一、用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)

內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)是操作系統(tǒng)的兩種運行級別，用于區(qū)分不同程序的不同權利。

內(nèi)核態(tài)就是擁有資源多的狀態(tài)，或者說訪問資源多的狀態(tài)，也稱為特權態(tài)。相對來說，用戶態(tài)就是非特權態(tài)，訪問的而資源將受到限制。如果一個程序運行在特權態(tài)，該程序就可以訪問計算機的任何資源，它的資源訪問權限不受限制。如果一個程序運行在用戶態(tài)，其資源需求將受到各種限制。如：要訪問操作系統(tǒng)的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如進程表，則需要在特選態(tài)下才能辦到。如果要訪問用戶程序里的數(shù)據(jù)，在用戶態(tài)即可。

二、用戶棧和內(nèi)核棧

內(nèi)核在創(chuàng)建進程的時候，在創(chuàng)建task_struct的同時，會為進程創(chuàng)建相應的堆棧。每一個進程都有兩個棧，一個用戶棧，存在于用戶空間；一個內(nèi)核棧，存在于內(nèi)核空間。當進程在用戶空間運行時，CPU堆棧指針寄存器里面的內(nèi)容都是用戶棧地址，使用用戶棧；當進程在內(nèi)核空間時，CPU堆棧指針寄存器里面的內(nèi)容是內(nèi)核棧空間地址，使用內(nèi)核棧。

當進程因為中斷或者系統(tǒng)調(diào)用陷入到內(nèi)核態(tài)時，進程所使用的堆棧也要從用戶棧轉(zhuǎn)到內(nèi)核棧。進程陷入到內(nèi)核態(tài)后，先把用戶態(tài)堆棧的地址保存在內(nèi)核棧之中，然后設置堆棧指針寄存器的內(nèi)容為內(nèi)核棧的地址，這樣就完成了用戶棧向內(nèi)核棧的轉(zhuǎn)換；當進程從內(nèi)核態(tài)恢復到用戶態(tài)之后時，在內(nèi)核態(tài)之后的最后將保存在內(nèi)核棧里面的用戶棧的地址恢復到堆棧指針寄存器即可。這樣就實現(xiàn)了用戶棧和內(nèi)核棧的互轉(zhuǎn)。

那么，知道從內(nèi)核轉(zhuǎn)到用戶態(tài)時，用戶棧的地址是在陷入內(nèi)核的時候保存在內(nèi)核棧里面的，但是在陷入內(nèi)核的時候，如何知道內(nèi)核棧的地址？關鍵在進程從用戶態(tài)轉(zhuǎn)到內(nèi)核態(tài)的時候，進程的內(nèi)核棧總是空的。這是因為當進程在用戶態(tài)運行時，使用的用戶棧，當進程陷入到內(nèi)核態(tài)時，內(nèi)核保存進程在內(nèi)核態(tài)運行的相關信息，但是一旦進程返回到用戶態(tài)后，內(nèi)核棧中保存的信息無效，會全部恢復，因此每次進程從用戶態(tài)陷入內(nèi)核的時候得到的內(nèi)核棧都是空的。所以在進程陷入內(nèi)核的時候，直接把內(nèi)核棧的棧頂?shù)刂方o堆棧指針寄存器就可以了。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/linhaostudy/p/9551822.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的用户态/内核态、用户栈/内核栈的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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