中断

Linux 内核需要对连接到计算机上的所有硬件设备进行管理，毫无疑问这是它的份内事。如果要管理这些设备，首先得和它们互相通信才行，一般有两种方案可实现这种功能：

中断（interrupt） 让硬件在需要的时候向内核发出信号（变内核主动为硬件主动）。
中断的好处是响应及时，如果数据量较小，则不会占用太多的CPU事件；缺点是数据量大时，会产生过多中断，而每个中断都要消耗不少的CPU时间，从而导致效率反而不如轮询高。

轮询（polling） 让内核定期对设备的状态进行查询，然后做出相应的处理；
轮询方式与中断方式相反，它更适合处理大量数据，因为每次轮询不需要消耗过多的CPU时间；缺点是即使只接收很少数据或不接收数据时，也要占用CPU时间。

轮询中断结合
NAPI是两者的结合，数据量低时采用中断，数据量高时采用轮询。平时是中断方式，当有数据到达时，会触发中断处理函数执行，中断处理函数关闭中断开始处理。如果此时有数据到达，则没必要再触发中断了，因为中断处理函数中会轮询处理数据，直到没有新数据时才打开中断。

从物理学的角度看，中断是一种电信号，由硬件设备产生，并直接送入中断控制器（如 8259A）的输入引脚上，然后再由中断控制器向处理器发送相应的信号。处理器一经检测到该信号，便中断自己当前正在处理的工作，转而去处理中断。此后，处理器会通知 OS 已经产生中断。这样，OS 就可以对这个中断进行适当的处理。不同的设备对应的中断不同，而每个中断都通过一个唯一的数字标识，这些值通常被称为中断请求线。

中断和异常的区别

中断可分为同步（synchronous）中断和异步（asynchronous）中断：

1. 同步中断是当指令执行时由 CPU 控制单元产生，之所以称为同步，是因为只有在一条指令执行完毕后 CPU 才会发出中断，而不是发生在代码指令执行期间，比如系统调用。

2. 异步中断是指由其他硬件设备依照 CPU 时钟信号随机产生，即意味着中断能够在指令之间发生，例如键盘中断。

根据 Intel 官方资料，同步中断称为异常（exception），异步中断被称为中断（interrupt）。
中断可分为可屏蔽中断（Maskable interrupt）和非屏蔽中断（Nomaskable interrupt）。
异常可分为故障（fault）、陷阱（trap）、终止（abort）三类。

中断上下文

当执行一个中断处理程序的时候，内核处于中断上下文，与进程没啥关系，没有后备进程，所以不可以睡眠。
中断处理程序打断了其它的代码（甚至可能打断另一中断处理程序，以及软中断），所以必须快速，简洁

中断控制

控制中断是因为需要提供同步，通过禁止中断，可以确保某个中断处理程序不会抢占当前的代码，还可以禁止内核抢占。
同时，还需要保护机制来防止来自其他处理器的并发访问，内核代码一般都需要锁，伴随着禁止本地中断。
其实就是禁止中断提供保护机制，防止来自其他中断处理程序的并发访问。

上半部与下半部的对比

中断处理程序要快！ VS 中断处理程序完成的工作量多!
把中断处理切为两个部分，
上半部是接收到中断就立即执行，但是只做有严格时限的工作
能够允许稍后完成的工作会推迟到下半部，在合适的时机，下半部会开中断执行

中断下半部

软中断和tasklet都是运行在中断上下文中，它们与任一进程无关，没有支持的进程完成重新调度。所以软中断和tasklet不能睡眠、不能阻塞，它们的代码中不能含有导致睡眠的动作，如减少信号量、从用户空间拷贝数据或手工分配内存等。

工作队列是Linux 2.6 内核中新增加的一种下半部机制。它与其它几种下半部分机制最大的区别就是它可以把工作推后，交由一个内核线程去执行。内核线程只在内核空间运行，没有自己的用户空间，它和普通进程一样可以被调度，也可以被抢占。该工作队列总是会在进程上下文执行。这样，通过工作队列执行的代码能占尽进程上下文的所有优势，最重要的就是工作队列允许重新调度甚至是睡眠。

因此，如果推后执行的任务需要睡眠，那么就选择工作队列；如果推后执行的任务不需要睡眠，那么就选择tasklet。另外，如果需要获得大量的内存、需要获取信号量或者需要执行阻塞式的I/O操作时，使用工作队列的方式将非常有用。