小白问题求科普--什么是CPU忙和空闲？

BrytonLee

平常我们看一个机器的负载看load，假设我们有一个4核的CPU， load为2,这个时候是不是其中两个CPU为忙，另外2个CPU空闲，但是对与CPU而言，忙和不忙有什么区别，难道忙的时候是在执行进程指令，不忙就是在idle，可是我们知道idle时候也是有0号进程在执行， 0号进程执行的指令也是CPU在执行，虽然0号进程一直在找可以执行的进程， 但对于CPU而言都是执行指令，如何区别忙与不忙？求科普，　本质的区别在什么地方？　

hmsghnh

其他的不清楚， 不过有个 pause 指令，  可以指示cpu放松一下^_^

cpu执行 pause指令应该会自动降低功耗，idle进程可以一直在那里执行pause指令吧.
应该还有其他办法了，不然 intel的睿频加速怎么弄啊！

smalloc

pause? x86只听过个halt啊

这个问题我最近也在找答案

tempname2

有pause的。一般CPU都有类似指令可以让自己陷于低能耗状态。即使是noop耗电量也可能降底。我记得GCC有个优化，把noop换成一个很长很复杂又完全没有副作用的指令，据说是因为执行这种长指令比反复执行noop省电。

总之会有某种省电的方法，idle之时便有用武之地。现在还实现了‘‘当CPU idle时不要让它被时钟中断吵醒’’的功能。

BrytonLee

smalloc 发表于 2012-09-27 19:49
pause? x86只听过个halt啊

这个问题我最近也在找答案

嗯，应该是halt指令,halt指令使CPU进入空闲状态。我查看了内核在start_kernel之后调用的cpu_idle()的代码，里面调用到native_safe_halt()， native_safe_halt()就两条指令
sti
hlt

sti就开中断，我们来看下hlt指令(摘自Intel指令手册)：
Description
Stops instruction execution and places the processor in a HALT state. An enabled
interrupt (including NMI and SMI), a debug exception, the BINIT# signal, the INIT#
signal, or the RESET# signal will resume execution. If an interrupt (including NMI) is
used to resume execution after a HLT instruction, the saved instruction pointer
(CS:EIP) points to the instruction following the HLT instruction

综上可以看到，kernel进程调度器在发现没有进程要调度的时候把cpu通过hlt指令切入空闲状态，但是在进入之前开启了中断，所以当有中断输入的时候CPU又回到之前的状态。