处理器提供特权模式，用来限制敏感指令和内存访问。Linux 利用这一硬件边界，使普通应用程序的故障无法直接覆盖内核内存或重新配置设备。进入特权执行的转换由内核控制。
内核 · 第 2 课
特权级别
学习处理器特权机制如何将用户执行与可信的内核执行分隔开。
用户模式
普通进程在自己的虚拟地址空间内以用户模式执行。它可以自由计算，并访问内核授予的内存映射，而这些映射可能很大；用户模式并不意味着“只能使用少量内存”。它不能直接访问任意物理内存、其他进程的私有映射或处理器的特权控制功能。
页表和保护位负责实施内存访问控制。如果线程引用无效或不允许访问的地址，处理器会陷入内核；内核可以解决有效的缺页异常，也可以发送 SIGSEGV 等信号。
用户模式进程通常可以直接访问哪些内存？
内核模式
内核模式允许执行特权指令，并访问内存管理、调度、中断处理和驱动程序所需的受保护内核映射。在 x86 上，Linux 的这种划分通常表述为内核使用 ring 0，用户进程使用 ring 3。Linux 通常不使用 ring 1 和 ring 2 来隔离普通进程。
其他架构使用不同的名称和机制，例如异常级别。虚拟化还会引入无法用简单双环图表示的虚拟机监控程序与客户机关系。核心思想是受控特权，而不是 x86 环编号本身。
Linux 内核通常在哪个 x86 保护环中执行？
受控转换
以下几种事件会把控制权转移到内核入口点：
- 系统调用指令请求内核服务
- 异常报告缺页或无效指令等状况
- 硬件中断报告外部事件
处理器保存执行上下文，通过已配置的入口机制改变特权级别，然后开始执行可信内核代码。内核验证请求和状态，执行或拒绝相应工作，并在适当时返回用户模式。
应用程序并不会暂时变成内核代码。CPU 只是代表该线程执行内核处理程序，并使用由内核控制的栈和映射。
系统调用转换期间会发生什么？
CPU 特权不同于用户身份
以 Linux root 用户身份运行的应用程序通常仍在用户模式下执行。UID 0 会影响内核授权检查，但不会允许应用程序指令直接访问内核内存。反过来，无论哪个用户发起系统调用，内核代码都会在特权模式下执行。
能力、命名空间、seccomp、安全模块和 cgroup 会进一步约束进程可以发出哪些请求。这些分层策略与硬件层面的用户/内核模式边界相互独立。
哪项说法正确比较了 root 身份与内核模式？
边界为何重要
这条边界可以限制普通缺陷造成的破坏，并提供执行访问检查的位置，但内核漏洞和恶意模块仍可能突破它。应通过可信渠道更新内核和固件，尽量减少特权代码，并避免加载不可信模块。
推测执行问题和侧信道也说明，硬件隔离需要持续缓解措施；“位于不同保护环”只是基础，并非完整的安全证明。
用户/内核模式隔离是否能保证系统绝对安全？
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现在，你可以区分硬件执行特权与 Linux 账户权限。
理解用户模式与受保护虚拟地址空间的关系。
理解内核模式与特权指令、特权映射的关系。
将系统调用、异常和中断视为受控入口。
区分 UID 0 授权与 ring 0 执行。
将特权模式视为整体安全设计中的一层。