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인터럽트 핸들링(interrupt handling)이란 인터럽트가 발생한 경우에 처리해야 할 일의 절차를 의미한다.
CPU에서 명령이 수행될 때에는 CPU 내부에 있는 임시 기억 장치인 레지스터(register)에
데이터를 읽어오거나 쓰면서 작업을 수행하게 되는데, 이 때 인터럽트가 발생해 새로운 명령을 수행하면
기존의 레지스터 값들이 지워지게 되므로 레지스터 값 등 CPU 내의 하드웨어 상태를 저장해 두어야 한다.
이것을 모두 저장한 후에야 인터럽트 처리가 이루어 질 수 있다.
운영 체제 커널 영역에는 현재 시스템 내에서 수행되는 프로그램들을 관리하기 위한 자료 구조인
프로세스 제어 블록(PCB: Process Control Block)을 두고 있다.
그 자료 구조 중 일부분은 인터럽트가 발생했을 때 프로그램의 어느 부분이 수행되던 중이었는지를 저장하기 위한 자료구조로 사용된다.
이 부분에 저장되는 내용으로는 현재 수행중이던 메모리 주소와 레지스터 값, 그리고 하드웨어 상태 등이 있다.
이러한 정보가 저장되었다가 인터럽트 수행이 끝나면 저장된 값을 CPU 상에 다시 복원해 인터럽트당하기 직전의 명령을
계속 수행할 수 있게 되는 것이다.
비록 커널이 하나의 프로그램이지만 여러 사용자 프로그램이 수행되는 도중에 인터럽트 등을 통해 커널코드가 수행될 수 있으므로
커널은 일종의 공유 코드라고 볼 수 있다.
즉, 인터럽트 처리 루틴으로 넘어와서 함수 호출이 이루어질 경우에는 각 프로세스 별로 독자적인 커널 스택을 사용하게 된다.
다시 말하면 직전에 인터럽트당한 프로세스의 독자적인 커널 스택에 함수 호출 및 리턴과 관련된 정보를 저장하게 되는 것이다.
원칙적으로는 인터럽트 처리중에 또 다른 인터럽트가 발생하는 것을 허용하지 않는다.
그 이유는 인터럽트 처리중에 다른 인터럽트를 처리하게 되면 데이터의 일관성이 유지되지 않는 경우가 발생할 수 있기 때문이다.
하지만 예외가 존재한다.
인터럽트마다 중요도가 다르기 때문에 중요도가 더 높은 인터럽트가 발생하는 것을 허락할 필요가 있다.
다음으로 소프트웨어 인터럽트에 대해 설명하겠다.
통상적으로 인터럽트라고 하면 하드웨어 인터럽트를 의미하고, 소프트웨어 인터럽트는 트랩(trap)이라는 용어를 사용한다.
소프트웨어 인터럽트의 예로는 예외 상황(exception), 시스템 콜(system call)등이 있다.
예외 상황이란 프로세스가 0으로 나누는 연산 등 불가능한 작업을 시도하거나, 메모리 영역 바깥을 접근하려할 때,
이에 대한 처리를 위해 발생시키는 인터럽트를 말한다.
시스템 콜이란 프로그램이 자신이 작성하지 않은 코드를 운영 체제로부터 서비스받기 위해 발생시키는 인터럽트를 말한다.
예를들어 printf()의 내용을 이미 라이브러리 함수로 작성해 두었고, 이 라이브러리 함수가 궁극적으로는 운영 체제 내에
정의된 write()라는 시스템 콜을 호출한다.
위 글은 운영 체제와 정보 기술의 원리 -반효경책을 정리하기 위해 쓴 글입니다.
https://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=4392911