用户空间与内核空间切换机制详解
一、切换触发条件
用户态与内核态的切换由以下三类事件触发：
- 系统调用
用户程序主动通过int 0x80（x86）或ecall（RISC-V）等指令发起系统调用，请求内核服务（如文件读写、进程创建等）。此时CPU自动进入内核态处理请求，完成后返回用户态。 - 硬件中断
当外围设备（如网卡、磁盘）完成操作后发送中断信号，CPU暂停当前用户态任务，切换到内核态执行中断处理程序14。 - 异常事件
用户态程序执行时若发生缺页异常、除零错误等未预知的异常，CPU自动切换到内核态处理异常，可能终止进程或恢复执行。
二、切换流程与核心步骤
- 上下文保存
- CPU将用户态寄存器状态（如程序计数器PC、堆栈指针SP、通用寄存器）保存到当前进程的内核栈中，确保返回时能恢复原执行现场。
- 特权级别从Ring 3（用户态）提升至Ring 0（内核态），开启对硬件资源的直接访问权限15。
- 内核栈初始化
- 每个进程拥有独立的内核栈，切换时CPU将堆栈指针指向内核栈，并加载内核代码段的基地址。
- 通过TSS（任务状态段&#x
