用戶態切換到內核態的3種方式

a. 系統調用
這是用戶態進程主動要求切換到內核態的一種方式,用戶態進程通過系統調用申請使用操作系統提供的服務程序完成工作,比如fork()實際上就是執行了一個創建新進程的系統調用。而系統調用的機制其核心還是使用了操作系統爲用戶特別開放的一箇中斷來實現,例如Linux的int 80h中斷。
b. 異常
當CPU在執行運行在用戶態下的程序時,發生了某些事先不可知的異常,這時會觸發由當前運行進程切換到處理此異常的內核相關程序中,也就轉到了內核態,比如缺頁異常。
c. 外圍設備的中斷
當外圍設備完成用戶請求的操作後,會向CPU發出相應的中斷信號,這時CPU會暫停執行下一條即將要執行的指令轉而去執行與中斷信號對應的處理程序,如果先前執行的指令是用戶態下的程序,那麼這個轉換的過程自然也就發生了由用戶態到內核態的切換。比如硬盤讀寫操作完成,系統會切換到硬盤讀寫的中斷處理程序中執行後續操作等。

這3種方式是系統在運行時由用戶態轉到內核態的最主要方式,其中系統調用可以認爲是用戶進程主動發起的,異常和外圍設備中斷則是被動的。

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