用户态和内核态
用户态与内核态
当一个任务（进程）执行系统调用而陷入内核代码中执行时，我们就称进程处于内核运行态（或简称为内核态）。
此时处理器处于特权级最高的（0 级）内核代码中执行。当进程处于内核态时，执行的内核代码会使用当前进程的内核栈。每个进程都有自己的内核栈。
当进程在执行用户自己的代码时，则称其处于用户运行态（用户态）。
即此时处理器在特权级最低的（3 级）用户代码中运行。当正在执行用户程序而突然被中断程序中断时，
此时用户程序也可以象征性地称为处于进程的内核态。因为中断处理程序将使用当前进程的内核栈。这与处于内核态的进程的状态有些类似。
换言之，发生系统调用时进入核心态。
从图上可以看出来通过系统调用将Linux整个体系分为用户态和内核态（或者说内核空间和用户空间）。
linux的内核（kernal），它是一种特殊的软件程序，它控制计算机的硬件资源，
例如协调CPU资源，分配内存资源，并且提供稳定的环境供应用程序运行。
用户态就是提供应用程序运行的空间，为了使应用程序访问到内核管理的资源例如CPU，内存，I/O。
内核必须提供一组通用的访问接口，这些接口就叫系统调用。
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系统调用
当你的代码需要做IO操作（open、read、write）、或者是进行内存操作（mmpa、sbrk）、甚至是说要获取一个系统时间（gettimeofday），
就需要通过系统调用来和内核进行交互。无论你的用户程序是用什么语言实现的，是php、c、java还是go，只要你是建立在Linux内核之上的，
你就绕不开系统调用。注意：不同的Linux发行版本提供的系统调用数量也不尽相同，大致在240-350之间。
这些系统调用组成了用户态跟内核态交互的基本接口。 -
库函数
库函数就是屏蔽这些复杂的底层实现细节，减轻程序员的负担，从而更加关注上层的逻辑实现。
它对系统调用进行封装，提供简单的基本接口给用户，这样增强了程序的灵活性，
当然对于简单的接口，也可以直接使用系统调用访问资源，例如：open（），write（），read（）等等。
库函数根据不同的标准也有不同的版本，例如：glibc库，posix库等。 -
shell
shell顾名思义，就是外壳的意思。就好像把内核包裹起来的外壳。它是一种特殊的应用程序，俗称命令行。
为了方便用户和系统交互，一般一个shell对应一个终端，呈现给用户交互窗口。当然shell也是编程的，
它有标准的shell语法，符合其语法的文本叫shell脚本。很多人都会用shell脚本实现一些常用的功能，可以提高工作效率。
从用户态到内核态切换可以通过三种方式：
- 系统调用，这个上面已经讲解过了，在我公众号之前的文章也有讲解过。其实系统调用本身就是中断，但是软件中断，跟硬中断不同。
- 异常：如果当前进程运行在用户态，如果这个时候发生了异常事件，就会触发切换。例如：缺页异常。
- 外设中断：当外设完成用户的请求时，会向CPU发送中断信号。
