用户模式和内核模式有什么区别？为什么在两者之间切换时需要上下文切换？
答案1
我的回答与 Linux 有关，因为这是我所知道的，但它对于大多数（如果不是全部）版本的 Unix 来说应该同样正确。
用户模式是所有不属于内核的进程（又称“非内核进程”）运行的地方。在用户模式下，默认情况下，进程只能直接访问自己的内存。这是为了保护进程不受其他进程的影响，并试图防止一个进程中的错误导致另一个进程崩溃。它还有助于加强安全性，因为低权限进程无法直接访问以其他用户身份运行的进程的内存，而这些内存可能包含信用卡详细信息等机密数据。
但是，内核中的某些操作必须访问整个系统内存 - 例如，创建新进程。为此，需要内核模式，因为它可以访问任何物理上可访问的虚拟或物理地址。（出于这个答案的目的，我忽略了虚拟机管理程序，这会使情况稍微复杂一些。）
用户模式与内核模式切换可能需要上下文切换，但这只是因为长期存在的惯例，而不是因为它绝对必要。来源：http://en.wikipedia.org/wiki/Context_switch#User_and_kernel_mode_switching
答案2
假设 x86 架构：
用户模式：
虚拟内存方案生效。在用户模式下，内存地址通过页表映射到物理地址。因此，当用户模式程序访问内存位置 0x0001000 中的内存时，它可能会通过虚拟内存机制重定向到完全不同的地址。这还控制对通过内存位置（如 RAM）访问的硬件的访问，例如 APIC 寄存器、视频 RAM 等。这就是为什么用户模式进程无法“突破其外壳”并更改其他程序所在的内存位置的原因。
I/O 特权机制生效。这会影响使用“I/O 端口”（与 TCP/IP 端口无关）的某些硬件，例如旧式 PIC 和 PIT 硬件、CMOS 内存等。用户模式只能访问“IOPL 位图”允许的 I/O 端口，不能禁用中断，也不能更改 IOPL。
特权 CPU 指令执行时将导致异常。这包括设置页表和其他内容的指令。
内核模式：
- 虚拟内存方案不起作用。当 CPU 读取内存时，它请求的地址就是它得到的地址。换句话说，它是“平面的”。
是的，内核模式下的进程完全有可能覆盖其他进程或内存中的代码，例如关键内核结构或设备驱动程序。
I/O特权机制不起作用。CPU可以不受限制地访问任何I/O端口，并为用户模式设置IOPL。
所有特权指令均可执行，且不会引起异常。
需要“上下文切换”是因为每当 x86 CPU 运行程序时，除了可能用于变量和临时存储的 RAM 位置之外，该程序在特定时刻的许多当前状态都存在于其寄存器中。
因此，如果我们想让 CPU 突然跳转到其他地方，然后返回到之前所做的事情，就必须保存所有 CPU 寄存器，以便在跳转之前恢复它们。
答案3
内核负责管理系统资源（调度、内存管理、网络等）。内核在名为 ring 0 的受保护上下文中运行，以防止未经授权的用户对其进行修改。
应用程序在用户模式（ring 3）下运行，并在执行系统调用以从内核请求服务时切换上下文。