Linux运行模式详解：用户态、内核态和超级用户模式

一、Linux运行模式详解：用户态、内核态和超级用户模式

Linux是一款开源的操作系统内核，它具有多种运行模式，包括用户态、内核态和超级用户模式。本文将详细解释这三种模式的概念、特点以及应用场景。

1. 用户态

在用户态下，应用程序运行在操作系统提供的运行环境中。在这种模式下，应用程序无法直接访问底层硬件资源，需要通过操作系统提供的系统调用接口来完成。用户态下的应用程序运行在相对安全的环境中，因为操作系统会对其进行保护，防止其对系统造成破坏。

2. 内核态

内核态是操作系统内核运行的模式。在这种模式下，操作系统拥有对硬件资源的直接访问权限，可以执行特权指令，控制整个系统的运行。内核态下的代码通常是操作系统内核的一部分，用于处理系统的底层功能，如内存管理、进程调度、设备驱动等。

3. 超级用户模式

超级用户模式，也称为特权模式，是一种比内核态更高权限的运行模式。在这种模式下，用户拥有对整个系统的控制权，可以执行特殊的系统操作，如修改系统配置、安装软件等。使用超级用户模式需要谨慎，因为错误的操作可能会导致系统崩溃或数据丢失。

在实际应用中，Linux可以根据不同的需求和权限切换不同的运行模式。用户态下的应用程序可以通过系统调用接口向内核发起请求，以获取操作系统提供的服务。而内核态和超级用户模式下，可以执行更高级别的系统操作，但需要特殊权限和谨慎操作。

总之，Linux的三种模式——用户态、内核态和超级用户模式，各自具有不同的特点和适用场景。了解这些模式的概念和区别，有助于我们更好地理解和使用Linux操作系统。

感谢您阅读本文，希望对您理解Linux的运行模式有所帮助。

二、深入了解Linux模式：用户态和内核态

什么是Linux模式

Linux模式是指Linux操作系统中的一种运行状态，主要包括用户态和内核态。用户态是指用户程序运行的状态，而内核态是指操作系统内核运行的状态。

用户态

在用户态下运行的程序是由用户编写的应用程序，它们运行在用户空间中，可访问有限的系统资源。用户态程序主要通过系统调用来请求内核提供特定的服务或访问受限的系统资源。

在用户态下，程序拥有较少的权限，无法直接访问和操作底层硬件，也不能执行特权操作。用户态程序的出错或异常行为不会对整个操作系统造成影响，因为它们的运行受到内核的保护。

内核态

内核态是操作系统内核的运行状态，它拥有最高的权限和较大的操作系统资源。内核态可以直接访问和操作底层硬件，并执行特权操作。

在内核态下，内核可以处理中断、管理系统资源、执行设备驱动程序等，它负责响应用户态程序的系统调用请求，并进行相应的操作。

用户态与内核态的切换

用户态和内核态之间的切换是由操作系统内核控制的。当用户态程序需要操作系统提供的服务或访问受限资源时，它会发起系统调用，从用户态切换到内核态。

内核态执行完相应的操作后，会再次将控制权交还给用户态程序，将程序的运行状态切换回用户态。

切换过程中，需要保存和恢复用户程序的上下文信息，包括寄存器的值、栈的指针等。

Linux模式的作用和优势

Linux模式的存在是为了保护操作系统的稳定性和安全性。通过将用户态和内核态分离开来，用户态程序的异常行为不会直接影响到整个系统，同时也保护了内核免受恶意程序的攻击。

