Linux 系统中的龙：了解 kernel 内的保护机制173

Linux 系统作为一个复杂且广泛使用的操作系统，包含了一系列强大的机制来保护其核心组件，即内核。内核是操作系统的核心部分，负责管理硬件资源、进程调度以及其他基本功能。为了确保内核的完整性和稳定性，Linux 内置了许多保护机制，其中一个就是称为“龙”的机制。

龙是一种独特的机制，旨在防止不受信任的代码以内核权限执行。在 Linux 内核中，所有执行的代码都被划分为两类：内核代码和用户代码。内核代码具有完全权限，可以访问所有系统资源，而用户代码则受限制，只能访问属于自己的资源。

龙的作用就是防止用户代码未经授权地执行内核代码。它通过以下方式实现：
内核态和用户态：龙在内核中创建了两个不同的执行环境——内核态和用户态。内核代码在内核态执行，而用户代码在用户态执行。这两者之间存在一个严格的隔离，用户代码无法直接访问内核态。
系统调用：用户代码与内核交互的唯一途径是通过系统调用。系统调用是内核提供的函数，允许用户代码访问受保护的内核资源。龙机制负责验证系统调用，确保只有授权的用户代码才能执行它们。
权限检查：每当用户代码调用系统调用时，龙会检查代码是否具有执行该调用的权限。如果代码没有必要的权限，龙将拒绝调用并返回错误。
影子堆栈：龙还维护了一个影子堆栈，它存储了用户代码执行内核代码时的堆栈信息。这使得内核能够在用户代码发生错误时安全地恢复到用户态。

龙机制对于保护 Linux 内核的完整性和稳定性至关重要。它提供了一个强有力的屏障，防止恶意代码或错误的用户代码损害系统。通过隔离内核代码和用户代码，龙确保只有授权的代码才能执行内核功能，从而保障了系统的安全性。

龙机制是一个高度复杂和动态的系统，它不断发展以应对新的威胁和安全挑战。通过持续的更新和改进，龙继续为 Linux 内核提供坚固的保护层，使 Linux 系统成为一个安全且可靠的操作平台。

2024-12-11

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