Context Switching

Context Switching 이란

하나의 프로세스가 CPU 를 사용 중인 상태에서 다른 프로세스가 CPU 를 사용하도록 하기 위해, 이전의 프로세스의 상태 (문맥, context) 를 보관하고 새로운 프로세스의 상태를 적재하는 작업

A.1) 프로세스의 Context

• CPU 가 해당 프로세스를 실행하기 위한 그 프로세스의 정보들
• context 는 해당 프로세스의 데이터 구조인 PCB (Process Control Block) 에 저장됨
• PCB 에 저장되는 정보들
  • process states: new, ready, running, waiting, terminated
  • program counter (PC): 프로세스가 다음에 실행할 명령어 주소
  • CPU registers: accumulator, stack register, index register
  • process number

B) Context Switching 이 필요한 이유

• Multi-tasking
  • 한 process 가 끝날때까지 다른 process 는 기다려야 하므로 처리속도가 늦기 때문
  • 이 경우 context switching 은 주로 scheduling scheme/scheduler 에 의해 발생한다.
• Interrupt handling

C) Context Switching 발생 과정

1. 모든 context switching 은 interrupt 에 의해 발생
   • interrupt 는 driver 에 의한 hardware interrupt 또는 system call 등 다양하다.
2. 현재 CPU 에 구동중인 프로세스의 context 를 저장하고, PCB 의 정보를 업데이트
3. PCB 를 ready queue, I/O queue 와 같은 queue 로 옮김
4. 실행할 프로세스의 저장된 context 를 복구하고, 복구된 PCB 의 정보를 업데이트
5. 프로세스 실행

D) Context Switching 의 단점

• 비용 (cost): context switching 을 수행하기 위해서 작업 스케쥴러의 구동이 필요함
• 잦은 context switching 은 오버헤드 발생으로 시스템의 성능 저하를 일으킬 수 있음