Operating system 在没有硬件支持的情况下实现抢占式调度的实用方法？

我知道使用硬件支持实现抢占式调度对于提高效率非常重要

我想知道，在不需要硬件支持的情况下，我们可以采用哪些实用的方法来进行抢占式调度？我认为其中一种方法是软件定时器

另外，在多处理器系统中，另一种方法是使用一个处理器作为主处理器，并始终查看从处理器的处理器

考虑一下，我对非效率的方式没意见

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请详细说明你认为/知道的所有可行方法。此外，最好但不一定适用于单处理器系统。

为了抢占进程，操作系统必须以某种方式获得CPU控制，而不需要进程的配合。或者从另一个角度来看：CPU必须以某种方式决定停止运行进程的代码，并开始运行操作系统的代码

正如进程不能与其他进程同时运行一样，它们也不能与操作系统同时运行。CPU只知道按顺序执行指令。它不会同时运行两件事情

因此，以下是CPU切换到执行操作系统代码而不是进程代码的一些原因：

• 硬件设备向CPU发送一个中断，例如定时器、按键、网络数据包或硬盘驱动器完成其操作
• 在不同CPU上运行的软件向该CPU发送处理器间中断
• 正在运行的进程决定调用操作系统中的函数。根据CPU架构的不同，它可以像正常调用一样工作，也可以像假中断一样工作
• 正在运行的进程执行导致异常的指令，如访问未映射内存或除以零
• 某种硬件调试接口用于覆盖指令指针，导致CPU突然执行不同的代码
• CPU实际上是一个模拟，操作系统正在解释过程代码，在这种情况下，操作系统可以决定随时停止解释

如果上述情况都没有发生，操作系统代码就不会运行。当发生硬件事件导致进程被唤醒时，大多数操作系统将重新评估哪个进程应该运行，并且还将使用计时器中断作为最后手段，以防止一个程序占用所有CPU时间

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通常，当操作系统代码运行时，它没有义务返回到调用它的位置。“抢占”是指操作系统决定跳转到调用它的位置以外的某个地方。

为了抢占进程，操作系统必须在没有进程合作的情况下以某种方式控制CPU。或者从另一个角度来看：CPU必须以某种方式决定停止运行进程的代码，并开始运行操作系统的代码

正如进程不能与其他进程同时运行一样，它们也不能与操作系统同时运行。CPU只知道按顺序执行指令。它不会同时运行两件事情

因此，以下是CPU切换到执行操作系统代码而不是进程代码的一些原因：

• 硬件设备向CPU发送一个中断，例如定时器、按键、网络数据包或硬盘驱动器完成其操作
• 在不同CPU上运行的软件向该CPU发送处理器间中断
• 正在运行的进程决定调用操作系统中的函数。根据CPU架构的不同，它可以像正常调用一样工作，也可以像假中断一样工作
• 正在运行的进程执行导致异常的指令，如访问未映射内存或除以零
• 某种硬件调试接口用于覆盖指令指针，导致CPU突然执行不同的代码
• CPU实际上是一个模拟，操作系统正在解释过程代码，在这种情况下，操作系统可以决定随时停止解释

如果上述情况都没有发生，操作系统代码就不会运行。当发生硬件事件导致进程被唤醒时，大多数操作系统将重新评估哪个进程应该运行，并且还将使用计时器中断作为最后手段，以防止一个程序占用所有CPU时间

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通常，当操作系统代码运行时，它没有义务返回到调用它的位置。“抢占”只是指操作系统决定跳转到调用它的位置以外的地方。

我能看到抢占式调度有用的唯一方法是当它由硬件中断驱动时，因此允许高性能I/O。我无法想象任何其他有效的系统-I/O完成需要触发线程到内核的调度/分派，而这意味着中断。@MartinJames，先生，我对非高效方式也很满意。我同意，但是中断也可以基于软件实现。就像我们对编程I/O所做的那样……但只有硬件知道I/O请求已完成。@MartinJames，先生，硬件先生？。我认为可以通过微编程之类的软件设置标志和检查标志。此外，我的意思是，我们是否需要特定的硬件支持来执行抢占式调度，先生？。好像没有硬件支持是不可能的？但是…为什么？这种标志检查不允许以有效的方式管理CPU资源。操作系统主要是一个资源管理器，轮询I/O标志会阻止CPU管理。我不明白你的概念，没有硬件中断的抢占式调度器。如何在没有内核硬件中断的情况下从内核中删除线程？我能看到抢占式调度有用的唯一方法是当它由硬件中断驱动时，这样就允许高性能I/O。我无法想象任何其他有效的系统—I/O comp