用户态和内核态

那用户态和内核态又是啥呢？

Linux系统的体系结构大家大学应该都接触过了，分为用户空间（应用程序的活动空间）和内核。

我们所有的程序都在用户空间运行，进入用户运行状态也就是（用户态），但是很多操作可能涉及内核运行，比我I/O，我们就会进入内核运行状态（内核态）。

这个过程是很复杂的，也涉及很多值的传递，我简单概括下流程：

• 用户态把一些数据放到寄存器，或者创建对应的堆栈，表明需要操作系统提供的服务。
• 用户态执行系统调用（系统调用是操作系统的最小功能单位）。
• CPU切换到内核态，跳到对应的内存指定的位置执行指令。
• 系统调用处理器去读取我们先前放到内存的数据参数，执行程序的请求。
• 调用完成，操作系统重置CPU为用户态返回结果，并执行下个指令。

用户态切换到内核态的方式如下：

• 系统调用：程序的执行一般是在用户态下执行的，但当程序需要使用操作系统提供的服务时，比如说打开某一设备、创建文件、读写文件（这些均属于系统调用）等，就需要向操作系统发出调用服务的请求，这就是系统调用。
• 异常：当CPU在执行运行在用户态下的程序时，发生了某些事先不可知的异常，这时会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关程序中，也就转到了内核态，比如缺页异常。
• **外围设备的中断：**当外围设备完成用户请求的操作后，会向CPU发出相应的中断信号，这时CPU会暂停执行下一条即将要执行的指令转而去执行与中断信号对应的处理程序，如果先前执行的指令是用户态下的程序，那么这个转换的过程自然也就发生了由用户态到内核态的切换。比如硬盘读写操作完成，系统会切换到硬盘读写的中断处理程序中执行后续操作等。

用户态和核心态(内核态）之间的区别是什么呢？

​ 权限不一样。

• 用户态的进程能存取它们自己的指令和数据，但不能存取内核指令和数据（或其他进程的指令和数据）。
• **核心态下的进程能够存取内核和用户地址某些机器指令是特权指令，在用户态下执行特权指令会引起错误。**在系统中内核并不是作为一个与用户进程平行的估计的进程的集合。

标签：调用,态下,用户,内核,执行,CPU
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