Interruptaanroepen

Interruptaanroepen zijn signalen die door hardware of software aan de centrale verwerkingseenheid (CPU) worden gestuurd om onmiddellijke aandacht te vragen. Ze zorgen ervoor dat een lopend programma tijdelijk wordt onderbroken zodat een speciale handler, de interrupt service routine (ISR), kan worden uitgevoerd. Nadat de ISR klaar is, wordt de eerder onderbroken taak hervat.

Er bestaan verschillende soorten interruptaanroepen. Hardware-interruptaanroepen (IRQs) komen van randapparatuur zoals toetsenborden, netwerkkaarten of timers en zijn meestal asynchroon. Software-interruptaanroepen worden opgeroepen door software zelf, bijvoorbeeld via instructies zoals een software interrupt of via systeemaanroepen in een besturingssysteem. Daarnaast zijn er traps en exceptions, die optreden bij fouten of bijzondere gebeurtenissen in de uitvoering van een programma.

Het afhandelen van interruptaanroepen verloopt via een interrupt controllermodule en een interrupt descriptor table (IDT) of een soortgelijke vectortabellenstructuur. Elke interrupt heeft een nummer (en vaak prioriteit) dat aangeeft welke ISR moet worden uitgevoerd. De CPU slaat de huidige toestand op (registers, program counter) en schiet naar de gealloceerde ISR. Vaak is de ISR kort en regelt hij alleen noodzakelijke taken direct en laat hij zwaar werk over aan latere taken of een zogenaamde deferred procedure call. Bij terugkeer wordt de oorspronkelijke toestand hersteld zodat de programma-uitvoering kan voortgaan.

Interne aspecten zoals interrupt-latency, prioriteitsniveaus, maskering (het tijdelijk uitzetten van bepaalde interrupts) en nested interrupts beïnvloeden de prestaties en voorspelbaarheid van systemen. Interruptaanroepen zijn essentieel voor snelle I/O-afhandeling en real-time respons, maar vereisen zorgvuldige synchronisatie en beheer om racecondities en verstoringen te voorkomen. Voorbeelden van toepassing zijn onder andere invoer van apparaten, netwerkverkeer en systeemdiensten.