User Mode / Kernel Mode

User mode and kernel mode, also known as user space and kernel space, are two distinct execution modes in modern computer systems that separate the privileges and access rights of the operating system (OS) kernel and user applications. This separation is crucial for maintaining system stability, security, and resource management.

User Mode (User Space):
User mode is the less privileged execution mode in which user applications and programs run. In user mode, applications have restricted access to system resources, such as memory and hardware devices, and are not allowed to directly execute privileged instructions or access protected areas of memory. Instead, user mode applications must request access to these resources and services through well-defined system calls provided by the operating system.

User mode provides several benefits:

Security: By isolating user applications from the kernel and limiting their access to system resources, user mode helps prevent malicious or faulty software from compromising the entire system.
Stability: If a user mode application crashes or encounters an error, it generally does not affect the entire system, as the kernel and other applications continue to run in their separate spaces.
Resource Management: User mode allows the operating system to manage and allocate resources, such as memory and CPU time, among user applications in a controlled manner.
Kernel Mode (Kernel Space):
Kernel mode is the privileged execution mode in which the operating system kernel and its core components operate. In kernel mode, the kernel has full access to all system resources, including memory, hardware devices, and the ability to execute privileged instructions. The kernel is responsible for managing and controlling these resources, providing a stable and secure environment for user mode applications to run.

Switching between User Mode and Kernel Mode:
When a user mode application needs to access a system resource or service, it makes a system call, which triggers a transition from user mode to kernel mode. The kernel then processes the system call, performs the requested operation, and returns control to the user mode application. This transition between user mode and kernel mode is carefully controlled by the operating system to ensure that user applications cannot gain unauthorized access to system resources or kernel space.

In summary, user mode and kernel mode are two distinct execution modes that separate the privileges and access rights of user applications and the operating system kernel. This separation helps maintain system security, stability, and efficient resource management.