内核态(Kernel Mode)与用户态(User Mode)

　　CPU通常有两种工作模式即：内核态和用户态，而在PSW中有一个二进制位控制这两种模式。

　　内核态：当CPU运行在内核态时，程序可以访问所有指令集，操作所有硬件设备，也可以将自己从一个程序切换到另一个程序。

　　用户态：当CPU运行在用户态时，程序只能执行cpu整个指令集的一个子集（不包含操作硬件功能的部分），只能受限的访问内存，无法操作硬件设备，无法占用CPU，CPU资源可以被其他程序获取。在用户态下，将PSW中的模式设置成内核态也是禁止的。

　　为什么要有用户态和内核态

　　为了限制不同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。　

　　intel cpu提供Ring0-Ring3三种级别的运行模式。Ring0级别最高，Ring3最低。其中特权级0（Ring0）是留给操作系统代码，设备驱动程序代码使用的，它们工作于系统核心态；而特权极3（Ring3）则给普通的用户程序使用，它们工作在用户态。

　　Linux使用了Ring3级别运行用户态，Ring0作为内核态，没有使用Ring1和Ring2。Ring3状态不能访问Ring0的地址空间，包括代码和数据。

　　内核态与用户态切换　　

　　用户态下工作的软件不能操作硬件，但是影音播放软件一定会有操作硬件的需求，比如从磁盘上读一个电影文件，那就必须经历从用户态切换到内核态的过程。为此，用户程序必须使用系统调用（system call）。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。

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

　　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

多核多线程与缓存一致性

  1. 多核多线程处理器在单任务处理上无明显优势。
  2. 双核四线程CPU未必比四核CPU差。（具体视程序支持而论）
  3. 独立缓存相对于共享缓存而言，容量小，延迟低，一致性差。
  4. PS：程序员需要关心多线程程序的顺序一致性，即多线程并发导致语句运行顺序变化对最终变量的影响。