用户态和内核态

用户态：用户代码和数据被访问或者执行的时候，所处的状态

内核态：执行OS的代码和数据时，计算机所处的状态就叫内核态

两者最大的区别就在于权限，以printf函数为例，该函数的本质其实是向加载到内存即内核中的stdout文件写入数据，此时我们要从用户层进入内核，必须要从用户态转变成内核态，权限会扩大！下面就以printf函数的运行为例，来介绍用户态和内核态

目录

一、进程为什么能使用OS的代码？？

二、用户态和内核态的相互切换

一、进程为什么能使用OS的代码？？

进程运行自己的代码，只需要循着 用户区虚拟地址——》页表——》物理内存 这条路线就能找到对应的代码和数据，但是进程是如何找到OS的代码呢？

介绍虚拟地址空间的时候有这么一张图，用户代码放在代码区，也就是用户空间的那3G中，最上面还有1G的内核空间，没错，这里就存放着OS的代码！！

访问内核空间的方式和访问用户空间一样，也是通过页表访问，但是所有的进程使用的都是同一份内核代码，并不会因为进程的代码发生变化 ——》 内核空间的页表也就只有一份！！

所以我们在进行系统调用的时候，实际上是走的内核空间 ——》 内核空间的页表 ——》物理内存 这条路线

注意：像磁盘驱动函数，类似于这种我们看不到的函数，都是OS的代码，OS的代码早在开机运行的时候就被加载到内存了

二、用户态和内核态的相互切换

下面就以具体例子来分析，我们用户层要运行的代码如下

//test.c
int main()
{
    printf("hello,world!\n");
    return 0;
}

当上述代码被加载到内存时，对应的进程就会被创建。现在把进程加入到CPU运行队列中，CPU中有一个寄存器CR3，这个寄存器记录着当前进程的状态。CR3 = 0，表示当前状态是内核态；CR3 = 3，表示当前状态是用户态。

此时就会循着用户空间中的地址找到进程A的代码，运行prinft语句，此时是访问用户层的代码，处在用户态（CR3 = 3）

由于printf实际上是向stdout文件写入数据，所以必须要使用系统调用进入内核，此时需要切换成内核态（CR3 = 0），然后去执行OS的代码，至于如何找到内核代码，第一部分已经说过了

等到执行完内核代码，即向stdout文件中写入数据，就会返回到用户态（CR3 = 3），因为原本的代码还没有执行完，即继续执行printf 的下一句return 0