怎么区分特权指令和非特权指令

在计算机体系结构中，特权指令和非特权指令是通过CPU的特权级别来区分的。CPU通常有两个特权级别：用户级别和内核级别。特权指令只能在内核级别下执行，而非特权指令可以在用户级别和内核级别下执行。特权指令通常用于执行系统管理任务，如访问硬件设备、修改内存保护位等。非特权指令通常用于执行应用程序任务。操作系统通常会限制应用程序对特权指令的访问，以保护系统的安全性和稳定性。

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输入输出指令为什么是特权指令

输入输出指令（I/O指令）是特权指令，因为它们涉及到与计算机硬件设备的交互，需要访问计算机系统的I/O端口，而这些I/O端口通常只有操作系统内核才有权限访问。如果普通用户可以直接访问I/O端口，就会给系统带来安全隐患和稳定性问题。因此，I/O指令只能在特权级别的程序中执行，普通用户无法直接调用这些指令。

CPU在内核态可以执行非特权指令吗

在内核态下，CPU是可以执行非特权指令的。在x86架构的CPU中，特权指令和非特权指令是通过CPL（Current Privilege Level，当前特权级）来区分的。CPL是一个2位的寄存器，它用于表示当前运行的代码的特权级别，取值范围是0-3，其中0是最高特权级（内核态），3是最低特权级（用户态）。

在内核态下，CPU的CPL为0，可以执行所有指令，包括特权指令和非特权指令。而在用户态下，CPU的CPL为3，只能执行非特权指令，不能执行特权指令。因此，在内核态下，CPU可以执行所有指令，包括特权指令和非特权指令。