寄存器是CPU內部重要的組成部分，寄存器內部由N個觸發器組成，每個觸發器可以保存1位二進制數，所以16位寄存器可以保存16個bit。

CPU內部一般有不同類型的多個寄存器，我們需要使用CPU對應的機器指令來操作這些寄存器，當然像內存、磁盤這些也是通過機器指令來操作的。

而CPU為了安全性，比如x86的CPU將機器指令分為了一般指令和特權指令，比如操作磁盤的指令就是特權指令，只有CPU處于某種特殊狀態下才能執行特權指令。

x86 CPU利用內部一個特殊寄存器，用來標記此時的CPU能不能執行特權指令，這個特殊寄存器中可以存四種狀態，ring0、ring1、ring2、ring3。

Windows、Linux操作系統中只用了ring0和ring3兩種狀態，如果處于ring0，表示CPU可以執行所有指令，包括特權指令，如果處于ring3，表示CPU不能執行特權指令，ring0等級高，ring3等級低。

不管是操作系統還是運行在操作系統之上的軟件，都是用高級語言開發出來的，最終都需要翻譯為機器指令。

所以本質上來說，我們自己用c或java開發的軟件，只要翻譯成了機器指令，也是可以直接操作寄存器的，操作磁盤的。

但是我們不會這么來做，也肯定不需要每個軟件自己去實現這么底層并通用的功能，所以我們通常會調用操作系統的函數來操作磁盤。

操作系統就相當于一個中間層。

同時操作系統為了保護系統，就設計了內核態和用戶態。

當我們電腦啟動時，CPU處于ring0狀態，這時所有指令都可以執行，從而啟動引導程序，從而啟動操作系統，操作系統在啟動時，會對內存就行劃分，劃出一部分內存只能被操作系統自己使用，其他內存可以給應用軟件使用。

操作系統啟動完了之后，CPU狀態就改為ring3，開始運行應用軟件。

由于此時cpu處于ring3，所以應用軟件想要運行一些特殊指令肯定是不行的。

當我們調用操作系統的提供的函數時，操作系統會來執行特權指令，可是操作系統不也是c語言寫的代碼嗎，要執行特權指令需要ring0，如何把ring3切換成ring0呢？

系統中斷，其實就是一條指令，比如int 0x80。

系統中斷，cpu會自動切回到ring0狀態，然后執行操作系統在系統啟動時所設置好的代碼，而這段代碼可以根據中斷之前所執行的代碼來繼續執行后續邏輯，并且此時cpu已經處于在ring0狀態了，可以正常執行了。

而CPU處于ring0狀態就是我們說的內核態，處于ring3狀態就是我們說的用戶態。

總結，當我們自己寫的程序要操作磁盤時，因為要執行特權指令，但是CPU處于ring3，無法直接執行特殊指令，需要調用操作系統函數，從而會修改CPU處于ring0，從而進去內核態。

用戶態時，CPU只能執行一些普通指令，內核態時，CPU能執行所有指令。

今天就聊到這，拋磚引玉，如果有不對的地方，歡迎大佬們指出。