作業系統中的雙模式和多模式操作

作業系統中有兩種操作模式以確保其正常工作。它們是使用者模式和核心模式。

下圖說明了從使用者模式到核心模式以及返回的轉換過程：

模式如下：

  • 使用者模式

    當作業系統執行使用者應用程式（例如處理文字編輯器）時，系統處於使用者模式。當應用程式請求作業系統的幫助或發生中斷或系統呼叫時，就會從使用者模式轉換到核心模式。

    在使用者模式下，模式位設定為1。從使用者模式切換到核心模式時，它會從1變為0。

  • 核心模式

    系統在啟動時以核心模式啟動，並在作業系統載入後，它以使用者模式執行應用程式。某些特權指令只能在核心模式下執行。這些是中斷指令、輸入輸出管理等。如果在使用者模式下執行特權指令，則是非法的，並且會生成陷阱。

    在核心模式下，模式位設定為0。從核心模式切換到使用者模式時，它會從0變為1。

作業系統中操作模式的概念可以擴充套件到雙模式之外。這被稱為多模式系統。在這些情況下，CPU 使用多個位來設定和處理模式。

支援虛擬化的系統可以作為多模式系統的示例。這些CPU具有單獨的模式，用於指定虛擬機器管理器（VMM）和虛擬化管理軟體何時控制系統。

對於這些系統，虛擬模式比使用者模式具有更高的許可權，但低於核心模式。

更新於：2020年6月22日

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