系统的用户态与内核态
用户态和内核态的定位
用户态和内核态的区分是在操作系统层面进行的。这两种状态是操作系统为了安全和管理而设计的。
在操作系统中,内核态(Kernel Mode)是运行操作系统程序、操作硬件的状态,具有最高权限;而用户态(User Mode)是运行用户程序的状态,其权限受到限制。
当用户程序需要操作系统帮助完成某些它没有权力和能力完成的工作时,就会通过系统调用陷入到内核态,由操作系统来完成相应的工作。
用户态
用户态也被称为用户模式,是指应用程序的运行状态。在这种模式下,应用程序拥有有限的系统资源访问权限,只能在操作系统划定的特定空间内运行。
用户态下运行的程序不能直接访问硬件设备或执行特权指令,所有对硬件的访问都必须通过操作系统进行。
在用户态下,应用程序通过系统调用来请求操作系统提供的服务。例如,文件操作、网络通信等都需要通过系统调用来实现。
当应用程序发出系统调用时,会触发上下文切换,将CPU的控制权交给操作系统内核,进入内核态。
内核态
内核态也被称为内核模式或特权模式,是操作系统内核的运行状态。处于内核态的CPU可以执行所有的指令,访问所有的内存地址,拥有最高的权限。
内核态下运行的程序可以访问系统的所有资源,包括CPU、内存、I/O等。 在内核态下,操作系统可以响应所有的中断请求,处理硬件事件和系统调用。
当应用程序发出系统调用时,CPU会切换到内核态,执行相应的操作,然后返回用户态。此外,当发生严重错误或异常时,也会触发内核态的切换。
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