 판별하게 된다(303). 타겟 프로세스가 웨이크업 된 경우, 타겟 프로세스의 우선순위와 현재 실행중인 프로세스의 우선순위를 비교하게 된다(305). 여기서, 웨이트업 된 타겟 프로세스는 레디큐로 진입되는 과정 없이 현재 실행중인 프로세스와의 우선순위 비교과정을 즉시 수행하게 된다. 이에 따라, 타겟 프로세스의 우선순위가 실행중인 프로세스의 우선순위보다 높을 경우, 인터럽트 핸들러의 종료 이후 재스케줄링이 필요함으로 재스케줄링이 설정(307)되고, 인터럽트 핸들러의 실행이 종료된다(309). 반면, 타겟 프로세스의 우선순위가 실행중인 프로세스의 우선순위보다 낮을 경우, 인터럽트 핸들러의 실행이 바로 종료된다(309).
따라서, 기존의 인터럽트 스케줄링 방법과 비교해 볼 때, 본 발명에 따른 인터럽트 스케줄링 방법은 인터럽트 발생 단계(300)에서부터 재스케줄링이 설정되는 단계(307)까지의 과정에서 인터럽트 핸들러를 통해 웨이크업 된 타겟 프로세스가 레디큐(Ready queue)로 진입되는 과정을 생략 할 수 있게 된다.
다음으로, 인터럽트 핸들러의 실행 종료(309) 후에는 커널(Kernel)을 통해 재스케줄링 설정 여부가 판별된다(311). 재스케줄링이 설정되었을 경우, 운영체제 스케줄러가 호출되어 실행이 바로 이루어지는 것이 아니라, 현재 실행중인 프로세스에서 타겟 프로세스로의 컨텍스트 스위칭이 바로 실행된다(313). 즉, 재스케줄링 설정 여부를 판별하여 재스케줄링이 설정된 경우, 운영체제 스케줄러에 의해 레디큐에서 우선순위가 가장 높은 프로세스를 선택하는 과정 없이 바로 컨텍스트 스위칭이 실행된다.
반면, 재스케줄링의 설정이 되어 있지 않을 경우, 현재 실행중인 프로세스의 컨텍스트가 그대로 유지되며, 인터럽트 발생 이전에 실행하던 프로세스의 연산은 계속 진행될 수 있게 된다(305).
따라서, 기존의 인터럽트 스케줄링 방법과 비교해 볼 때, 본 발명에 따른 인터럽트 스케줄링 방법은 인터럽트 핸들러 실행이 종료되는 단계(309)에서부터 타겟 프로세스로 컨텍스트 스위칭되는 단계(313)까지의 과정에서 다음 실행될 프로세스를 선택하기 위해 운영체제 스케줄러를 통해 레디큐에서 가장 우선순위가 높은 프로세스를 선택하는 과정을 생략 할 수 있게 된다.
다음으로, 현재 실행중인 프로세스에서 타겟 프로세스로 컨텍스트 스위칭이 실행된 이후, 운영체제 스케줄러의 실행이 시작된다. 이때, 현재 실행중인 프로세스가 레디큐에 진입되지 않은 상태로 선점될 경우, 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 도 4에서 도시된 바와 같이, 운영체제 스케줄러의 연산이 실질적으로 실행되기 전에 먼저 현재 실행중인 프로세스의 레디큐 진입 여부를 확인한다(401). 여기서, 현재 실행중인 프로세스가 레디큐로 진입되어 있지 않을 경우, 실행중인 프로세스를 레디큐로 진입시킨 후, 운영체제 스케줄러의 실질적인 연산을 계속해서 실행되도록 한다(405). 반면, 실행중인 프로세스가 레디큐로 진입되어 있는 경우, 운영체제 스케줄러의 연산이 바로 실행될 수 있게 된다(405).
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 인터럽트 스케줄링 방법은 웨이크업 된 타겟 프로세스를 레디큐로 진입시키는 과정과 레디큐에서 가장 우선순위가 높은 프 로세스를 선택하는 과정을 생략 할 수 있다. 이에 따라, 컴퓨터 시스템의 운영체제에서 인터럽트로 인해 발생되는 선점 지연시간(Preemption latency)을 최소화 시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따른 인터럽트 스케줄링 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 대한 설명은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인터럽트 스케줄링 방법에 대한 상세한 설명으로 대체한다.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 일반적인 인터럽트 스케줄링 방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인터럽트 스케줄링 방법을 나타낸 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 인터럽트 스케줄링 방법을 나타낸 순서도.

Claims (5)

  1. 컴퓨터 운영체제에서 인터럽트 발생 시 인터럽트 핸들러에 의해 타겟 프로세스가 웨이크업 되었는지 여부를 판별하는 단계;
    상기 타겟 프로세스가 웨이크업된 경우, 상기 타겟 프로세스를 대기큐에 진입시키지 않고, 상기 타겟 프로세스 및 현재 실행중인 프로세스 간의 우선순위를 직접 비교하는 단계;
    상기 타겟 프로세스의 우선순위가 상기 현재 실행중인 프로세스의 우선순위보다 높을 경우, 재스케줄링을 설정하는 단계;
    상기 재스케줄링 설정 여부를 판별하는 단계; 및
    상기 재스케줄링이 설정된 경우, 상기 현재 실행중인 프로세스에서 상기 타겟 프로세스로 직접 컨텍스트 스위칭하는 단계
    를 포함하는 인터럽트 스케줄링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨텍스트 스위칭하는 단계 이후,
    상기 실행중인 프로세스의 레디큐 진입 여부에 따라 상기 실행중인 프로세스를 상기 레디큐로 진입시키는 단계를 더 포함하는, 인터럽트 스케줄링 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항의 인터럽트 스케줄링 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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