Interrupt Service Routine
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Un programma in esecuzione è normalmente una serie di istruzioni eseguite una dopo l'altra. Definiamo interrupt (interruzione) come un segnale o messaggio, generalmente di natura asincrona, che arriva all'interno della CPU per avvisarla del verificarsi di un certo evento. Ci sono due tipi di interrput:
- Interrupt hardware generati da dispositivi esterni alla CPU, che hanno il compito di comunicare il verificarsi di eventi esterni, di solito dispositivi di Input/Output.
- Interrupt software che sono delle istruzioni, tipo INT xx o SYSCALL, che possono essere assimilate alle chiamate di sottoprogrammi, ma che sfruttano il meccanismo delle interruzioni per passare il controllo dal programma chiamante a quello chiamato, e viceversa; vengono utilizzati per accedere direttamente alle risorse del Sistema Operativo.
Quando arriva un interrupt, la CPU deve mandare in esecuzione un programma particolare, l'ISR (Interrupt Service Routine) predisposto ad hoc dal programmatore per quel particolare interrupt. Affinché il meccanismo dell'interruzione funzioni correttamente, è necessario che tutte le azioni svolte dall'ISR siano trasparenti rispetto al programma, cioè che al termine venga ripristinato tutto come era prima dell'interrput, in altre parole, che la ISR sia perfettamente rientrante (attraverso l'istruzione "Return"). Per fare ciò bisogna che la CPU, prima di mandare in esecuzione l'ISR, salvi tutto quello che stava facendo (cioè il suo contesto attuale o CONTEXT SWITCH), ed alla fine dell'ISR lo ripristini com'era.
Nella fase di Context Switch tutte le informazioni associate allo stato del processo vengono salvate nel PCB (Process control Block), quindi quando la CPU passa dal processo P1 al processo P2 il sistema deve salvare lo stato del vecchio processo P1 nel suo PCB1 e caricare lo stato PCB2 del nuovo processo P2 che precedentemente era stato salvato.
Dobbiamo fare svelti a gestire l'interrput, e quindi non possiamo perdere perdere tempo per salvare tutto il contesto attuale (variabili, stato del programma, l'immagine sullo schermo ecc..) ma solo quello che effettivamente verrà modificato dall'ISR. D'altra parte la CPU non sa esattamente che cosa modificherà l'ISR e quindi non può conoscere a priori cosa salvare. Quindi quando si verifica un'interruzione l'hardware deve provvedere ad effettuare la commutazione di almeno la seguente porzione del contesto:
- Il registro PC (Program Counter)
- Il registro che definisce lo stato dell'interrompibilità del processore. Informazioni che sono contenute nel Process Control Box (PCB) del processo.
