Interrupt

인터럽트란 프로세스가 실행 중 입출력 이벤트와 같은 예기치 못한 상황이 발생할 경우, 작업을 중지하고 상황 처리 후, 원래 작업으로 복귀하는 것을 말한다. 쉽게 말해 정상적으로 작동하는 프로그램의 실행을 방해한 것이다.

하드웨어 (메모리, 디스크 등)에는 컨트롤러라고 불리는 작은 CPU와 데이터를 저장하기 위한 로컬 버퍼가 존재한다. 컨트롤러에서는 데이터를 읽어 로컬 버퍼에 저장하는데, 데이터를 다 저장했는지 확인하기 위해 인터럽트 신호를 발생 시켜 CPU에게 알려준다.

이렇게 하드웨어에서 인터럽트를 발생시켜 알려주는 것을 외부 인터럽트 또는 하드웨어 인터럽트라고 한다. 입출력 인터럽트가 이 외부 인터럽트에 속한다. (입출력 장치가 데이터 전송을 요구하거나, 전송이 끝나 다음 작업이 실행되어야 할 경우 발생)

반대로 내부 인터럽트는 하드웨어가 아닌 소프트웨어가 인터럽트를 발생 시키는 것을 말한다. 잘못된 명령이나 데이터를 사용하게 될 경우 발생하며, 우리가 많이 접했던 Division by Zero, Over/Under flow 등의 에러가 모두 내부 인터럽트이다.

그럼 이제 인터럽트가 어떤 식으로 처리 되는지 살펴보자.

운영체제에서는 인터럽트가 발생시 개발자가 미리 정의한 코드를 커널 안, 인터럽트 벡터 에 저장시켜 놓는다. 이 인터럽트 벡터에는 인터럽트가 발생시 실행해야 하는 코드들의 주소를 가지고 있는 공간이며, 이 코드를 인터럽트 서비스 루틴 (Interrupt Service Routine: ISR) 이라고 한다. 이후 실제로 인터럽트가 발생하게 되면, CPU는 운영체제에게 제어권을 넘기고 인터럽트 벡터안의 해당 인터럽트의 서비스 루틴을 실행하는 것이다.

인터럽트 벡터: 인터럽트 서비스 루틴의 시작주소

인터럽트 벡터 테이블 : 인터럽트 벡터들이 저장된 공간

따라서 인터럽트가 발생시,

1. 인터럽트 요청이 발생하게 되면 CPU는 현재 실행 중인 프로세스를 중단한다. 이때, 실행 중인 명령어가 있다면, 명령어의 실행을 끝내고 중단 한다.

CPU는 메모리에서 가져온 명령을 실행하기 전, 인터럽트 라인을 확인하여 감지된 인터럽트가 있는지 먼저 확인한다.

1. 이어서 프로세스의 중요한 정보를 메모리에 저장하고 인터럽트 서비스 루틴을 실행해 처리한다

2. 다시 원래 프로세스로 돌아와 작업 중단되었던 곳부터 작업을 수행한다.

위와 같은 일련의 과정을 거치게 된다.