KR20070019136A - 과도한 인터럽트로부터 시스템을 보호하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

과도한 인터럽트로부터 시스템을 보호하는 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정보 처리 시스템에서 과도하게 또는 비정상적으로 발생하는 인터럽트를 방지하여 시스템을 과부하로부터 방지하고 안정성을 유지하기 위한 과도한 인터럽트로부터 시스템을 보호하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 우선권 인터럽트 처리 방식을 채택하고 있는 정보 처리 시스템에서 과도한 인터럽트를 방지하는 본 발명에 의한 장치는, 인터럽트 모드에서 동작하며, 우선순위가 높은 인터럽트 처리 요구에 대하여 태스크 스위칭을 통해 인터럽트 처리를 수행한 후 이전의 태스크로 복귀하는 인터럽트 모드 처리부; 폴링 모드에서 동작하며, 소정의 주기에 의해 인터럽트 소스들을 순차적으로 감시하여 인터럽트 요구가 발생한 인터럽트 소스에 대하여 인터럽트 처리를 수행하는 폴링 모드 처리부; 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트의 수를 카운팅하는 인터럽트 카운터; 및 인터럽트 모드에서 인터럽트가 발생하면 인터럽트 카운터로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수를 확인하여 그 인터럽트 수가 소정의 상한 임계값보다 큰 경우 인터럽트 모드를 폴링 모드로 변환하여 폴링 모드 처리부를 동작시키고, 폴링 모드에서 소정의 주기에 따라 인터럽트 카운터로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수를 확인하여 그 인터럽트 수가 소정의 하한 임계값보다 작은 경우 폴링 모드를 인터럽트 모드로 변환하여 인터럽트 모드 처리부를 동작시키는 모드 제어부;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의하면, 과도하거나 비정상적인 인터럽트가 많이 발생하여 정상적 인 태스크의 수행이 어려울 수 있는 정보 처리 환경에서 동작하는 시스템에 적용되어, 일정 시간 내에 과도하게 많은 수의 인터럽트가 발생하는 것을 방지함으로써 정보 처리 시스템의 운영에 안정성을 유지할 수 있다.

Description

과도한 인터럽트로부터 시스템을 보호하는 장치 및 그 방법{Apparatus and method for protecting system from excessive occurrence of interrupt}
도 1은 종래기술에 의한 인터럽트 처리 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 의한 과도한 인터럽트로부터 시스템을 보호하는 장치의 기능을 설명하는 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 과도한 인터럽트로부터 시스템을 보호하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10 : 인터럽트 모드 처리부 20 : 폴링 모드 처리부
30 : 모드 제어부 40 : 인터럽트 카운터
본 발명은 우선권 인터럽트 처리 방식을 채택하고 있는 정보 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정보 처리 시스템에서 과도하게 또는 비정상적으로 발생하는 인터럽트를 방지하여 시스템을 과부하로부터 방지하고 안정성을 유지하기 위한 과도한 인터럽트로부터 시스템을 보호하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
인터럽트 메커니즘은 운영체제(OS)에 있어서 컴퓨터에서 예기하지 않았던 사건이 발생하더라도 컴퓨터의 동작이 중단되지 않고 업무 처리가 계속적으로 수행될 수 있도록 하는 컴퓨터의 기능, 즉, 컴퓨터의 명령 실행 중에서 이것과는 비동기적으로 또는 그 명령이 정상적으로 실행되지 않았을 때 발생하는 사건을 파악하여 현재의 루틴의 실행을 중단시키고, 이 사건을 처리하는 다른 루틴에 분기되게 하여, 이 처리 실행 완료 후에는 다시 원래의 루틴으로 복귀시켜 실행을 계속하도록 하는 기능이다. 이와 같은 인터럽트 메커니즘은 J. 폰 노이만이 제안한 초기의 컴퓨터엔 없었으나 현재는 거의 모든 컴퓨터에 갖추어져 있다. 이 메커니즘을 활용하면, 프로세서와 입출력 장치 등 사이에서 겉보기의 병렬처리(둘 이상의 프로세서를 동시에 수행시키는 것)가 가능하고, 또 오류 등의 이상 현상 발생을 쉽게 파악할 수 있으므로 인터럽트는 컴퓨터의 처리 효율 향상에 큰 도움이 된다.
