我知道内核模式是一种特权，因此在内核模式下，所有硬件功能和指令集中的所有指令都可用。我也知道，当我们进行过程调用（比如 read()）时，它又会进行系统调用。但在此之前它会陷入内核模式。我想知道如果每个用户程序都可以在内核模式下运行，因为所有过程调用和系统调用都对用户程序可用，那么内核模式有什么用处。
【问题讨论】：
标签： kernel cpu-architecture processor instruction-set kernel-mode
分隔地址空间有几个原因。
第一个是安全。每个程序都可以调用内核，但内核不必强制执行。例如，您可以尝试以非特权用户的身份向内核询问open("/dev/sda", O_RDWR)，看看会发生什么。内核将防止您搞砸其他用户正在使用的系统。
第二个是方便。在许多嵌入式系统上，确实没有用户空间。所以让我们想象一下我们正在内核中编写我们的程序。现在我们的程序有一个小错误，它崩溃了，或者覆盖了重要的内存。在大多数情况下，这会破坏地址空间，您需要一个新的地址空间。但是，如果您只有一个地址空间，那么到达那里的唯一方法就是重新启动。
第三个是同步。例如，如果两个进程要使用内存，它们需要合作才能不使用同一个内存块。如果一个程序有错误，它可能会导致许多其他程序出现问题。强制通过程序强制遵守的API来进行内存管理，意味着没有程序会导致这样的问题。
【讨论】：
操作系统的硬件、文件和其他安全关键部分的问题在于，它们只能以正确的方式操作，否则操作系统会损坏（或发生其他坏事） .
如果没有内核-用户分离，应用程序本身会提供与操作系统关键部分一起使用的代码。这个code可以是any。因此，格式错误的应用程序可能会损坏操作系统。
通过内核-用户分离，应用程序接触硬件的唯一方法是系统调用。这允许仅运行与操作系统的安全关键部分一起使用的有限代码。应用程序无法修改该代码。
因此，在正确编写处理系统调用的代码后，操作系统可以保护其关键部分免受格式错误的应用程序的影响。
【讨论】：