使用者模式 vs 核心模式（user mode vs kernel mode）

想像一把附有安全護罩的電動工具。正常使用時護罩鎖死，你根本碰不到旋轉的刀片——這是我們多數時候待著的安全設定。另外還有一個維修模式，由受過訓練的技師卸下護罩去做危險的工作。CPU 也有同樣的兩種設定，而且是用硬體強制的：一種給一般程式用的受限設定，以及一種保留給核心、無所不能的設定。

具體而言，CPU 在每一瞬間都處於（至少）兩種模式之一。在使用者模式下——你所有的程式都跑在這裡——硬體禁止某些指令與某些記憶體存取：使用者模式下的程式根本無法執行讓 CPU 停機的那條指令、無法碰別的程式的記憶體、也無法直接和磁碟控制器對話。在核心模式（也叫監督者模式 supervisor mode）下，這些限制被解除；核心在這裡執行，可以做任何事。CPU 本身在每一條指令上都檢查目前的模式，所以一個亂來的使用者程式是被硬體擋下的，而不只是靠規矩自律。

為何重要：這道由硬體強制的牆，正是讓多使用者、多程式的電腦既安全又穩定的關鍵。一個在使用者模式裡有瑕疵或惡意的程式，無法弄垮整台機器、也無法讀你銀行 App 的記憶體，因為 CPU 會拒絕並改為陷入核心。使用者模式程式抵達特權那一側的唯一途徑，是一道受控的門——系統呼叫——它會在一個固定、可信的進入點把 CPU 切換進核心模式。沒有這種雙模式設計，任何程式都能做任何事，而一個錯誤就能拖垮一切。