1.CPU指令
CPU的指令类型有特权指令与非特权指令。应用程序只能使用“非特权指令”，如：加法指令，减法指令等。操作系统内核作为“管理者”，有时会让CPU执行一些“特权指令”，如:内存清零指令。这些指令影响重大只允许“管理者”一即操作系统内核来使用。
在CPU设计和生产的时候就划分了特权指令和非特权指令，因此CPU执行一条指令前就能判断出其类型，CPU是怎么判断出指令类型的呢？
CPU有两种状态，“内核态”和“用户态”CPU 中有一个寄存器叫程序状态字寄存器(PSW)，其中有个二进制位，1表示“内核态”，0示“用户态”
处于内核态（核心态，管态）时，说明此时正在运行的是内核程序，此时可以执行特权指令
处于用户态（目态）时，i说明此时正在运行的是应用程序，此时只能执行非特权指令
2.内核态、初始态的切换
内核态--->用户态: 执行一条特权指令--修改PSW的标志位为“用户态”，这个动作意味着操作系统将主动让出CPU使用权
用户态--->内核态:由“中断”引发，硬件自动完成变态过程，触发中断信号意味着操作系统将强行夺回CPU的使用权，这种情况会发生在非法使用特权指令，或者操作系统需要开展某项管理工作，即操作系统需要介入，都需要触发中断信号。
举个例子：
（1）开机时，需要加载操作系统，进行操作系统的初始化工作，初始化工作就是由操作系统中某些内核程序完成的，所以CPU此时处在"内核态"
（2）开机完成后，用户可以启动某个应用程序。
（3）操作系统内核程序在合适的时候主动让出CPU，让该应用程序上CPU运行。操作系统内核在让出CPU之前，会用一条特权指令把 PSW 的标志位设置为“用户态”
（4）应用程序运行在“用户态”
（5）若此时植入一条特权指令，这个非法事件会引发一个中断信号，但CPU检查PSW的状态为“0”,处于“用户态”，CPU检测到中断信号后，会立即变为“核心态”，并停止运行当前的应用程序（拒绝执行这一植入的特权指令），转而运行处理中断信号的内核程序
（6）操作系统会对引发中断的事件进行处理，处理完了再把CPU使用权交给别的应用程序
3.中断机制的基本原理
不同的中断信号，需要用不同的中断处理程序来处理。当CPU检测到中断信号后，会根据中断信号的类型去查询“中断向量表”，以此来找到相应的中断处理程序在内存中的存放位置。中断处理程序一定是内核程序，需要运行在“内核态”。
4.中断的类型
中断的类型由内中断与外中断。内中断（异常，例外）与当前执行的指令有关，中断信号来源于CPU内部。
内中断：
内中断，也称为异常，有以下几种类型：
陷阱、陷入：由陷入指令引发，是应用程序故意引发的
故障：由错误条件引起的，可能被内核程序修复。内核程序修复故障后会把 CPU使用权还给应用程序，让它继续执行下去。如: 缺页故障。
终止：由致命错误引起，内核程序无法修复该错误，因此一般不再将CPU使用权还给引发终止的应用程序,而是直接终止该应用程序。如:整数除0、非法使用特权指令。
内中断的例子：
1.由非法植入的特权指令引起的中断(终止)
2.除法指令中发现除数为0，也会引起内中断（终止）。
3.有时候应用程序想请求操作系统内核的服务，此时会执行一条特殊的指令--陷入指令，该指令会引发一个内部中断信号。（"系统调用"就是通过陷入指令完成的）
注：陷入指令是一条特殊的指令，不是特权指令
所以若当前执行的指令是非法的，则会引发一个中断信号。
注：CPU在执行指令时会检查是否有异常发生
这里补充一下系统调用：
操作系统作为用户和计算机硬件之间的接口，需要向上提供一些简单易用的服务。主要包括命令接口和程序接口。其中，程序接口由一组系统调用组成。
“系统调用”是操作系统提供给应用程序(程序员/编程人员)使用的接口，可以理解为一种可供应用程序调用的特殊函数，应用程序可以通过系统调用来请求获得操作系统内核的服务
系统调用的作用：
操作系统内核会对共享资源进行统一的管理，并向上提供“系统调用”，用户进程想要使用打印机这种共享资源，只能通过系统调用向操作系统内核发出请求。内核会对各个请求进行协调处理。
应用程序通过系统调用请求操作系统的服务。而系统中的各种共享资源都由操作系统内核统一掌管，因此凡是与共享资源有关的操作(如存储分配、I/O操作、文件管理等)，都必须通过系统调用的方式向操作系统内核提出服务请求，由操作系统内核代为完成。这样可以保证系统的稳定性和安全性，防止用户进行非法操作。
高级语言的库函数，在底层也会使用到系统调用，所以系统调用是比高级语言的库函数更为底层的接口：
注：不是所有的库函数都需要涉及系统调用
不涉及系统调用的库函:如的“取绝对值”的函数
涉及系统调用的库函数:如“创建一个新文件”的函数
系统调用的过程：
1.应用系统首先会执行传参指令，传参指令会将参数传递到寄存器中，传递多少参数取决于系统调用需要多少参数，操作系统会根据这些参数判断是哪种类型的服务。
2.参数传递完毕后，应用程序会执行陷入指令，触发内中断信号，转入相应的中断处理程序一即系统调用的入口程序
3.接下来CPU就会响应中断，进行系统调用入口程序的处理，此时CPU的状态由"用户态"转为"内核态"，该程序会根据寄存器中的参数判断用户需要哪种系统调用服务。
4.接下来CPU就会转入响应的系统调用处理程序进行处理。
总结来讲就是：
传递系统调用参数--->执行陷入指令（用户态）--->执行相应的内核请求程序处理系统调用（核心态）
--->返口应用程序
注意:
1.陷入指令是在用户态执行的，执行陷入指令之后立即引发一个内中断，使CPU进入核心态
2.发出系统调用请求是在用户态，而对系统调用的相应处理在核心态下进行
外中断：
外中断（中断）与当前执行的指令无关,中断信号来源于CPU外部。
1.时钟中断---由时钟部件发来的中断信号。时钟部件每隔一个时间片(如 50ms) 会给CPU发送一个时钟中断信号，通过这个时钟中断信号就可以实现多道程序并发运行了。
假设系统中想要并发执行两个应用程序，应用程序1执行自己的应用程序，直到50ms，时钟部件会向CPU发送中断信号，CPU收到中断信号会将“用户态”转变为“内核态”，在内核态下执行内核程序，处理中断信号，并且决定让另一个应用程序上CPU运行。所以切换应用程序2上CPU运行。这样两个应用程序就可以实现交替运行。
2.I/O中断一一由输入/输出设备发来的中断信号。
当输入输出任务完成时，向CPU发送中断信号。CPU收到中断信号，就会处理I/O中断中的内核程序。
注：CPU在每一条指令执行结束后，都会理性检查是否有外中断信号。