인터럽트를 발생시키는 사건을 ＜인터럽트요인＞이라 하는데, 주로 이 요인에 의거해서 분류하면 인터럽트는 다음과 같이 분류된다.
① 외부인터럽트: 프로세서의 동작과는 비동기적인 외부 요인에 의해 발생하는 인터럽트이다. 이것에는 입출력인터럽트(입출력 기기의 동작 상태, 예컨대 동작 완료나 잘못된 동작 등에 따라 발생하는 인터럽트)를 비롯하여 타이머의 시간 완료 보고에 의한 인터럽트, 기기(장치)의 에러 등에 의한 기기인터럽트, 콘솔로부터의 인터럽트키 입력에 의한 오퍼레이터인터럽트, 다중처리시스템에 있어서 다른 프로세서로부터의 신호에 의한 인터럽트, 전원 이상에 의한 인터럽트 등이 있다.
② 내부인터럽트: 0으로 나누는 나눗셈, 오버플로우(overflow) 등의 비정상 적인 연산의 실행이나 인터럽트를 발생시키는 명령의 실행에 의한 인터럽트 등이 있다. 특히, 감독프로그램호출명령(SVC) 실행에 의해 발생하는 내부인터럽트를 감독프로그램호출인터럽트라 한다.
인터럽트가 발생한 경우에는 프로세서는 적어도 프로그램 계수기(program counter)를 포함한 프로그램상태워드(PSW)를 퇴피시키고, 인터럽트 처리루틴의 선두번지, 즉 인터럽트번지를 프로그램 계수기에 로드하여 인터럽트 처리루틴에 분기시킬 필요가 있다. 인터럽트번지는 인터럽트요인 전체에 대해 1개만, 또는 각 요인마다 1개씩, 또는 몇몇 요인의 그룹마다 1개씩 마련된다. 인터럽트번지 1개에 복수의 인터럽트 요인이 대응하는 경우에는, 이 처리루틴의 선두에서 상태를 살펴서 인터럽트를 발생시킨 요인을 특별히 지정하지 않으면 안된다. 이 동작을 폴링(polling)이라 한다. 각 인터럽트번지는 고정시켜도 되지만, 유연성을 갖게 하기 위해 주기억장치의 특정한 위치에 저장해 두고, 인터럽트 발생 때에는 인터럽트 요인에 대응하여 하드웨어가 자동적으로 그 위치의 번지를 발생시키는 간접적 방식이 채택되는 경우가 많다. 이상의 기본적 인터럽트 처리 메커니즘 이외에, 인터럽트요인마다 인터럽트마스크(interrupt mask)라는 1비트의 제어정보를 마련하여, 인터럽트 발생 때 실제로 인터럽트를 발생시킬 것인지, 무시할 것인지를 프로그램 쪽에서 선택할 수 있게 하는 메커니즘이나, 인터럽트에 우선 레벨을 할당하고 실제로 처리되고 있는 인터럽트보다 높은 레벨의 인터럽트는 그 처리 루틴에 더 인터럽트할 수 있게 한 다중레벨인터럽트의 메커니즘 등이 갖추어져 있는 것도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 우선권 인터럽트 처리 방식을 채택하고 있는 정보 처리 시스템에서는 인터럽트가 발생을 감지하면(S10) 인터럽트 처리 루틴이 우선권을 가지고 수행된다(S20). 또한 인터럽트 처리 루틴이 수행중인 경우에도 보다 높은 레벨의 인터럽트가 발생하면 그에 해당하는 인터럽트 처리 루틴이 우선권을 가지고 수행된다. 이와 같이 어떠한 태스크가 처리되는 중에 인터럽트가 발생하게 되면, 태스크 스위칭(task switching)이 발생하여 인터럽트 처리를 마치고 다시 이전의 태스크로 복귀하게 된다(S30). 