如何实施基于时间的流程管理

如何解决如何实施基于时间的流程管理

对不起，如何实施基于时间的流程管理？

cpu如何从内核功能切换到进程？ CPU如何切换回去？

例如，当时间片用尽时，cpu如何强制转换回内核函数？在程序中，没有编译开关功能，是中断吗？ 我不太明白，请回答

解决方法

通常，在发生任何类型的中断时，都会将当前正在运行的进程的CPU状态的某些部分保存到内存中。即使运行相当有限的汇编代码，也需要一定数量的这种节省，而另一部分则可以运行一些更普通的（也许是C代码），可能是设备驱动程序堆栈的一部分。处理完中断后，将恢复该进程的CPU状态的一部分，并且被中断的进程可以恢复，而不会意识到中断。

在某些中断期间，OS调度程序可以选择恢复与被中断的进程不同的进程，如果这样做，则将保存所有其他中断进程的CPU状态，同时将恢复状态的进程恢复为CPU。其中大部分操作都是通过普通的CPU指令完成的，例如向（从）内存写入（和读取）寄存器。

切换进程不仅要花很多精力来保存和恢复CPU上下文，而且对于备用进程来说，处理器缓存也很冷-因此，就性能而言，最佳选择是恢复被中断的进程。但是，如果现在可以使用更高优先级的进程的I / O，或者如果当前进程拥有CPU的合理份额，那么调度程序可以选择切换进程（上下文切换），或者其他要运行的优先级相同的进程。

这种基本机制被硬件工程师称为异常处理，它涵盖了软件引起的异常（陷阱/系统调用，被零除）以及访问冲突（页面错误，空指针取消引用，写时复制）和设备中断，包括定时器和设备或I / O就绪信号。这是处理器中内置的一种自动机制，它可以对正在运行的进程进行最基本的中断，并将控制权转移给操作系统中断服务程序。

此处理器机制确定未完成的指令（即中断的指令），并完成所有先前的指令，取消所有后续的指令，然后将指令流的控制权转移到中断服务程序，从而为中断提供一些最小的状态，它既包括中断原因，又包括被中断进程的程序计数器/指令指针，因为通常通过将控制权转移给ISR来消除该中断。之后，保存被中断进程的任何其他CPU状态并处理异常是软件的工作，无论该异常是由正在运行的进程引起的还是由外部触发的。处理器还具有一种机制（通常称为从中断返回之类的指令），通过该机制可以恢复恢复用户进程所需的最后状态，并且可以通过软件增强该功能以恢复任何进程。

在处理器之间，硬件节省的资源（作为中断进程的上下文）与软件的职责之间的分工差异很大。在x86上，硬件节省的上下文多于严格的节省，这使某些新的x86 CPU可以在不了解它们的操作系统上运行。在其他处理器上，硬件的功能更严格地说是最小的，其余则由软件来完成。

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处理伪并行性的方法至少与那里的内核一样多。

最幼稚的学生实现将涉及到在一个进程的时间片用完之后触发外部中断，这可能由某种计时器（在传统上为“ PIT”的PC上，即可编程中断计时器）上触发。届时，内核将被隐式或显式地置于特权模式，保存当前进程的上下文（即寄存器的内容和虚拟内存信息），加载旧进程的上下文，更改为“低特权”模式（例如，在基于x86的处理器上响1-3），最后跳到新进程执行中断的位置。