인터럽트(Interrupt)
1. 인터럽트(Interrupt)란?
인터럽트의 정의
CPU가 프로그램을 실행하는 도중에 I/O 하드웨어 장치에 관련된 처리 혹은 예외상황이 발생할 경우, 현재 실행 중인 작업을 즉시 중단하고 우선적으로 처리해야 하는 작업이 있다는 것을 CPU에게 알리는 것
현재 수행 중인 작업보다 더 중요한 요청(ex. I/O, 우선 순위 연산 등)이 발생하면 해당 작업을 먼저 처리한 후 원래 작업으로 돌아와서 처리를 계속한다.
하드웨어 / 소프트웨어 인터럽트
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하드웨어 인터럽트
- 하드웨어가 발생시키는 인터럽트로, CPU가 아닌 다른 하드웨어 장치가 CPU에게 이벤트를 알려주거나 서비스를 요청해야 할 경우 발생
- I/O 장치, Timer, 전원 등 외부적인 요인으로 발생(전원 이상, 외부 신호, 입출력 등) -
소프트웨어 인터럽트 (or Trap)
- 소프트웨어가 발생시키는 인터럽트로, 프로그램 처리 중 오류 혹은 사용자에 의해 발생
- Exception / System Call으로 분류 가능
- 예외(Exception) : 메모리 참조 오류, 0으로 나누기, Overflow, Underflow 등
- 시스템콜(System Call) : 사용자가 발생시킨 인터럽트
인터럽트 우선순위
2. 인터럽트 처리 과정
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System Call 등에 의한 인터럽트 발생
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현재 기계어 코드 실행을 완료한 후, 현재까지의 수행 상태를 해당 프로세스의 PCB에 저장 (메모리 주소, 레지스터 값, 하드웨어 상태 등)
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PC(Program Counter, IP)에 다음에 실행할 명령의 주소 저장
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인터럽트 벡터로 점프 -> ISR 주소값 확인
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ISR(Interrupt Service Routine)으로 점프하여 루틴 실행
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인터럽트 처리 완료 -> 프로세스 상태 복구 (PCB로부터 레지스터 값 복원)
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ISR의 IRET명령어 실행 -> 인터럽트 해제
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PC 값을 복원하여 이전 실행 위치로 복귀
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기존 프로그램 실행
인터럽트 벡터(Interrupt Vector)
각 인터럽트 발생 시 처리해야 할 루틴(ISR)의 주소를 보관하고 있는 공간
대부분의 CPU들은 인터럽트 벡터 테이블을 가지고 있음
Intelx86에서는 이를 IDT(Interrupt Descriptor Table)이라고 한다.
인터럽트 서비스 루틴(Interrupt Service Routine(ISR))
= 인터럽트 핸들러 Interrupt handler
인터럽트가 접수되면 커널에서 각각의 인터럽트에 대응하여 특정 기능을 처리하는 기계어 코드 루틴 실행
ex) 키보드 자판을 눌러 키보드 인터럽트가 발생하면 이에 해당하는 인터럽트 서비스 루틴이 실행됨