作为中心中心处理单元的CPU，除了生产工艺的不断改造前进外，在处理数据和呼应速度方面也需求有权衡。稍有微机原理根底的人都知道Intel X86体系的CPU供给了四种特权形式ring0~ring3，其间ring0特权最高，ring3的特权最低，之所以要做这样的区别一个首要意图是维护资源，浅显来讲要维护的资源无非便是“内存、I/O端口以及履行特别机器指令的才能”。任何一个时间，x86 CPU都是在必定的特权形式下运转。相同，关于ARM体系的CPU 一共有七种运转形式，分别是：用户形式（usr）、快速中止形式（fiq）、中止形式（irq）、办理形式（svc）、体系形式（sys）、数据拜访停止形式（abt）和未定义指令停止形式（und）。除了用户形式外，其他6中作业形式都归于特权形式，而特权形式中除了体系形式外，其他5种形式又称为反常形式。
那么底层硬件CPU的这种特性，跟咱们即将评论的用户形式和内核形式又有什么关系呢？让咱们正本溯源来规矩一下对操作体系的知道。每位教操作体系课程的教师都会告知咱们：所谓的操作体系呢，便是对硬件资源进行统一办理的体系，并向用户供给事务接口的软件体系。浅显来讲，【操作体系便是要能办理你的CPU和内存，驱动你的硬盘，办理你的网卡和显示器，然后当你点击鼠标和敲击键盘时能做出正确的呼应。】够浅显了吧。
那么问题就来了，以CPU为例，假如你是一个操作体系的设计者，你会怎么处理不同CPU体系架构的差异性（如Intel、ARM，抑或AMD、MIPS等）？当然这个问题不是一般人能hold得了的，CU论坛里开发都江堰操作体系那位大牛长辈的确值得让吾辈敬服和敬仰。持续咱们的论题，也便是说不同的操作体系在处理CPU体系架构的差异化方面是不相同的，有些操作体系，就供给了用户形式和内核形式这种机制 （例如linux），而有些操作体系呢，又没有用户态和内核态之分（例如vxWorks）。后者不在咱们的评论规模，感兴趣的童鞋能够自己去google一下。
以Linux体系和Intel x86的CPU为例，Linux运用了ring0形式来运转内核态的代码，ring3来运转用户态的代码，ring1和ring2没有运用。32为操作体系可寻址规模是0～4GB，为此Linux体系将其分为了用户空间和内核空间两部分：
其间用户空间占低位的3GB空间，规模从虚拟地址的0x00000000到0xBFFFFFFFF，内核空间占用了高位的1GB空间，虚拟地址规模从0xC0000000到0xFFFFFFFF。
内核空间里寄存的是整个内核代码和一切内核模块，以及内核所维护的数据。当用户运转一个程序时，该程序所创立的进程一开始是运转在用户空间的，当它要履行网络发送数据等动作时，有必要经过调用write、send等体系函数来完结，这些体系调用会去调用内核中的代码来完结用户的恳求操作，这时CPU有必要从ring3切换到ring0，然后进入内核地址空间去履行这些代码完结操作，完结后又切换回ring3，回到用户态。
所以，咱们能够看到，供给了用户形式和内核形式的操作体系，用户态的程序就不能随意操作内核地址空间里的数据，具有必定的安全维护效果；于此一起，在实时性方面略微有所献身。也要便是说，只需内核代码没有问题，用户空间程序的过错和BUG一般来说不会导致体系溃散，提高了体系的健壮性。
这么看来，内核的确比较“拽”，而Linux也供给了一些用户空间和内核空间通讯的机制，使咱们能够开宣布更高效的程序。但必定要记住，内核中一点小小的过错都是会导致整个体系溃散，所以开发内核程序时必定要十分小心慎重。
