
【计】 privileged instruction
特权指令(Privileged Instruction)是计算机系统中一类仅在特定权限模式下由中央处理器(CPU)执行的指令。其核心功能是管理硬件资源并维护系统安全,普通用户程序无法直接调用。以下从汉英词典与计算机科学角度展开详细解释:
定义与权限模式
特权指令对应英文术语“privileged instruction”,指仅在CPU内核模式(Kernel Mode)或监管模式(Supervisor Mode)下可执行的指令。例如,Intel x86架构中,修改控制寄存器(如CR0)或执行中断屏蔽(CLI)等操作均属于特权指令。
核心功能
特权指令直接控制系统硬件资源,包括:
此类操作若允许用户程序执行,可能导致系统崩溃或安全漏洞。
安全机制与异常处理
当用户程序尝试执行特权指令时,CPU会触发“特权违例异常”(Privilege Violation Exception),强制将控制权移交操作系统内核处理。例如,在ARM架构中,此类异常会触发“未定义指令”或“监管程序调用”中断。
应用场景示例
权威来源参考
该定义与实现细节可进一步查阅:
特权指令是计算机系统中一类具有特殊权限的指令,其核心定义与特点如下:
特权指令指只能在最高特权级(CPL=0,即核心态)下执行的指令,若在用户态(非特权级)执行会触发通用保护异常。这类指令直接涉及系统底层资源管理,如和所述,典型的操作包括清内存、设置时钟、修改段表/页表等。
系统资源保护
通过限制对硬件资源(如内存、I/O设备)和关键数据结构(如段表、页表)的直接访问,防止用户程序误操作导致系统崩溃。
权限分级机制
支持用户态与核心态的分级运行模式。用户程序只能通过系统调用(如访管指令)请求操作系统代为执行特权操作。
在虚拟化场景中,敏感指令指可能影响虚拟机状态的指令(如读写时钟寄存器),而特权指令更侧重于操作系统层面的资源保护。
在多用户系统中,特权指令通过硬件级隔离机制(如x86的CPL分级)保障了系统稳定性,避免了用户程序直接操作关键资源导致的安全风险。例如,指出若普通程序可随意清内存,系统将频繁崩溃。
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