操作系统中的双模式和多模式操作

操作系统中有两种操作模式以确保其正常工作。它们是用户模式和内核模式。

说明从用户模式到内核模式再返回的用户模式转换的图表如下所示：

以下列出这些模式：

• 用户模式

  当操作系统正在运行用户应用程序（例如处理文本编辑器）时，系统处于用户模式。当应用程序请求操作系统的帮助或发生中断或系统调用时，会发生从用户模式到内核模式的转换。

  在用户模式下，模式位设置为 1。从用户模式切换到内核模式时，它会从 1 更改为 0。

• 内核模式

  系统在引导时以内核模式启动，并在操作系统加载后，它以用户模式执行应用程序。某些特权指令只能在内核模式下执行。这些是中断指令、输入输出管理等。如果在用户模式下执行特权指令，则是非法的，并且会生成陷阱。

  在内核模式下，模式位设置为 0。从内核模式切换到用户模式时，它会从 0 更改为 1。

操作系统中操作模式的概念可以扩展到双模式之外。这被称为多模式系统。在这些情况下，CPU 使用 1 位以上来设置和处理模式。

支持虚拟化的系统可以描述多模式系统的一个示例。这些 CPU 具有一个单独的模式，用于指定虚拟机管理器 (VMM) 和虚拟化管理软件何时控制系统。

对于这些系统，虚拟模式比用户模式具有更多权限，但比内核模式少。

David Meador

更新时间： 2020 年 6 月 22 日

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