1.4 Concepto de interrupciones

INTERRUPCIÓN

Una interrupción consiste en un mecanismo que provoca la alteración del orden lógico de ejecución de instrucciones como respuesta a un evento externo, generado por el hardware de entrada/salida en forma asincrónica al programa que está siendo ejecutado.

Procesamiento de una interrupción

• Terminar la ejecución de la instrucción máquina en curso.
• Salvar el estado del procesador (valores de registros y flags) y el valor del contador de programa, IP, en la pila, de manera que en la CPU, al terminar el proceso de interrupción, pueda seguir ejecutando el programa a partir de la última instrucción.
• La CPU salta a la dirección donde está almacenada la rutina de servicio de interrupción (Interrupt Service Routine, o abreviado ISR) y ejecuta esa rutina que tiene como objetivo atender al dispositivo que generó la interrupción.
• Una vez que la rutina de la interrupción termina, el procesador restaura el estado que había guardado en la pila en el paso 2 y retorna al programa que se estaba usando anteriormente.

Tipos de interrupciones

1. Interrupciones de hardware. Estas son asíncronas a la ejecución del procesador, es decir, se pueden producir en cualquier momento independientemente de lo que esté haciendo el CPU en ese momento
2. Excepciones. Son aquellas que se producen de forma síncrona a la ejecución del procesador. Normalmente son causadas al realizarse operaciones no permitidas tales como la división entre 0, el desbordamiento, el acceso a una posición de memoria no permitida, etc.
3. Interrupciones por software. Son aquellas generadas por un programa en ejecución. Para generarlas, existen distintas instrucciones en el código máquina que permiten al programador producir una interrupción

Sistemas de prioridad

El sistema operativo necesita un mecanismo para priorizar las interrupciones y tratar primero las más urgentes. Para ello, existen varias alternativas:

• Interrupciones simultáneas: No tienen por qué ocurrir de manera simultánea sino que se refiere a que en un momento dado pueden haber varias interrupciones activas.
• Interrupciones anidadas: Mientras se está procesando una determinada rutina de servicio de interrupción sucede otra señal de interrupción.
• Inhibición de interrupciones: Se deshabilitan las demás interrupciones mientras se está tratando una.

Determinación de la fuente que genera la interrupción

Hay distintas formas de identificar la fuente de una determinada interrupción.

• Polling: el microprocesador comprueba de manera sistemática todos los dispositivos de manera que «busca» cuál de ellos fue el que solicitó la interrupción.
• Interrupciones vectorizadas: Como ventajas podemos destacar que suele ser rápido pero implica un alto costo en el hardware.
• Hardware paralelo: se utiliza un registro de interrupción cuyos bits se controlan de forma independiente por las señales de petición de interrupción de cada periférico. Según la posición de cada bit en el registro, se establece la prioridad.