이때, 과도하거나 비정상적인 인터럽트가 계속적으로 발생하게 되면 정보 처리 시스템에 과부하를 주거나 오버플로우를 발생시켜 정상적인 시스템이 다운될 수도 있게 된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 과도하거나 비정상적인 인터럽트가 계속적으로 발생하게 되면 폴링 방식으로 전환하여 인터럽트 처리를 수행함으로써 정보 처리 시스템의 운영에 안정성을 유지할 수 있는 과도한 인터럽트로부터 시스템을 보호하는 장치 및 그 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 우선권 인터럽트 처리 방식을 채택하고 있는 정보 처리 시스템에서 과도한 인터럽트를 방지하는 본 발명에 의한 장치는, 인터럽트 모드에서 동작하며, 우선순위가 높은 인터럽트 처리 요구에 대하여 태스크 스위칭을 통해 인터럽트 처리를 수행한 후 이전의 태스크로 복귀하는 인터럽트 모드 처리부; 폴링 모드에서 동작하며, 소정의 주기에 의해 인터럽트 소스들을 순차적으로 감시하여 인터럽트 요구가 발생한 인터럽트 소스에 대하여 인터럽트 처리를 수행하는 폴링 모드 처리부; 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트의 수를 카운팅하는 인터럽트 카운터; 및 인터럽트 모드에서 인터럽트가 발생하면 인터럽트 카운터로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수를 확인하여 그 인터럽트 수가 소정의 상한 임계값보다 큰 경우 인터럽트 모드를 폴링 모드로 변환하여 폴링 모드 처리부를 동작시키고, 폴링 모드에서 소정의 주기에 따라 인터럽트 카운터로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수를 확인하여 그 인터럽트 수가 소정의 하한 임계값보다 작은 경우 폴링 모드를 인터럽트 모드로 변환하여 인터럽트 모드 처리부를 동작시키는 모드 제어부;를 포함하여 구성된다.
상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 우선권 인터럽트 처리 방식을 채택하고 있는 정보 처리 시스템에서 과도한 인터럽트를 방지하는 본 발명에 의한 방법은, (a) 인터럽트 모드에서 인터럽트의 발생을 감지하는 단계; (b) 인터럽트 모드에서 인터럽트 카운터로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수와 소정의 상한 임계값를 비교하여, 상한 임계값보다 작거나 같은 경우 우선순위가 높은 인터럽트 처리 요구에 대하여 태스크 스위칭을 통해 인터럽트 처리를 수행한 후 이전의 태스크로 복귀하고, 상한 임계값보다 큰 경우 인터럽트 모드를 폴링 모드로 변환하는 단계; (c) 폴링 모드에서 인터럽트 소스들을 순차적으로 감시하여 인터럽트 요구가 발생한 인터럽트 소스에 대하여 인터럽트 처리를 수행하는 단계; 및 (d) 폴링 모드에서 인터럽트 카운터로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수와 소정의 하한 임계값를 비교하여, 하한 임계값보다 작거나 같은 경우 폴링 모드를 인터럽트 모드로 변환하고, 하한 임계값보다 큰 경우 폴링 모드를 계속 유지하는 단 계;를 포함하여 구성된다.
이하에서, 본 발명에 따른 과도한 인터럽트로부터 시스템을 보호하는 장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2에 의하면, 본 발명에 의한 과도한 인터럽트로부터 정보 처리 시스템을 보호하는 장치는 인터럽트 모드 처리부(10), 폴링 모드 처리부(20), 모드 제어부(30) 및 인터럽트 카운터(40)를 포함하여 정보 처리 시스템(도시되지 않음)에 구현된다. 본 발명이 구현되는 정보 처리 시스템은 인터럽트 메커니즘을 구현하고 있는 일반적인 컴퓨터 시스템을 모두 포함한다.
