浅谈操作系统的用户态和内核态
浅谈操作系统的用户态和内核态
我们经常会听到程序的用户态和内核态,一个程序从用户态进入了内核态。。。
什么是用户态和内核态
内核态和用户态到底指的是什么呢?我们这就解开其神秘面纱
所谓的用户态、内核态,实际上是处理器(cpu)的一种状态,在 cpu 状态字里面用 1bit 表示
什么是用户态
也叫普通态,cpu 访问资源有限
用户态的几个特点
- cpu 访问资源有限
- 程序可靠性、安全性
要求低
- 程序编写维护比较简单
什么是内核态
也叫特权态,cpu 可以访问计算机的任何资源
内核态的特点?
- cpu 可以访问任何资源
- 程序可靠性、安全性
要求高
- 编写维护成本比较高
为什么需要区分用户态和内核态
那么,经过上面的解释,应该都了解了什么是用户态和内核态。
BUT!有没有想过,操作系统为什么要搞出用户态和内核态?
原因是:
某些程序可靠性和安全性不高,如果这些程序执行了 cpu 的某些指令,会导致系统崩溃,如:设置时钟、清理内存、调整网络 等
操作系统是如何控制不同态的权限的
要控制权限,必须要对程序发出的每一条指令进行检查。而这种检查被称为 地址翻译
,这里不详细展开。内核态程序通过绕过
地址翻译执行特权指令,从而访问所有资源。
程序应该运行在用户态还是内核态?
-
用户态
- 能运行在用户态就运行在用户态
- 涉及用户数据和应用的操作
-
内核态
- 牵扯到计算机本体的操作
- 对时序要求比较高的操作
用户态如何切换到内核态?
用户态程序 陷入
到内核态有 3 种方法:
-
系统调用:使用的是操作系统为用户开发的一个中断
-
外围设备中断:网卡、打印机等
-
异常:缺页等异常
参考资料
https://blog.csdn.net/ddna/article/details/4941373 用户态和内核态是如何切换,比较底层
https://blog.csdn.net/shanghx_123/article/details/83151064 用户态和内核态是如何切换
https://www.cnblogs.com/Sargreis/p/6874866.html 用户态和内核态是如何切换,讲的比较通俗
《操作系统之哲学原理第2版》- 邹恒明
本文来自博客园,作者:吴丹阳-V,转载请注明原文链接:https://www.cnblogs.com/wudanyang/p/12570344.html
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