cpu的ring0-3不同的工作状态以及内核态与用户态
Inter的CPU将等级分为四个级别：Ring0、Ring1、Ring2、Ring3。Windows只是用其中的两个级别Ring0和Ring3，Ring0只给操作系统使用，Ring3谁都能用。如果普通应用程序企图执行Ring0指令，则windows会显示“非法指令”错误信息。
Ring0是指CPU的运行级别，Ring0是最高级别，Ring1次之，拿Linux来说，内核的代码运行在最高级别的ring0上，可以使用特权指令，控制中断，修改页表，访问设备等等。应用程序的代码运行在最低级别的ring3上，不能做受控操作，如果要做，比如访问磁盘，写文件，那就要通过执行系统调用（函数），执行系统调用的时候，CPU的运行级别会发生从ring3到ring0的切换，并跳转到系统调用对应的内核代码位置执行，这样内核就为你完成了设备访问，完成之后再从ring0返回ring3。这个过程也成为用户态和内核态的切换。
那么ring1 和 ring2是什么?
ring1与ring2主要是访问驱动程序
用户态到内核态切换的条件：
系统调用：这是用户态进程主动要求切换到内核态的一种方式(系统调用是操作系统的最小功能单位)，用户态进程通过系统调用申请使用操作系统提供的服务程序完成工作，比如fork()实际上就是执行了一个创建新进程的系统调用。而系统调用的机制其核心还是使用了操作系统为用户特别开放的一个中断来实现，例如linux的int 80h中断
异常：当CPU在执行运行用户态下的程序时，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。
这三种方式是系统在运行时由用户态转到内核态的最主要方式，其中系统调用可以认为是用户进程主动发起的，异常和外围设备中断则是被动的。
为什么用户态与内核态切换有开销?
当程序中有系统调用语句，程序执行到系统调用时，首先使用类似int 80H的软中断指令，保存现场，去的系统调用号，在内核态执行，然后恢复现场，每个进程都会有两个栈，一个内核态栈和一个用户态栈。当执行int中断执行时就会由用户态，栈转向内核栈。系统调用时需要进行栈的切换。而且内核代码对用户不信任，需要进行额外的检查。系统调用的返回过程有很多额外工作，比如检查是否需要调度等。
那为什么要有内核态之分呢?
