上一节介绍了 Linux 中的“中断”机制，明白了 Linux 内核在中断机制的设计中陷入了“两难”的境地：一方面希望中断处理程序有能力做足够多的工作，另一方面又希望中断处理程序能够尽快完成，以避免被中断打断的代码段停止时间过长，影响整个系统的效率。

而且，中断处理程序不在进程上下文中运行，所以它们不能阻塞，寻常的调度设计用不上，这也限制了中断处理程序的发挥。因此，Linux 内核将一次完整的中断处理分为“上半部”和“下半部”两部分。上一节介绍的

严格来说，中断的“上半部”和“下半部”工作并没有严格的界限，如果合适，应尽可能将工作放在下半部中，因为我们总是希望上半部中断处理程序尽快完成。

那么，哪些工作不适合放在下半部，而应该放在上半部处理呢？要回答这个问题，首先应该明白的是：Linux 内核将中断处理分为上下半部的初衷就是为了尽可能的避免影响整个系统的效率。

当硬件中断发生时，最先开始着手处理中断的是中断处理程序，也即上半部。这也就是说，对时间非常敏感的工作，例如对发生中断的硬件做出应答，从硬件设备拷贝数据到内存等，只有放在上半部处理，才能获得最佳的效率。总结一下，如果：

则应将其放入上半部，剩下的其他工作，都应该尽量放在下半部中。

上一节粗略的提到“下半部的工作则可以暂缓到 cpu 没那么忙的时候再做”，那么到底放到以后什么时候执行呢？其实只要将下半部的工作推迟到中断恢复后执行就可以了，这个时候 Linux 内核允许响应所有中断，通常下半部在上半部中断处理程序返回后就可以立即执行了。

事实上，不仅仅是 Linux ，很多其他操作系统也将一次完整的中断处理分为两部分，一部分简单快速，执行的时候禁止一些或者全部中断，下半部则稍后执行，并且执行期间可以响应所有中断。

我手头的这个版本的 Linux 内核源代码，提供了三种不同形式的下半部实现机制：

本节详细分析一下 Linux 内核软中断的设计与C语言代码实现。

从名字就能看出，软中断机制与硬件的中断机制是类似的。软中断是在编译期间就静态分配好的，不能动态的注册或者注销，为什么呢？请看下面这句 C语言代码：

static struct softirq_action softirq_vec[32] __cacheline_aligned_in_smp;

软中断信息都记录在 static 型的全局变量 softirq_vec 里，而 softirq_vec 是一个 32 维的数组，数组就是在编译期间静态分配的，不能再被动态分配和注销。softirq_action 的 C 语言定义如下：

struct softirq_action 
{
     void    (*action)(struct softirq_action *);
     void    *data;    
}; 

使用软中断机制之前，需要调用 open_softirq() 函数注册软中断处理程序，它的C语言代码如下：

void open_softirq(int nr, void (*action)(struct softirq_action*), void *data)
{
     softirq_vec[nr].data = data;
     softirq_vec[nr].action = action;
}

注册好软中断处理程序之后，若想执行之，需要像硬件产生中断那样，模拟出一个“中断”（即软中断）以触发软中断处理程序，这一过程 Linux 内核是通过 raise_softirq() 函数实现的，该函数的C语言代码如下：

 void raise_softirq(unsigned int nr)
{
     unsigned long flags;

     local_irq_save(flags);
     raise_softirq_irqoff(nr);
     local_irq_restore(flags);
}

核心是 raise_softirq_irqoff() 函数，继续跟踪，它的C语言代码如下：

 #define or_softirq_pending(x)  (local_softirq_pending() |= (x))
 #define __raise_softirq_irqoff(nr) 
        do { or_softirq_pending(1UL << (nr)); } while (0)

发现其实 raise_softirq() 函数的核心动作就是设置全局变量 local_softirq_pending 的某一位。

现在我们也知道 Linux 内核是如何模拟出“软中断”触发软中断处理程序的了，那么触发后，软中断处理程序是如何运行的呢？这就是 do_softirq() 函数的工作了，它的C语言代码如下：

 asmlinkage void do_softirq(void)
{
     __u32 pending;
     unsigned long flags;
     if (in_interrupt())
         return;
     local_irq_save(flags); 
     pending = local_softirq_pending();
     if (pending)
         __do_softirq();
     local_irq_restore(flags);
}