内核态、用户态概念

**内核态与用户态**

在计算机系统中，程序可以分为两种状态：内核态（Kernel Mode）和用户态（User Mode）。这两个状态决定了程序对系统资源的访问权限和执行能力。

**1. 内核态**

内核态是指操作系统核心部分运行的状态。内核态下的程序拥有最高的访问权限，可以直接访问和控制计算机硬件资源，如CPU、内存、I/O设备等。在内核态下，程序可以执行任何操作，不受限制。

**特点：**

* 可以直接访问和控制硬件资源* 有最高的访问权限* 可以执行任何操作**2. 用户态**

用户态是指普通应用程序运行的状态。用户态下的程序没有直接访问硬件资源的权利，必须通过系统调用（System Call）来请求内核态下的程序提供服务。在用户态下，程序只能执行受限的操作。

**特点：**

* 无法直接访问和控制硬件资源* 必须通过系统调用来请求服务* 受限于操作**系统调用的过程**

当用户态下的程序需要访问硬件资源时，它会向内核态下的程序发送一个系统调用请求。内核态下的程序接收到请求后，会检查权限并执行相应的操作。

**示例代码：**

c// 用户态下的程序int main() {
 // 请求系统调用服务 int fd = open("file.txt", O_RDONLY);
 if (fd < 0) {
 // 如果打开文件失败，返回错误码 return -1;
 }
 //读取文件内容 char buffer[1024];
 ssize_t bytes_read = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
 if (bytes_read < 0) {
 // 如果读取文件失败，返回错误码 close(fd);
 return -1;
 }
 // 关闭文件描述符 close(fd);
 // 返回读取的内容 return bytes_read;
}

// 内核态下的程序（系统调用服务）
int sys_open(const char *filename, int flags) {
 // 检查权限并执行打开文件操作 struct file *file = open_file(filename, flags);
 if (!file) {
 // 如果打开文件失败，返回错误码 return -1;
 }
 // 返回文件描述符 return file->fd;
}

int sys_read(int fd, void *buffer, size_t count) {
 // 检查权限并执行读取文件内容操作 struct file *file = get_file(fd);
 if (!file) {
 // 如果获取文件失败，返回错误码 return -1;
 }
 //读取文件内容 ssize_t bytes_read = read_from_file(file, buffer, count);
 // 返回读取的字节数 return bytes_read;
}