인터럽트 벡터 (Interrupt Vector)

핵심 개념

인터럽트 벡터는 다양한 장치의 인터럽트 서비스 루틴 주소를 저장하는 주소 배열로, 인터럽트 요청과 함께 제공되는 고유 번호로 인덱싱된다.

인터럽트는 매우 빈번하게 발생하므로 빠르게 처리되어야 한다.

동작 원리

1. CPU 하드웨어에 interrupt-request line이 있음
2. CPU는 매 명령어 실행 후 이 라인을 감지
3. 컨트롤러가 신호를 보낸 것을 감지하면:
   • CPU가 인터럽트 번호를 읽음
   • 그 번호를 인터럽트 벡터의 인덱스로 사용
   • 해당 인터럽트 핸들러 루틴으로 점프
4. 해당 주소에서 실행 시작

메모리 위치

일반적으로 포인터 테이블은 낮은 메모리(low memory) 에 저장된다 (첫 100개 정도 위치).

Intel 프로세서 인터럽트 벡터

벡터 번호	유형	설명
0	nonmaskable	divide error
1	nonmaskable	debug exception
2	nonmaskable	null interrupt
3	nonmaskable	breakpoint
0-31	nonmaskable	오류 조건 신호
32-255	maskable	장치 생성 인터럽트 등

인터럽트 체이닝

실제로 컴퓨터는 인터럽트 벡터의 주소 요소보다 더 많은 장치를 가진다.

해결책: 인터럽트 벡터의 각 요소가 인터럽트 핸들러 리스트의 헤드를 가리킴

인터럽트 발생 시, 해당 리스트의 핸들러들이 요청을 서비스할 수 있는 것이 발견될 때까지 하나씩 호출된다.

거대한 인터럽트 테이블의 오버헤드와 단일 핸들러 디스패치의 비효율성 사이의 절충안

관련 개념

• 인터럽트 (Interrupt) - 하드웨어가 CPU에게 이벤트 발생을 알리는 메커니즘
• 트랩 (Trap) - 오류 또는 시스템 콜에 의해 발생하는 소프트웨어 생성 인터럽트
• 폰 노이만 아키텍처 (Von Neumann Architecture) - 인터럽트 벡터가 저장되는 메모리 구조의 기반 아키텍처
• 시스템 콜 (System Call) - 인터럽트 벡터의 특정 위치로 트랩을 발생시켜 OS 서비스에 접근하는 방법

출처

• Operating System Concepts, 10th Edition, Chapter 1, p.9-11