割り込み とは？

機器やタイマーのイベントなどをCPUへ知らせ、対応する処理へ切り替える仕組みだよ。キーボードやネットワークの処理にも関わるけれど、どれも緊急というわけではない。優先度やマスク状態によって、受け付けるタイミングも変わるんだ。

復帰に必要な状態をCPUやOSが保存して、割り込みハンドラーなどを動かす。処理後は保存した状態を使って実行を続けるのが基本の考え方だよ。ただしOSが別タスクへ切り替えることもあり、必ず直ちに同じ仕事へ戻るとは限らないんだ。

イベントが来るまで繰り返し確認するポーリングを減らせる利点がある。ただし通知や切り替えにも負担があるよ。頻度や応答時間の要件によって、ポーリングと組み合わせる設計もあるんだ。

入り方はCPUやABIで違うよ。Linuxのi386にはint命令を使う方式がある一方、x86-64ではsyscall命令を使う。OS機能を頼むという役割と、どの命令で制御を移すかを分けて考えよう。Linuxのsoftirqも、割り込み命令そのものとは別の後処理の仕組みだよ。

割り込み処理に時間を使いすぎて、本来の処理が進みにくくなることがある。機器側で通知をまとめたり、LinuxのNAPIのように通知とポーリングを組み合わせたりする対策があるよ。特定のCPU使用率表示だけで原因を決めず、機器・ドライバー・負荷を確認しよう。