Linux操作系统———系统调用_linux ring1和riong1

1、简述

无论是Windows还是Linux/UINX操作系统，操作系统都负责管理和分配所有的计算机资源。为了使用户进程合理、安全地使用系统内核提供的服务和资源，操作系统提供一组用户进程与内核交互的特殊接口——系统调用。

1.1、CPU指令集

指令：指示计算机硬件执行某种运算、处理功能的命令，是计算机运行的最小的功能单位。

指令集：一台计算机全部指令的集合，包括指令格式、寻址方式、数据形式。

目前CPU指令集有很多，在每个CPU指令集中，每个指令都有唯一的、不重复的指令编号。CPU硬件的控制单元，可以识别、解析程序中要执行的指令编号，然后控制单元使相关硬件做出相应的操作。

图1 CPU执行一条指令的过程

1.2、CPU指令权限分级

由于操作硬件极为复杂，如果允许用户程序任意使用指令集、操作硬件资源，可能出现一些不安全的操作，为了避免这种情况的出现，所以将CPU指令及分为特权级和非特权级。

特权级：只能由操作系统使用的指令。

非特权级：用户程序可以使用的指令。

inter的CPU把权限分为4个级别：ring0、ring1、ring2、ring3.

其中ring0级别最高，ring3级别最低。

在Linux系统中，ring0为内核态，ring3为用户态。用户程序读写IO，使用是ring3的指令，需要切换到ring0权限的系统内核，就要由用户态切换到内核态。

1.3、用户态切换为内核态的三种情况

1.系统调用

2.异常

3.外围设备的中断

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