它不僅是操作系統內核執行代碼的模式，更是確保系統穩定性和數據安全性的基石
本文將深入探討Linux特權模式的運作機制、應用場景、以及它如何與用戶態（非特權模式）協同工作，同時還會討論特權提升的風險與防護措施
一、Linux特權模式與用戶態的區分 Linux操作系統運行在兩種不同的運行模式下：內核態和用戶態
內核態是操作系統內核執行代碼的模式，擁有訪問系統所有資源的無限制權限，包括內存、硬件設備和其他系統功能
內核態程序可以執行任何硬件指令，用于運行操作系統的內核、設備驅動程序和系統服務
由于內核態程序具有極高的權限，一旦出現錯誤，可能會導致系統崩潰或安全問題
相比之下，用戶態是普通用戶程序執行代碼的模式
在用戶態下，程序的權限受到限制，不能直接訪問系統資源，必須通過系統調用的方式請求內核提供服務
用戶態程序只能執行非特權指令，且不能直接訪問受保護的內存區域
用戶態用于運行用戶應用程序，如文本編輯器、Web瀏覽器和游戲等
用戶態程序出現的錯誤通常不會影響整個系統的穩定性，因為系統內核會對其進行隔離
兩種模式之間的切換是通過硬件中斷或系統調用實現的
當一個用戶程序需要執行特權操作時，它會發起一個系統調用
處理器在執行完用戶程序的指令后，通過中斷（如陷阱或異常）將控制權轉交給內核，內核執行相應的操作并返回控制權給用戶程序
這種區分是為了防止用戶程序直接訪問和修改關鍵系統資源，從而保護操作系統的穩定性和數據的安全性
二、特權模式的工作原理與機制 特權模式的工作原理涉及多個層次，包括硬件支持、操作系統內核設計和系統調用機制
以ARM V7體系架構為例，該架構處理器有7種運行模式，其中6種是特權模式（FIQ、IRQ、SVC、ABT、UND、SYS），1種是用戶模式（USR）
在用戶模式下，有些指令是無法操作的，如進行MMU（內存管理單元）或cache的操作，而在特權模式下，任何指令都是可以操作的
當一個用戶程序需要執行特權操作時，它會通過系統調用請求內核服務
系統調用的本質是應用程序請求操作系統內核完成某個功能
這個過程通常分為三個階段：系統調用請求、處理器響應請求進入特權模式、在特權模式下內核完成某個功能
以ARM V7A體系架構為例，軟件使用SVC指令產生軟中斷，實現從用戶模式變換到特權模式
三、特權模式的應用場景與重要性 特權模式在Linux操作系統中扮演著至關重要的角色
它不僅支持操作系統內核的正常運行，還確保了設備驅動程序和系統服務的執行
以下是一些特權模式的重要應用場景： 1.設備驅動程序的執行：設備驅動程序需要與硬件設備進行交互，這些操作需要特權權限
例如，當一個用戶程序需要讀取或寫入硬件設備時，它會通過系統調用請求內核的設備驅動程序服務
2.系統服務的提供：系統服務如進程管理、內存管理、文件系統管理等都需要特權權限
這些服務由操作系統內核提供，確保系統的穩定性和安全性
3.系統調用的實現：系統調用是用戶態程序請求內核服務
