(4) 인터럽트

1. 인터럽트란?

1-1) 정의

프로그램을 실행하는 도중에 예기치 않은 상황이 발생환 경우

지금 실행중인 작업을 즉시 중단하고, 발생된 상황을 우선 처리한 후 실행중인 작업으로 복귀하여

계속 처리하는 것

 

1-2) 우선순위로 처리되는 일

1) 입출력

2) 우선순위 연산

등등....

 

1-3) 인터럽트 종류

외부 인터럽트

[CPU 하드웨어 신호에 의해 발생]

• 전원 이상 인터럽트(Power fail interrupt) : 말그대로 정전, 파워 이상 등
• 기계 착오 인터럽트(Machine check interrupt) : CPU의 기능적인 오류
• 외부 신호 인터럽트(External interrupt)
  - 타이머에 의한 인터럽트 : Preemptive개념을 생각하면 된다. 자원이 할당된 시간이 다 끝난 경우
  - 키보드로 인터럽트 키를 누른 경우 : 대표적으로 Control + Alt + Delete
  - 외부장치로부터 인터럽트 요청이 있는 경우 : I/O 인터럽트 아님!! 다른 개념이다
• 입출력 인터럽트(I/O Interrupt)
  - 입출력장치가 데이터 전송을 요구하거나 전송이 끝나 다음 동작이 수행되어야 할 경우
  - 입출력 데이터에 이상이 있는 경우외부/내부 인터럽트

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내부 인터럽트

[잘못된 명령이나 잘못된 데이터를 사용할때 발생]

• Trap이라 부름
• 프로그래 검사 인터럽트(Program check interrupt)
  - Division by zero
  - Overflow/Underflow
  - 기타 Exception
• 소프트웨어적이 내용이나 분류상 소프트웨어 인터럽트가 아니다!

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소프트웨어 인터럽트(SVC : SuperVisor Call)

[프로그램 실행시 발생]

• 사용자가 프로그램을 실행시키거나 감시프로그램(Supervisor)을 호출하는 동작을 수행하는 경우
• 소프트웨어 이용중 다른 프로세스를 실행시키면 시분할 처리를 위해 자원 할당 등의 동작이 수행된다.

 

 

2. 인터럽트 처리 과정

2-1) 처리 flow

1. 주 프로그램 실행되다 인터럽트 발생
2. 현재 프로그램 멈추고
   - 상태 레지스터 + PC(Program Counter)등을 스택에 잠시 저장
      [잠시 저장하여 인터럽트 서비스 루틴 처리 후 돌아오기 위함]
   - 인터럽트 서비스 루틴으로 진입
3. 인터럽트 처리 완료 후 스택에 저장 데이터 불러온 후 다시 주 프로그램 실행

※ 인터럽트가 없을 시, 컨트롤러는 특정한 작업을 수행할 시기를 알기 위해 지속적으로 체크해야 하고
이를 Polling이라고 칭한다

 

 

3. 컨트롤러 입력 처리 방법

입력을 받아들이는 방법 / 우선순위 판별 방법

3-1) 폴링 방식

사용자가 명령어를 사용해 입력 핀의 값을 지속적으로 체크하려 변화를 알아내는 방식

인터럽트 요청 플래그를 차례로 비교하여, 우선순위가 높은 자원을 찾고 이 자원의 인터럽트 서비스 루틴 실행
(하드웨어 - 인터럽트 방식에 비해 속도 느림)

 

3-2) 인터럽트 방식

MCU(CPU) 자체가 하드웨어적으로 변화를 체크하여 변화시에만 일정 동작을 하는 방식

> 종류

• Dasiy Chain
• 병렬 우선순위 부여

 

인터럽트 방식은 하드웨어의 지원을 받는 제약이 있다. (하드웨어가 이를 지원해야 함)

폴링에 비해 신속한 대응 가능

→ 실시간 대응해야할 때는 필수적인 기능

    발생시기를 예측하기 힘든 경우에 컨트롤러가 가장 빠르게 대응할 수 있는 방식

 

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참조

https://gyoogle.dev/blog/computer-science/operating-system/Interrupt.html

인터럽트(Interrupt) | 👨🏻‍💻 Tech Interview

https://raisonde.tistory.com/entry/%EC%9D%B8%ED%84%B0%EB%9F%BD%ED%8A%B8Interrupt%EC%9D%98-%EA%B0%9C%EB%85%90%EA%B3%BC-%EC%A2%85%EB%A5%98

인터럽트(Interrupt)의 개념과 종류