1.处理器状态

  中央处理器（CPU）：处理器由运算器、控制器以及一系列的寄存器以及高速缓存装置组成。

  两类寄存器：1.用户可见寄存器：高级语言编译器通过优化算法分配并使用之，以减少程序访问内存次数；

　　　　　　  2.控制和状态寄存器：用于控制处理器的操作，通常由操作系统代码使用。

 典型的控制和状态寄存器呢包括了程序计数器 PC，那么这里头记录了要取出的指令的地址。 指令寄存器记录了最近取出的指令。 程序状态字寄存器 PSW，它记录了 CPU 的运行状态， 一些条件码、 模式、 控制位等信息。

  通常，我们对硬件希望提供一个基本运行机制，也就是CPU有一个特权级别，在不同的级别下可以运行不同的指令集合。通过分配不同的指令集合供操作系统和用户进程使用。在一个指令系统中，只能够有操作系统来执行的叫做特权指令，另外一类就是非特权指令。

  举一个例子 X86 系列处理器，它提供了四个 特权级别。 我们把它称之为特权环 R0， R1， R2 和 R3 那么从 R0 到 R3 它的特权的能力是由高到底的。 那么硬件设计者 设计了这样不同的特权级别 主要的目的呢，是希望在不同的级别呢能够运行不同的 程序。 比如说 R0 是希望能运行操作系统的一些关键代码 所以 R0 相当于内核态。 R1 呢 是运行设备驱动程序和一些 I/O 处理的历程 R2 呢，是运行一些受保护 共享的代码，比如说一些语言编译环境 而 R0 呢，R3 呢是给 用户程序使用的。 那么 R3 呢就相当于用户态 而 R1 和 R2 呢实际上是介乎于两者之间 那么不同的这种特权级别 其实就是运行指令的集合是不一样的 我们来看一下 R0 实际上是运行了所有的指令 而 R3 是运行的一个最小的子集 那么当然了，我们刚才说了，操作系统需要两个状态 所以呢通常情况下，大部分的 操作系统我们所熟知的，Linux 啊，Windows 啊，Unix 啊 都是只选择了 R0 和 R3 这两个特权级别 来使用。

2.中断和异常

  上面说到，处理器一般选择两种状态：用户态和内核态。那么，我们是如何实现从用户态到内核态之间的互相切换呢？

  从用户态到内核态的唯一途径就是通过中断或者异常，从内核态切换到用户态就是通过寄存器中的的设置程序状态子PSW。

  最早的时候，中断的引入是为了支持CPU与外部设备之间实现并行的一种能力，如果没有中断，那么CPU就要负责对所有设备进行工作管理，有了中断，CPU会启用输入输出等工作，启动完成后，设备便可以自己独立工作，CPU再转去处理一些与输入输出无关的事情，当输入输出动作完成后，就会向CPU进行汇报，CPU根据这次输入输出的结果来判断下一步的动作。

 异常其实也是一种中断，主要是CPU执行过程中，遇到了一些自身性的问题，例如算术溢出除0、栈溢出等等，会使CPU转向对这次的异常进行处理，决定下一步的动作。

  通常，中断也被称为外中断，异常被称为内中断。