Linux 内核学习 1 - 用户态和内核态

用户态和内核态是 Linux 操作系统中运行的进程可能所处的两种状态。

假设用户现在运行了一个应用程序，即在操作系统中启动了一个进程。当进程执行应用程序自己的代码时：我们称该进程处于用户运行状态（简称用户态）。当该过程我行系统调用后进人内核代码中执行时：我们称该进程处于内核运行狀态（简称内核态）。

进程在用户态和内核态执行时，所拥有的权限（主要是指令执行权限和內存访问权限）不同。以 intel处理器为例，其有4个特权级别：Ring0、 Ring 1、 Ring 2、 Ring3。Ring 0级别最高、Ring 3 级别最低。Linux使用 Ring 0 级别执行内核代码态代码时，Ring3 级别执行用户态代码，不使用 Ring1和 Ring2。处理器在Ring3级别执行时，无法执行 Ring0级别才能执行的某些 （如停机指令 HTLT等）指令，无法访问运行在Ring0级别才能访问的內存地址空间（包括代码和数据）。这种机制保证了整个系统的交全，避免了应用程序执行非法的操作（比如访问操作系统本身的内存）。

进程可以在用户态和内核态之间切换。比如运行在用户态的程序可以执行系统调用而进人内核态；处理器收到中断时，会马上进人内核态执行中断处理程序;当系统调用或中断处理程序执行完成后，进程会切换回用户态继续执行。

需要注意的是，运行在用户态和内核态，以及处理器的特权级别，与当前用户是管理员用户(root） 还是普通用户没有关系。所有用户启动的应用程序代码都在用户态还行，所有内核代码都在内核态运行，而不管代码是哪个用户启动的。