Linux 的CPU保护环，三环和零环

Linux系统中的“三环”和“零环”概念源自CPU的保护环（Protection Rings）机制，是操作系统实现权限隔离和安全保护的核心设计。

x86保护环的完整结构为四层，但实际仅Ring 0和Ring 3被广泛使用：

零环（Ring 0）：
- 又称内核态，是CPU权限最高的运行模式。操作系统内核运行于此环，可直接访问硬件资源（如CPU、内存、I/O设备），执行特权指令（如修改内存映射、中断处理等）。例如，Linux内核的进程调度、内存管理和设备驱动均在此层级运行。
- 零环可直接控制硬件，而三环的代码若试图执行特权指令（如直接读写磁盘），CPU会触发异常（如General Protection Fault），强制终止非法操作。这种设计避免了用户程序破坏系统稳定性。
三环（Ring 3）：
- 又称用户态，是权限最低的层级。普通应用程序运行于此环，仅能通过系统调用（Syscall）请求内核服务，无法直接操作硬件。例如，用户启动的文本编辑器、浏览器等程序均受此限制。
- 用户程序通过系统调用或硬件中断从三环切换到零环。例如，当程序调用open()函数打开文件时，会触发软中断（如int 0x80或syscall指令），内核接管执行文件操作，完成后返回用户态。

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