linux内核态和用户态（通俗易懂）

一、内核态、用户态概念

内核态：也叫内核空间，是内核进程/线程所在的区域。主要负责运行系统、硬件交互。

用户态：也叫用户空间，是用户进程/线程所在的区域。主要用于执行用户程序。

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二、内核态和用户态的区别

内核态：运行的代码不受任何限制，CPU可以执行任何指令。

用户态：运行的代码需要受到CPU的很多检查，不能直接访问内核数据和程序，也就是说不可以像内核态线程一样访问任何有效地址。

操作系统在执行用户程序时，主要工作在用户态，只有在其执行没有权限完成的任务时才会切换到内核态。

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三、为什么要区分内核态和用户态

保护机制。防止用户进程误操作或者是恶意破坏系统。内核态类似于C++的私有成员，只能在类内访问，用户态类似于公有成员，可以随意访问。

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四、用户态切换到内核态的方式

1、系统调用（主动）

由于用户态无法完成某些任务，用户态会请求切换到内核态，内核态通过为用户专门开放的中断完成切换。

2、异常（被动）

在执行用户程序时出现某些不可知的异常，会从用户程序切换到内核中处理该异常的程序，也就是切换到了内核态。

3、外围设备中断（被动）

外围设备发出中断信号，当中断发生后，当前运行的进程暂停运行，并由操作系统内核对中断进程处理，如果中断之前CPU执行的是用户态程序，就相当于从用户态向内核态的切换。

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