Hardwareinterruptaanroepen

Hardwareinterruptaanroepen (veelal hardware-interrupts genoemd) zijn onderbrekingen die door een hardwareapparaat aan de CPU worden gevraagd om onmiddellijke aandacht. Ze dienen om gebeurtenissen zoals toetsenbordinput, netwerkverkeer of een timer te verwerken, zonder dat software continu hoeft te polsen. In tegenstelling tot software-interrupts worden hardwareonderbrekingen door de hardware veroorzaakt en niet door programma-instructies.

Een apparaat genereert een interrupt meestal via een interrupt request (IRQ) lijn of, in modernere systemen, via een interruptcontroller. De interruptcontroller beslist wanneer en welke interrupt aan de CPU wordt doorgegeven, met inachtneming van prioriteit en maskering. De CPU onderbreekt de huidige taak, slaat de processorstatus op en begint uitvoering van de interruptservice routine (ISR).

De locatie van de ISR wordt bepaald via een interruptvectortabel of een vaste vector. De CPU haalt het adres van de ISR op en voert de bijbehorende code uit. Na afhandeling meldt de ISR het interrupt einde en wordt de eerder onderbroken taak hervat. Sommige systemen ondersteunen geneste interrupts, waarbij een interrupt met hogere prioriteit een lopende interrupt kan onderbreken.

Belangrijke componenten zijn onder andere de Programmable Interrupt Controller (PIC) en de Advanced Programmable Interrupt Controller (APIC), die routering, prioriteit en maskering regelen. Moderne systemen maken ook gebruik van MSI (Message Signaled Interrupts), waarmee interrupts via geheugenberichten worden verstuurd, wat de belasting ten opzichte van traditionele IRQ-lijnen verlaagt. Non-Maskable Interrupts (NMI) zijn interrupts die niet gemaskeerd kunnen worden en worden gebruikt voor essentiële situaties zoals hardwarefouten.

In besturingssystemen dient de ISR kort en veilig te zijn; langdurige verwerking wordt vaak uit de ISR verwijderd naar deferred work, zoals bottom halves of taakjes, afhankelijk van het OS. Drivers worden zo ontworpen dat interrupt-latency wordt geminimaliseerd en bronnencorrectie en race conditions worden voorkomen.