我试图了解用户/内核边界在操作系统中是如何工作的。
我一直在阅读它，并且似乎如果用户级别的某项尝试执行禁止的操作，则硬件将触发陷阱并将控件发送回内核级别的操作系统，并且内核将处理这种情况。
这怎么可能？如何将某些事情直接从用户级别转到硬件级别，难道不是所有通过系统调用（在内核级别）进行的交互吗？然后，内核将预计该操作是否非法。
我有点困惑，我认为一个真实的示例（使用用户级应用程序+操作系统，例如linux）可能会帮助我理解，如果有人能够做到，我将非常感谢。
如何从用户级别直接转到硬件，不是所有通过系统调用（在内核级别）进行的交互？
许多交互不是通过系统调用进行的。举一个实际的例子；在80x86上，可能导致从用户切换到内核的事情是：
a）任何中断，包括：
任何异常（调试异常，除法异常，无效的操作码异常，常规保护错误，页面错误，机器检查异常，...）。这些指示编程错误（例如，被零除），硬件故障（机器检查异常）或内核扩展功能的机会（例如，页面错误指示内核需要从交换空间获取数据，因为内核正在扩展“内存”的数量）程序可以使用，等等）。
任何IRQ（从设备上引起注意）
从（一个正在运行的软件/内核的一个CPU发送到另一个CPU的任何中断
软件中断（来自同一CPU）
b）某些特殊说明（通常用于内核API入口点）：
SYSCALL，SYSENTER
涉及呼叫门或任务门的“远距离呼叫”或“ jmp远距离”
软件中断（来自同一CPU）。提及两次，因为它同时适用于两个类别。
请注意，内核可能出于各种原因而提供多个入口点（例如，一个用于64位进程，另一个用于32位进程，或者可能一个用于所有进程，而另一个只能由特殊/受信任的进程使用，或者一个对于快速执行的代码来说速度快但很大，而对于减小不频繁执行的代码的大小来说又小又慢，或者...）；可能会使用中断（例如，异常-我之前使用过“断点异常”）来代替内核API的特殊指令，或者除了此以外，还使用了内核API的特殊指令。
[所有这些都具有2个特殊特征-它们都导致/允许跨越“用户级和内核之间的边界”；并且控制权传递给的代码的位置由内核而不是调用方（用户级别代码）确定，以便内核可以保护/保护其所有入口点。
还请注意，在某些情况下（IRQ，机器检查异常），硬件负责而不是软件。这是确保硬件及时得到关注的重要/必要条件（例如，恶意的“拒绝服务”进程不能只是无限循环来阻止内核使用CPU，而这正是系统获得的结果）调用是跨越用户/内核边界的唯一方法。
最后；几乎所有用于通用用途的CPU（不包括您发现嵌入在微波炉中的一些微型微处理器）都具有与80x86相似的功能
有关（用户）进程运行时可能发生的情况的示例；程序可能会执行一些代码（然后尝试访问RAM中实际上不存在的某些数据会导致页面错误，其中内核从内存映射文件中获取程序访问的数据），然后程序可能会执行更多代码（触发无效的操作码异常，其中内核模拟当前/旧CPU实际不支持的较新指令），则该程序可能执行更多代码（但被内核/设备驱动程序所在的网卡的IRQ中断）对于要发送/接收的某些TCP / IP数据包），则程序可能会执行更多的代码（但会被计时器中断，从而导致内核执行某些任务切换，从而使其他进程拥有一些CPU时间），则该程序可能会执行执行更多代码（并被CPU告知内核它变热并将内核将代码迁移到另一个较冷的CPU中断）；并且程序将不会意识到这些事情中的任何一件发生了（并且只会认为它一直都在使用CPU，如果没有使用）。