此外，Linux模式还实现了对系统资源的合理分配和管理，提高了系统的性能和效率。

总结

Linux模式是指Linux操作系统中的用户态和内核态，用户态运行用户程序，内核态运行操作系统内核。

用户态程序通过系统调用请求内核提供服务或访问受限资源，内核态拥有最高权限和大量操作系统资源。

Linux模式的切换由内核控制，保护了操作系统的稳定性和安全性，实现了资源的合理分配和管理。

感谢您阅读本文，了解Linux模式能帮助您更好地理解操作系统的工作原理，同时也有助于提高系统的性能和安全性。

三、在unix/linux系统中，什么是用户态，什么是内核态？

用户态和内核态 内核栈：Linux中每个进程有两个栈，分别用于用户态和内核态的进程执行，其中的内核栈就是用于内核态的堆栈，它和进程的task_struct结构，更具体的是thread_info结构一起放在两个连续的页框大小的空间内。

现在我们从特权级的调度来理解用户态和内核态就比较好理解了，当程序运行在3级特权级上时，就可以称之为运行在用户态，因为这是最低特权级，是普通的用户进程运行的特权级，大部分用户直接面对的程序都是运行在用户态；反之，当程序运行在0级特权级上时，就可以称之为运行在内核态。 虽然用户态下和内核态下工作的程序有很多差别，但最重要的差别就在于特权级的不同，即权力的不同。

运行在用户态的程序不能访问操作系统内核数据结构合程序。

当我们在系统中执行一个程序时，大部分时间是运行在用户态下的。在其需要操作系统帮助完成某些它没有权力和能力完成的工作时就会切换到内核态。 Linux进程的4GB地址空间，3G-4G部分大家是共享的，是内核态的地址空间，这里存放在整个内核的代码和所有的内核模块，以及内核所维护的数据。

用户运行一个程序，该程序所创建的进程开始是运行在用户态的，如果要执行文件操作，网络数据发送等操作，必须通过write，send等系统调用，这些系统调用会调用内核中的代码来完成操作，这时，必须切换到Ring0，然后进入3GB-4GB中的内核地址空间去执行这些代码完成操作，完成后，切换回Ring3，回到用户态。

这样，用户态的程序就不能随意操作内核地址空间，具有一定的安全保护作用。

保护模式，通过内存页表操作等机制，保证进程间的地址空间不会互相冲突，一个进程的操作不会修改另一个进程的地址空间中的数据。在内核态下，CPU可执行任何指令，在用户态下CPU只能执行非特权指令。

当CPU处于内核态，可以随意进入用户态；而当CPU处于用户态，只能通过中断的方式进入内核态。

一般程序一开始都是运行于用户态，当程序需要使用系统资源时，就必须通过调用软中断进入内核态.

四、内核用户态用户态和内核态的区别？

内核态和用户态是操作系统中的两种运行态，具有以下区别：

1. 权限级别：内核态是操作系统在最高权限级别下运行的状态，可以访问和控制系统的所有资源和硬件设备，包括对内存、I/O设备和其他内核数据结构的直接访问。而用户态是应用程序在低权限级别下运行的状态，只能通过系统调用接口来访问内核提供的服务，无法直接访问内存和硬件。

2. 执行环境：内核态下运行的代码通常是操作系统的核心模块，用于管理和控制系统资源，处理中断和异常等。而用户态下运行的代码是应用程序，用于完成各种具体的任务。

3. 性能：由于内核态具有更高的权限级别和更直接的访问权限，对系统资源的管理更为灵活高效，因此内核态下的代码执行速度通常比用户态下的代码更快。而用户态下的代码由于受限于权限和访问方式，执行速度相对较慢。

4. 安全性：由于内核态具有更高的权限级别，可以直接操作系统资源，因此如果内核态的代码出现错误或者被恶意程序攻击，可能导致系统崩溃或者数据丢失等严重后果。而用户态下的代码只能通过系统调用接口来访问内核，受到更为严格的限制，安全性相对较高。

总的来说，内核态和用户态是操作系统中的两种不同的运行状态，内核态具有更高的权限和更直接的访问方式，用于操作系统的核心模块；而用户态则是应用程序运行的状态，受到更多的限制，用于完成具体的任务。