인터럽트 모드 처리부(10)는 인터럽트 모드에서 동작하며, 우선순위가 높은 인터럽트 처리 요구에 대하여 태스크 스위칭을 통해 인터럽트 처리를 수행한 후 이전의 태스크로 복귀하는 것으로, 인터럽트 모드에서만 동작한다는 점을 제외하면 일반적인 정보 처리 시스템에서의 전형적인 인터럽트 처리부와 다르지 아니하다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
폴링 모드 처리부(20)는 폴링 모드에서 동작하며, 소정의 주기에 의해 인터럽트 소스들을 순차적으로 감시하여 인터럽트 요구가 발생한 인터럽트 소스에 대하여 인터럽트 처리를 수행한다. 따라서, 폴링 모드 처리부(20)는 폴링 모드에서 감시되어야 하는 모든 인터럽트 소스들을 관리하고, 소정의 주기에 따라 해당 인터럽트 소스에 폴링 신호를 부여함으로써 인터럽트 요구가 발생한 인터럽트 소스가 있는지 여부를 확인한다. 확인하는 인터럽트 소스로부터 인터럽트 요구가 있는 경우, 폴링 모드 처리부(20)는 해당 인터럽트 소스에 대한 인터럽트 서비스를 수행한 후, 다음 인터럽트 소스에 폴링 신호를 부여하게 된다. 따라서, 아무리 자주 인터럽트가 발생하더라도 폴링 모드에서는 폴링 모드 처리부(20)가 미리 정해진 주기에 따라 인터럽트 요구를 확인하게 되므로 시스템이 과도한 인터럽트로 인하여 다운되는 상황은 발생하지 아니한다.
인터럽트 카운터(40)는 모드 제어부(30)의 요청에 의해 인터럽트 소스 그룹별로 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트의 수(Count#)를 카운팅한다. 여기서, 인터럽트 소스 그룹은 인터럽트를 발생하는 하나 또는 2 이상의 인터럽트 소스들을 그룹화한 것이다.
모드 제어부(30)는 인터럽트 소스 그룹별로 인터럽트 모드와 폴링 모드를 토글 형식으로 관리한다. 또한 모드 제어부(30)는 인터럽트 모드에서 인터럽트가 발생하면 인터럽트 카운터(40)로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수(Count#)를 확인하여 그 인터럽트 수(Count#)가 소정의 상한 임계값(TH_UP)보다 큰 경우 인터럽트 모드를 폴링 모드로 변환하여 폴링 모드 처리부(20)를 동작시킨다. 또한, 모드 제어부(30)는 폴링 모드에서 소정의 주기에 따라 인터럽트 카운터(40)로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수(Count#)를 확인하여 그 인터럽트 수(Count#)가 소정의 하한 임계값(TH_DOWN)보다 작은 경우 폴링 모드를 인터럽트 모드로 변환하여 인터럽트 모드 처리부(10)를 동작시킨다.
이하에서, 도 3을 참조하여 우선권 인터럽트 처리 방식을 채택하고 있는 정보 처리 시스템에서 과도한 인터럽트를 방지하는 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 인터럽트 모드에서 인터럽트의 발생을 감지하면(S100), 모드 제어부(30)는 인터럽트 카운터(30)로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수(Count#)와 소정의 상한 임계값(TH_UP)를 비교하여(S110), 상한 임계값(TH_UP)보다 작거나 같은 경우 우선순위가 높은 인터럽트 처리 요구에 대하여 태스크 스위칭을 통해 인터럽트 처리를 수행한 후 이전의 태스크로 복귀한다(S160).
