1. 软中断

CPU正常情况下都是专心处理用户的进程的，当外部的硬件或软件有消息想要通知CPU，就会通过中断请求（interrupt request，IRQ）的方式来进行。比如当你的鼠标有了点击产生，再比如磁盘设备完成了数据的读取的时候，都会通过中断通知CPU工作已完成。

中断其实是一种异步的事件处理机制，可以提高系统的并发处理能力。由于中断处理程序会打断其他进程的运行，所以，为了减少对正常进程运行调度的影响，中断处理程序就需要尽可能快地运行。如果中断本身要做的事情不多，那么处理起来也不会有太大问题；但如果中断要处理的事情很多，中断服务程序就有可能要运行很长时间。特别是，中断处理程序在响应中断时，还会临时关闭中断。这就会导致上一次中断处理完成之前，其他中断都不能响应，也就是说中断有可能会丢失。

但是当中断机制应用到网络IO的时候，就产生了一点点问题。网络包收到后的处理工作，不像鼠标、键盘、磁盘IO读取完成那样简单，而是要进行大量的内核协议栈的处理，最终才能放到进程的接收缓存区中。假如只用一种中断（硬终端）的方式来处理网络IO，由于硬中断的优先级又比较高，这样CPU就会忙于处理大量的网络IO而不能及时响应键盘鼠标等事情，导致操作系统实时性变差，你会感觉机器以卡一卡的。

为了解决中断处理程序执行过长和中断丢失的问题，Linux 将中断处理过程分成了两个阶段，也就是上半部和下半部：

• 上半部用来快速处理中断，它在中断禁止模式下运行，主要处理跟硬件紧密相关的或时间敏感的工作。
• 下半部用来延迟处理上半部未完成的工作，通常以内核线程的方式运行。

以网络IO为例，硬中断你可以理解只是个收包的，把包收取回来放到“家里”就完事，很快就能完成，这样不耽误CPU响应其它外部高优先级的中断。而软中断优先级较低，负责将包进行各种处理，完成从驱动层、到网络协议栈，最终把处理出来的数据放到socker的接收buffer中。

对上半部来说，既然是快速处理，其实就是要把网卡的数据读到内存中，然后更新一下硬件寄存器的状态（表示数据已经读好了），最后再发送一个软中断信号，通知下半部做进一步的处理。

而下半部被软中断信号唤醒后，需要从内存中找到网络数据，再按照网络协议栈，对数据进行逐层解析和处理，直到把它送给应用程序。

所以，这两个阶段你也可以这样理解：

• 上半部直接处理硬件请求，也就是我们常说的硬中断，特点是快速执行；
• 而下半部则是由内核触发，也就是我们常说的软中断，特点是延迟执行。

实际上，上半部会打断 CPU 正在执行的任务，然后立即执行中断处理程序。而下半部以内核线程的方式执行，并且每个 CPU 都对应一个软中断内核线程，名字为 “ksoftirqd/CPU 编号”，比如说， 0 号 CPU 对应的软中断内核线程的名字就是 ksoftirqd/0。

2. 参考资料

《Linux性能优化实战》