Operating system 当没有用户代码运行时，CPU中会发生什么？

os/rtos会安排一个“空闲任务”，这听起来很合理。那样的话，它不是很耗电吗？（执行空闲任务听起来很合理：while（true）{}

这取决于操作系统和CPU体系结构。在x86（与英特尔兼容）上，操作系统可能会执行指令，使CPU等待有趣的事情发生，例如硬件中断。这大概只消耗很少的能量。操作系统将执行此操作所花费的时间报告为“”，甚至可能将其分配给虚构的“空闲”进程

因此，在Windows任务管理器中，当您看到正在消耗90%的CPU时，它真正的意思是CPU没有实际的a程序来运行90%的时间

---

这里有一篇关于这个主题的好文章：

总是有代码要运行，如果没有其他代码，空闲任务就是代码。它可能会执行一条特殊的CPU指令，关闭CPU电源，直到出现硬件中断。在x86 CPU上，它是hlt（暂停）。

历史上有很多不同的方案，特别是在降低空闲时的功耗成为一个问题之前

通常，有一个“空闲”进程/任务以最低优先级运行，因此在没有其他事情可做时总是能够获得控制权。许多较旧的系统只是让这个过程运行一个“永远”的循环，而在循环体中没有任何结果。我听说有一个操作系统会在空闲进程中运行机器诊断。许多早期的PC都会运行内存刷新例程（因为内存需要定期循环，否则就会“蒸发”）

（此方案的一个好处是，100%减去空闲进程使用的%CPU，就得到了%CPU利用率——这是操作系统设计者非常欣赏的特性。）

---

但大多数现代系统的标准是要么运行“暂停”或“等待”指令，要么在进程控制块中有一个特殊标志，更直接地告诉处理器停止运行并进入节能模式。

这个答案特定于基于Windows NT的操作系统

空闲线程功能 任务可能因体系结构而异，但通常是由空闲线程执行的任务：

• 启用中断以允许传递挂起的中断
• 禁用中断（使用

  STI

  或

  CLI

  说明）
• 在调试（或）构建中，查询是否附加了内核调试器，并在请求时允许断点
• 处理延迟的过程调用
• 检查是否有任何可运行线程可供执行。如果存在空闲处理器控制块，则使用指向线程的指针更新空闲处理器控制块
• 检查其他处理器的队列，如果可能，安排等待在空闲处理器上执行的线程
• 调用电源管理例程，该例程可能会停止处理器或降低CPU时钟频率，并执行其他类似的节能活动

附加信息 当逻辑处理器没有可运行线程时，Windows将执行内核模式空闲线程。只有一个空闲进程的空闲线程数与逻辑处理器的空闲线程数相同。因此，在具有4个逻辑/物理处理器的四核机器上，将有1个空闲进程和4个空闲线程

在Windows中，空闲进程的ID=0，所有空闲线程也是如此。这些对象由标准的

EPROCESS/KPROCESS

和

ETHREAD/KTHREAD

数据结构表示。但它们不是executive manager进程和线程对象。没有用户土地地址空间，也没有执行用户土地代码

在设置进程管理器和对象管理器之前，在系统启动时静态分配空闲进程。当逻辑处理器启动时，动态分配空闲线程结构

空闲线程优先级设置为0。然而，这个值实际上并不重要，因为这个线程只有在没有其他线程可运行时才能执行。空闲线程优先级永远不会与任何其他线程的优先级进行比较

空闲线程也是线程的特殊情况。空闲线程主例程

KiIdleLoop

（from）执行多个不会被其他线程中断的任务。当没有可运行线程可在处理器上运行时，处理器控制块中将该处理器标记为空闲。然后，如果可运行线程到达计划执行的队列，则该线程的地址指针存储在空闲处理器控制块的

nexthread

指针中。在空闲线程运行期间，在

while

循环内的每次迭代中都会检查此指针地址

---

资料来源：Windows内部。鲁西诺维奇先生。第六版。第1部分，第453-456页。

通常，空闲任务是一个“暂停”循环-停止CPU，等待中断。它运行一个垃圾邮件机器人。@HotLicks-这几乎是一个答案：）大多数ARM硬件也有几种低功耗模式。理论上，如果你的操作系统中有一个调度程序，它通常忙着等待一些事情做，您可以使用空闲优先级任务实现低功耗睡眠，该任务只在循环中运行HLT。（或调用ACPI enter powersave函数，或其他任何函数。）这会导致额外的上下文切换开销，而不是将省电构建到调度程序的繁忙等待循环中。然而，我似乎记得（早在x86低功耗空闲的早期，就像2001年的Athlon一样），如果你有一个具有Linux内核不知道的节能功能的CPU，你可以用这种方式在一个真正的程序中使用。我很想-1，因为我没有发布你的“垃圾邮件机器人”答案。但不会……）