이에 반해, 상한 임계값(TH_UP)보다 큰 경우, 모드 제어부(30)는 인터럽트 모드를 폴링 모드로 변환한다(S120). 폴링 모드에서는 인터럽트 소스들을 순차적으로 감시하여 인터럽트 요구가 발생한 인터럽트 소스에 대하여 인터럽트 처리를 수행한다(S130).
폴링 모드에서 모드 제어부(30)는 인터럽트 카운터(30)로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수(Count#)와 소정의 하한 임계값(TH_DOWN)를 비교하여(S140), 하한 임계값(TH_DOWN)보다 작거나 같은 경우 폴링 모드를 인터럽트 모드로 변환한 후(S150), S100 단계로 되돌아 간다. 이에 반해, 하한 임계값(TH_DOWN)보다 큰 경우, 모드 제어부(30)는 폴링 모드를 계속 유지하여 S130 단계로 되돌아 간다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위 에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 과도하거나 비정상적인 인터럽트가 많이 발생하여 정상적인 태스크의 수행이 어려울 수 있는 정보 처리 환경에서 동작하는 시스템에 적용되어, 일정 시간 내에 과도하게 많은 수의 인터럽트가 발생하는 것을 방지함으로써 정보 처리 시스템의 운영에 안정성을 유지할 수 있다.

Claims (2)

  1. 우선권 인터럽트 처리 방식을 채택하고 있는 정보 처리 시스템에서 과도한 인터럽트를 방지하는 장치에 있어서,
    인터럽트 모드에서 동작하며, 우선순위가 높은 인터럽트 처리 요구에 대하여 태스크 스위칭을 통해 인터럽트 처리를 수행한 후 이전의 태스크로 복귀하는 인터럽트 모드 처리부;
    폴링 모드에서 동작하며, 소정의 주기에 의해 인터럽트 소스들을 순차적으로 감시하여 인터럽트 요구가 발생한 인터럽트 소스에 대하여 인터럽트 처리를 수행하는 폴링 모드 처리부;
    소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트의 수를 카운팅하는 인터럽트 카운터; 및
    인터럽트 모드에서 인터럽트가 발생하면 인터럽트 카운터로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수를 확인하여 그 인터럽트 수가 소정의 상한 임계값보다 큰 경우 인터럽트 모드를 폴링 모드로 변환하여 폴링 모드 처리부를 동작시키고, 폴링 모드에서 소정의 주기에 따라 인터럽트 카운터로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수를 확인하여 그 인터럽트 수가 소정의 하한 임계값보다 작은 경우 폴링 모드를 인터럽트 모드로 변환하여 인터럽트 모드 처리부를 동작시키는 모드 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 과도한 인터럽트로부터 시스템을 보호하는 장치.
  2. 우선권 인터럽트 처리 방식을 채택하고 있는 정보 처리 시스템에서 과도한 인터럽트를 방지하는 방법에 있어서,
    (a) 인터럽트 모드에서 인터럽트의 발생을 감지하는 단계;
    (b) 인터럽트 모드에서 인터럽트 카운터로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수와 소정의 상한 임계값를 비교하여, 상한 임계값보다 작거나 같은 경우 우선순위가 높은 인터럽트 처리 요구에 대하여 태스크 스위칭을 통해 인터럽트 처리를 수행한 후 이전의 태스크로 복귀하고, 상한 임계값보다 큰 경우 인터럽트 모드를 폴링 모드로 변환하는 단계;
    (c) 폴링 모드에서 인터럽트 소스들을 순차적으로 감시하여 인터럽트 요구가 발생한 인터럽트 소스에 대하여 인터럽트 처리를 수행하는 단계; 및
    (d) 폴링 모드에서 인터럽트 카운터로부터 소정의 시간 간격 내에 발생한 인터럽트 수와 소정의 하한 임계값를 비교하여, 하한 임계값보다 작거나 같은 경우 폴링 모드를 인터럽트 모드로 변환하고, 하한 임계값보다 큰 경우 폴링 모드를 계속 유지하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 과도한 인터럽트로부터 시스템을 보호하는 방법.
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