Interruptafhandeling

Interruptafhandeling is het proces waarbij een computerprocessor de normale uitvoering tijdelijk onderbreekt om te reageren op gebeurtenissen van hardware of software via interrupts. Een interrupt signaleert dat onmiddellijke aandacht vereist is en kan leiden tot het oproepen van een interrupt service routine (ISR).

Interrupten worden vaak geregeld door een interrupt controller, zoals een Programmable Interrupt Controller (PIC) of een Advanced Programmable Interrupt Controller (APIC). Deze apparaten rangschikken inkomende requests en geven de processor een signaal op basis van prioriteit. Een interrupt kan worden geactiveerd door hardware-apparaten (toetsenbord, netwerkkaart, timer) of door software (system calls, traps).

Bij een interrupt slaat de CPU de huidige toestand van de uitvoering op (registers, programma-teller) en roept via een interrupt vector table de juiste ISR aan. De ISR is doorgaans kort en voert alleen urgente handelingen uit; zwaardere verwerking wordt later afgehandeld via deferred work zoals bottom halves, work queues of vergelijkbare mechanismen.

Eigenschappen en uitdagingen omvatten prioriteitsmodellen, masking (onderdrukken van interrupts), nesting (toestaan van hogere prioriteit tijdens verwerking van een interrupt) en de impact op systeemprestaties zoals interrupt latency en contextswitch overhead. Real-time systemen vereisen voorspelbare latency en nauwkeurig beheer van de interruptafhandeling.

Voorbeelden in besturingssystemen: Linux verdeelt de afhandeling vaak in een kort top-level gedeelte dat snel reageert en deferred work laat uitvoeren via bottom halves en softirqs; Windows gebruikt Deferred Procedure Calls (DPC’s) voor latere uitvoering. Andere systemen hanteren vergelijkbare mechanismen om interrupts efficiënt en betrouwbaar af te handelen.