CPU

通用CPU一般能够在硬件上支持内存空间的隔离，使得多个程序在各自独立的内存空间中并发执行。这种硬件机制即支持用户特权级和内核特权级。应用程序运行在用户特权级，这样应用不能执行特权指令，且不能破坏操作系统内核的数据和操作系统执行过程。而操作系统内核运行在内核特权级，可以访问特权指令，并管理和控制应用程序，硬件外设等。所以对于操作系统而言，需要CPU硬件至少支持用户特权级和内核特权级（控制隔离），以及内存空间隔离（数据隔离）。

RISC-V的CPU运行模式

80386处理器有四种运行模式：Machine模式、Hypervisor模式、Supervisor模式和user模式。所以这里对实模式、保护模式做一个简要介绍。

实模式：这是个人计算机早期的8086处理器采用的一种简单运行模式，当时微软的MS-DOS操作系统主要就是运行在8086的实模式下。80386加电启动后处于实模式运行状态，在这种状态下软件可访问的物理内存空间不能超过1MB，且无法发挥Intel 80386以上级别的32位CPU的4GB内存管理能力。实模式将整个物理内存看成分段的区域，程序代码和数据位于不同区域，操作系统和用户程序并没有区别对待，而且每一个指针都是指向实际的物理地址。这样用户程序的一个指针如果指向了操作系统区域或其他用户程序区域，并修改了内容，那么其后果就很可能是灾难性的。

对于ucore其实没有必要涉及，这主要是Intel x86的向下兼容需求导致其一直存在。其他一些CPU，比如ARM、MIPS等就没有实模式，而是只有类似保护模式这样的CPU模式。

保护模式：保护模式的一个主要目标是确保应用程序无法对操作系统进行破坏。实际上，80386就是通过在实模式下初始化控制寄存器（如GDTR，LDTR，IDTR与TR等管理寄存器）以及页表，然后再通过设置CR0寄存器使其中的保护模式使能位置位，从而进入到80386的保护模式。当80386工作在保护模式下的时候，其所有的32根地址线都可供寻址，物理寻址空间高达4GB。在保护模式下，支持内存分页机制，提供了对虚拟内存的良好支持。保护模式下80386支持多任务，还支持优先级机制，不同的程序可以运行在不同的特权级上。特权级一共分0～3四个级别，操作系统运行在最高的特权级0上，应用程序则运行在比较低的级别上；配合良好的检查机制后，既可以在任务间实现数据的安全共享也可以很好地隔离各个任务。

这一段中很多术语没有解释，在后续的章节中会逐一展开阐述。