przerwania

Przerwanie to sygnał generowany przez urządzenie zewnętrzne lub wewnętrzny moduł komputera, który powoduje natychmiastowe przerwanie bieżącego wykonywania programu. Celem przerwania jest szybkie reagowanie na zdarzenie, takie jak zakończenie operacji wejścia/wyjścia, sygnał czasowy czy błąd sprzętowy. Po wystąpieniu przerwania kontrola przekazywana jest do krótkiej procedury obsługi przerwania.

Przerwania dzielą się na sprzętowe i programowe. Sprzętowe pochodzą z urządzeń I/O lub systemowych układów generujących sygnały, natomiast programowe wynikają z instrukcji wywołania przerwania lub specjalnych instrukcji sterujących. Dodatkowo wyróżnia się przerwania maskowalne, które mogą być wyłączone przez procesor, oraz przerwania nie maskowalne, które z reguły nie mogą być blokowane (np. przerwania systemowe lub NMIs).

Podczas obsługi przerwania procesor zapisuje kontekst wykonywanego programu (rejestry, wskaźnik stosu), odwołuje się do tablicy wektorów przerwań w celu uzyskania adresu procedury obsługi, a następnie wykonuje procedurę obsługi przerwania (ISR). Po zakończeniu przywracany jest stan wcześniejszy i kontynuowany jest przerwany program.

Priorytet przerwań i możliwość zagnieżdżania wpływają na latencję i deterministyczność systemu. W wielu architekturach stosuje się mechanizmy kolejki przerwań, rejestrowanie priorytetów oraz maskowanie określonych przerwań, aby ograniczyć wpływ przerwań wysokopoziomowych na krótkotrwałe operacje krytyczne.

Przerwania są kluczowym mechanizmem obsługi wejścia/wyjścia, synchronizacji i reakcji w systemach operacyjnych oraz architektach mikroprocesorowych. W systemach czasu rzeczywistego latencja przerwania jest krytycznym parametrem, a projektowanie ISR i tabel wektorów przerwań ma decydujący wpływ na bezpieczeństwo i wydajność.