内核态: CPU可以访问内存所有数据, 包括外围设备, 例如硬盘, 网卡. CPU也可以将自己从一个程序切换到另一个程序

用户态: 只能受限的访问内存, 且不允许访问外围设备. 占用CPU的能力被剥夺, CPU资源可以被其他程序获取

为什么要有用户态和内核态

由于需要限制不同的程序之间的访问能力, 防止他们获取别的程序的内存数据, 或者获取外围设备的数据, 并发送到网络, CPU划分出两个权限等级 -- 用户态 和 内核态

用户态与内核态的切换

所有用户程序都是运行在用户态的, 但是有时候程序确实需要做一些内核态的事情, 例如从硬盘读取数据, 或者从键盘获取输入等. 而唯一可以做这些事情的就是操作系统, 所以此时程序就需要先操作系统请求以程序的名义来执行这些操作.

这时需要一个这样的机制: 用户态程序切换到内核态, 但是不能控制在内核态中执行的指令

这种机制叫系统调用, 在CPU中的实现称之为陷阱指令(Trap Instruction)

他们的工作流程如下:

  1. 用户态程序将一些数据值放在寄存器中, 或者使用参数创建一个堆栈(stack frame), 以此表明需要操作系统提供的服务.
  2. 用户态程序执行陷阱指令
  3. CPU切换到内核态, 并跳到位于内存指定位置的指令, 这些指令是操作系统的一部分, 他们具有内存保护, 不可被用户态程序访问
  4. 这些指令称之为陷阱(trap)或者系统调用处理器(system call handler). 他们会读取程序放入内存的数据参数, 并执行程序请求的服务
  5. 系统调用完成后, 操作系统会重置CPU为用户态并返回系统调用的结果

内核态(Kernel Mode)与用户态(User Mode)的更多相关文章

  1. Linux内核笔记--内存管理之用户态进程内存分配

    内核版本:linux-2.6.11 Linux在加载一个可执行程序的时候做了种种复杂的工作,内存分配是其中非常重要的一环,作为一个linux程序员必然会想要知道这个过程到底是怎么样的,内核源码会告诉你 ...

  2. 【Linux 系统】Linux探秘之用户态与内核态

    一. Unix/Linux的体系架构 如上图所示,从宏观上来看,Linux操作系统的体系架构分为用户态和内核态(或者用户空间和内核).内核从本质上看是一种软件——控制计算机的硬件资源,并提供上层应用程 ...

  3. linux 用户态和内核态以及进程上下文、中断上下文 内核空间用户空间理解

    1.特权级         Intel x86架构的cpu一共有0-4四个特权级,0级最高,3级最低,ARM架构也有不同的特权级,硬件上在执行每条指令时都会对指令所具有的特权级做相应的检查.硬件已经提 ...

  4. cpu内核态与用户态

    1.操作系统需要两种CPU状态 内核态(Kernel Mode):运行操作系统程序,操作硬件 用户态(User Mode):运行用户程序 2.指令划分 特权指令:只能由操作系统使用.用户程序不能使用的 ...

  5. linux 用户态 内核态

    http://blog.chinaunix.net/uid-1829236-id-3182279.html 究竟什么是用户态,什么是内核态,这两个基本概念以前一直理解得不是很清楚,根本原因个人觉得是在 ...

  6. Linux探秘之用户态与内核态

    一. Unix/Linux的体系架构 如上图所示,从宏观上来看,Linux操作系统的体系架构分为用户态和内核态(或者用户空间和内核).内核从本质上看是一种软件——控制计算机的硬件资源,并提供上层应用程 ...

  7. Linux 用户态和内核态

    1.特权级特权级用来管理和控制程序执行.如Intel x86架构的CPU,有0~3四个特权级,0级最高,3级最低.硬件在执行每条指令时都会检查指令具有的特权级.硬件提供了特权级使用机制,对操作系统来说 ...

  8. Linux操作系统学习_用户态与内核态之切换过程

    因为操作系统的很多操作会消耗系统的物理资源,例如创建一个新进程时,要做很多底层的细致工作,如分配物理内存,从父进程拷贝相关信息,拷贝设置页目录.页表等,这些操作显然不能随便让任何程序都可以做,于是就产 ...

  9. 简介---linux内核态和用户态

    内核态:进程运行在内核空间:管理系统的所有资源,比如读写磁盘文件,分配回收内存,从网络接口读写数据等等 用户态:进程运行在用户空间.比如一些应用程序 内核如何调用硬件资源的:内核空间中的代码控制了硬件 ...

随机推荐

  1.  sublime text3快速生成html头部信息(转)

    sublime text3快速生成html头部信息  https://blog.csdn.net/sunshinegirl_7/article/details/49802579 经常见别人创建新的ht ...

  2. 升级到AndroidStudio3.2.1的注意事项

    升级到AndroidStudio3.2.1的注意事项     即不用再在二级结构的build.gradle中的compileSdkVersion 28 下声明 buildToolsVersion &q ...

  3. python3.5 自带的虚拟环境使用

    首先我们要选择一个目录作为虚拟环境的目录, 这里选择c:\myenv cd myenv python -m venv . #在当前目录下创建虚拟环境 创建完成之后,myenv下会多出一些文件 进入sc ...

  4. BZOJ.2705.[SDOI2012]Longge的问题(莫比乌斯反演 欧拉函数)

    题目链接 \(Description\) 求\[\sum_{i=1}^n\gcd(i,n)\] \(Solution\) \[ \begin{aligned} \sum_{i=1}^n\gcd(i,n ...

  5. hdu 1116 敌兵布阵（树状数组区间求和）

    题意: 给出一行数字,然后可以修改其中第i个数字,并且可以询问第i至第j个数字的和(i <= j). 输入: 首行输入一个t,表示共有t组数据. 接下来每行首行输入一个整数n,表示共有n个数字. ...

  6. DEX文件类型和虚拟机（摘抄）

    DEX文件类型是Android平台上可执行文件的类型. Dalvik是Google公司自己设计用于Android平台的Java虚拟机.Dalvik虚拟机是Google等厂商合作开发的Android移动 ...

  7. springmvc学习总结（二） -- maven+springmvc+spring+mybatis+mysql详细搭建整合过程讲解

    @_@ 写在最前 之前分享过下面这几篇: mybatis学习笔记(五) -- maven+spring+mybatis从零开始搭建整合详细过程(上)(附demo和搭建过程遇到的问题解决方法) myba ...

  8. consul vs etcd3

    https://sysadmin.libhunt.com/project/etcd/vs/consul

  9. ASP.NET Web Pages 的冲突版本问题

    随着VS版本和.NET MVC版本.EF的版本的不断更新,虽然很多功能随着版本的提升而更完善,但对于旧版本开发的软件就有点悲催了,或许很多开发者都遇到类似的问题! 最近有一个项目是用.NET MVC3 ...

  10. redis详解（三）-- 面试题

    1. 使用Redis有哪些好处? (1) 速度快,因为数据存在内存中,类似于HashMap,HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1) (2) 支持丰富数据类型,支持string,li ...