难道不允许用户模式程序访问内核空间内存并执行输入和输出指令就会破坏拥有CPU模式的目的吗？

Question

当CPU处于用户模式时，CPU不能执行特权指令，也不能访问内核空间内存。

当CPU处于内核模式时，CPU可以执行所有指令并访问所有内存。

现在，在Linux中，用户模式程序可以访问所有内存(使用/dev/mem)，并可以执行两个特权指令IN和OUT (我认为使用iopl() )。

因此，Linux中的用户模式程序可以做大多数在内核模式下可以完成的事情(我认为大多数事情)。

允许用户模式程序拥有所有这些功能，难道不违背拥有CPU模式的目的吗？

Answer 1

因此，Linux中的用户模式程序可以做大多数在内核模式下可以完成的事情(我认为大多数事情)。

嗯，并不是所有的用户模式程序都可以，只有那些具有适当特权的程序。这是由内核决定的。

/dev/mem受到通常的文件系统访问权限和CAP_SYS_RAWIO功能的保护。iopl()和ioperm()也通过相同的能力受到限制。

/dev/mem也可以完全从内核(CONFIG_DEVMEM)编译出来。

允许用户模式程序拥有所有这些功能，难道不违背拥有CPU模式的目的吗？

嗯，也许吧。这取决于您希望特权的用户空间进程能够做什么。如果用户空间进程能够访问/dev/sda (或等效的)，那么它们也可以破坏整个硬盘驱动器，尽管这违背了使用文件系统驱动程序来处理存储访问的目的。

(还有一个事实是，iopl()是通过在i386上使用CPU特权模式来工作的，因此不能说它辜负了它们的目的。)