关于主管模式的问题

Question

从多个资源中读取操作系统对主管模式感到困惑。例如，在维基百科上：

  

在内核模式下，CPU可以执行其架构允许的任何操作..................

     

在其他CPU模式下，硬件强制执行对CPU操作的某些限制。通常，不允许某些指令（尤其是那些可能改变机器全局状态的I / O操作），某些存储区域无法访问

这是否意味着禁止LOAD和STORE等指示？或者它意味着什么？

我问这是因为在纯RISC处理器上，唯一应该访问IO /内存的指令是LOAD和STORE。因此，评估某些算术表达式的简单程序将需要管理程序模式来读取其操作数。

如果它含糊不清，我道歉。如果可能，任何人都可以用一个例子来解释它吗？

Answer 1

我看到这个问题在几个月前被问到了，这应该早就回答了。

在讨论你问题的I / O部分之前，我会尝试直接设置一些事项。

以“内核模式”运行的CPU意味着操作系统允许CPU能够执行一些额外的指令。这是通过在适当的时候设置一些标志来完成的。人们可以将其视为数字开关启用或禁用嵌入处理器内的特定操作。

在RISC机器中，LOAD和STORE通常是与寄存器相关的操作。事实上，从处理器的角度来看，进出主内存的流量并不是真正的I / O操作。主存储器和处理器之间的数据传输通过预编程的页表非常自动地发生（除非在主存储器中找不到所需的数据，在这种情况下它通常必须进行磁盘I / O）。显然，操作系统会提前对此页面表进行编程，并将其书籍保存在其中。

I / O操作通常涉及可通过中断控制器访问的其他外部设备。每当I / O操作完成时，相应的设备就会向处理器发出中断，这会导致OS立即适当地更改处理器的权限级别。处理器依次计算出中断引发的请求。此中断是由OS开发人员编写的程序，可能包含某些特权指令。这种提升的特权级别有时被称为“内核模式”。