인터럽트의 과정과 종류

Jang990·2023년 12월 1일

인터럽트

인터럽트는 프로그램을 실행하는 도중 예상하지 못한 상황이 발생해서 현재 실행중인 작업을 중단하고 발생한 상황을 처리한 후 다시 작업으로 복귀하는 것을 말합니다.

프로그램을 실행하는 도중 예상하지 못한 상황은 무엇이 있을까요?

예상하지 못한 상황

프로그램은 사진과 같이 이미 작성해놓은 명령어의 집합입니다. 이 명령어를 하나씩 처리하는 도중 예상하지 못한 상황이 발생한 것입니다.

복잡하게 생각하지 말고, 정확히 사진의 프로그램만을 실행한다고 생각해봅시다.
이 프로그램의 명령어를 작성할 때 예상하지 못한 것은 무엇이 있을까요?

만약 이 명령어들을 하나씩 실행할 때 정전이 발생한다면 어떻게 될까요? 이 코드에서는 그런 부분을 고려하지 않고 있습니다.
그렇다면 이 명령어를 하나씩 실행하다가 마우스 클릭이 발생한다면 어떻게 될까요? 이 부분도 예상하긴 어렵습니다.
이런 상황들을 모두 예측해서 코드를 작성하는 것은 불가능 합니다.

이런 예상치 못한 상황이 발생했을 때 인터럽트라는 방식으로 상황을 처리하고 복귀하는 것입니다.

예상과 의도

앞서 예상치 못한 상황에 대해 말했습니다.
하지만 예상하지 못했다는 것을 의도하지 않은 동작이라고 혼동하면 안됩니다.

앞서 설명한 마우스 클릭만 생각해도 실행중인 프로그램이 예상하지 못했을 뿐, 사용자는 의도적으로 클릭을 했습니다.

다른 예시를 들자면 CPU에서 여러 프로세스들을 시분할 처리하기 위해서, 타이머로 인한 인터럽트를 의도적으로 발생시키고 컨텍스트 스위칭을 진행합니다.

예상하지 못했을 뿐이지 의도했을 수도 있고, 의도하지 않았을 수도 있습니다.

"예상하지 못했다는 것" != "의도하지 않았다는 것"

인터럽트 처리 과정

예상치 못한 상황이 발생했을 때 어떻게 처리되는지 과정을 살펴보면서 흐름을 알아봅시다.
굵게 표시된 단어들은 밑에서 설명합니다.

1. CPU에서 명령어를 순차적으로 실행하는 중
2. 특정 장치에서 예상치 못한 상황 발생
3. 해당 장치에서 인터럽트 요청 라인(Interrupt Request Line)으로 신호를 보냄
4. CPU가 인터럽트 요청 라인을 통해 인터럽트 감지
5. 인터럽트 백터를 통해 인터럽트 서비스 루틴(ISR)의 주소를 찾음
6. 찾은 인터럽트 서비스 루틴으로 점프
7. 인터럽트 서비스 루틴을 수행 후 복귀

인터럽트 요청 라인

CPU 하드웨어에는 인터럽트 요청 라인이라는 선이 있습니다.
인터럽트가 발생하면 인터럽트가 발생한 장치에서 CPU의 인터럽트 요청 라인으로 신호를 보내는 것입니다.
CPU는 하나의 명령어의 실행을 완료할 때마다, 인터럽트 요청 라인을 확인하여 인터럽트가 발생했는지를 확인합니다.

다음 사진과 같이 인터럽트 요청 라인으로 신호를 보낸다는 것만 알아둡시다.