五、linux中的内核态和用户态的区别，该如何解决？

当一个任务（进程）执行系统调用而陷入内核代码中执行时，我们就称进程处于内核运行态（或简称为内核态）。

此时处理器处于特权级最高的（0级）内核代码中执行。

当进程处于内核态时，执行的内核代码会使用当前进程的内核栈。

每个进程都有自己的内核栈。

当进程在执行用户自己的代码时，则称其处于用户运行态（用户态）。

即此时处理器在特权级最低的（3级）用户代码中运行。

当正在执行用户程序而突然被中断程序中断时，此时用户程序也可以象征性地称为处于进程的内核态。

因为中断处理程序将使用当前进程的内核栈。

这与处于内核态的进程的状态有些类似。

六、进程创建内核态还是用户态？

一个应用程序启动后会在内存中创建一个执行副本，这就是进程。Linux 的内核是一个 Monolithic Kernel（宏内核），因此可以看作一个进程。也就是开机的时候，磁盘的内核镜像被导入内存作为一个执行副本，成为内核进程。

进程可以分成用户态进程和内核态进程两类。用户态进程通常是应用程序的副本，内核态进程就是内核本身的进程。如果用户态进程需要申请资源，比如内存，可以通过系统调用向内核申请。

七、linux用户怎么分类？

用户组时具有相同特征用户的逻辑集合

将用户分组是Linux系统中对用户进行管理及控制访问权权限的一种手段。

在Linux系统中， 有两种组群分类方法，

一种方法将组群分为私有组群和标准组群

另一种方法将组群分为主要组群和次要组群

私有组群和标准组群

私有族群

当创建一个新的用户账户时， 如果没有指定该用户属于哪一个组群， 那么Linux就会创建一个和该用户同名的组群， 这个组群就是私有组群， 在这个私有组群中只包含这个用户

私有组群可以转换成标准组群， 当把其他用户加入到该组群中， 那么这个私有组群就变成了标准组群。

标准族群

标准组群也称为普通组群， 标准组群可以包含多个用户账户。 如果使用标准组群， 那么在创建一个新的用户账户时， 应该指定该用户属于哪一个组群。

主要组群和次要组群

主要组群

当一个用户账户属于多个组群成员时， 登录后所属的组群便是主要组群， 其他的组群是次要组群。 一个用户账户只能属于一个主要组群

次要组群

次要组群也称为附加组群， 一个用户账户可以属于多个次要组群

八、linux怎么添加用户？

要在Linux上添加用户，可以使用adduser或useradd命令。

首先，使用root用户登录到系统。

然后，在命令行中输入adduser或useradd命令，后跟要添加的用户名。

您可以选择是否为该用户设置密码、家目录和其他选项。

添加用户后，使用passwd命令为其设置密码。

最后，使用su命令或切换到新用户的登录会话来测试新用户帐户是否正常工作。

九、linux怎么创建用户？

工具/原料

1、linux操作系统。

方法/步骤

1、首先右击桌面，在单击打开终端。

2、打开终端后可以看到如下图，在输入命令：adduser 这个是要创建用户名，lifeng 是取的用户名，adduser lifeng是创建lifeng名，在回车。

3、回车之后在输入，tail -l /etc/passwd可以看到lifeng是空的密码。

4、要设置密码的话在输入passwd lifeng，在回车。

5、回车之后在输入要设置的密码，在回车。

6、在输入确认密码，在回车。

7、出现如下图就可以看到了设置密码成功了。

8、在查看lifeng是加密了,在输入tail -l /etc/shadow命令在回车。可以看到了lifeng后面加密的数字就可以了。

十、linux用户账户分为？

第一：root(超级管理员)，UID为0，这个用户有极大的权限，可以直接无视很多的限制，包括读写执行的权限。

第二：系统用户，UID为1～499。一般是不会被登入的。

第三：普通用户，UID范围一般是500～65534。这类用户的权限会受到基本权限的限制，也会受到来自管理员的限制。不过要注意nobody这个特殊的帐号，UID为65534，这个用户的权限会进一步的受到限制，一般用于实现来宾帐号。