程序如何运行

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内核程序和应用程序

应用程序：普通程序 内核程序（kernel）：负责实现操作系统，操作系统最核心的内容，最接近硬件的部分

内核程序可以执行一些特权指令，而普通应用程序只能使用非特权指令。

内核态和用户态

CPU有两种状态，“内核态”和“用户态” 处于内核态时，说明此时正在运行的是内核程序，此时可以执行特权指令 处于用户态时，说明此时正在运行的是应用程序，此时只能执行非特权指令

拓展:CPU中有一个寄存器程序状态字寄存器(PSW)，其中有个二进制位，1表示“内核态”，0表示“用户态

别名:内核态=核心态=管态;用户态=目态

cpu状态切换

一个故事:

1. 刚开机时，CPU为“内核态”，操作系统内核程序先上CPU运行
2. 开机完成后，用户可以启动某个应用程序
3. 操作系统内核程序在合适的时候主动让出CPU，让该应用程序上CPU运行（操作系统内核在让出CPU之前，会用一条特权指令把 PSW 的标志位设置为“用户态”）
4. 应用程序运行在“用户态”
5. 此时，一位猥琐黑客在应用程序中植入了一条特权指令，企图破坏系统..
6. CPU发现接下来要执行的这条指令是特权指令，但是自己又处于“用户态’
7. 这个非法事件会引发一个中断信号（CPU检测到中断信号后，会立即变为“核心态”，并停止运行当前的应用程序，转而运行处理中断信号的内核程序）
8. “中断”使操作系统再次夺回CPU的控制权
9. 操作系统会对引发中断的事件进行处理，处理完了再把CPU使用权交给别的应用程序

内核态→用户态:执行一条特权指令–修改PSW的标志位为“用户态”，这个动作意味着操作系统将主动让出CPU使用权 用户态→内核态:由“中断”引发，硬件自动完成变态过程，触发中断信号意味着操作系统将强行夺回CPU的使用权

除了非法使用特权指令之外，还有很多事件会触发中断信号。一个共性是，但凡需要操作系统介入的地方，都会触发中断信号