本质是一些特权指令的执行权。
系统刚引导（启动）时，CPU处于特权模式。此时执行的程序默认有最高特权级（ring0），可以执行任意指令。
这些特权可以先赋予BIOS/UEFI引导程序，然后引导程序加载硬盘MBR或者boot管理器，把特权交给它；boot管理器进一步载入操作系统内核，赋予它ring0特权并执行它。
事实上，赋予ring0特权就等于不清空特权寄存器相应的flag（旗标？），使得这段代码可以顺利执行各种特权指令。
等操作系统加载后，它会初始化内存，设置其中一些内存区域为特权区域，禁止其它进程访问——换句话说就是配合特权指令，把计算机的其中一部分地址/数据控制起来，执行不了特权指令就没法访问它们。
一切结束后，操作系统设置寄存器旗标（flag），把CPU运行模式切换到ring3，执行用户程序（包括操作系统UI之类没有必要跑在ring0的代码）。
ring3的程序无权执行特权指令，因此无法访问到敏感区域——注意，如果设置有bug，比如允许ring3程序通过某种方式访问甚至改写ring0区域，那么这一整套保护就形同虚设了（这也是所谓“夺取系统控制权”的物理含义）。
当中断发生时，CPU自动返回ring0模式，由操作系统指定后续的中断处理过程以及权限等级。
总之，一切都由能否执行特权指令和能否访问特权区域区分：能执行特权指令、碰触特权区域的状态，那就是内核态；否则就是用户态。
而能否执行特权指令又是由某个特殊寄存器控制的，这个寄存器又只能通过特权指令控制；从用户态返回时，这个寄存器只能通过一个特殊指令从专用栈区恢复——不用说，这个栈区是低特权级执行的指令所不能碰触的。那么，这就保证了非特权应用绝对拿不到特殊指令执行权。
但这时就出现了一个新问题：如果用户需要数据存盘呢？
你看，磁盘访问指令必须是特权指令。不然用户态应用就能随便改写硬盘信息，那么把用户应用写进boot区，一重启（或者一启动被改写的系统应用），操作系统内核就被用户应用替代了（这就也是取得系统控制权）。
但如果磁盘访问指令是特权指令，用户态程序怎么存盘？
简单。操作系统允许你执行“系统调用”——把你要存盘的数据准备好，告诉操作系统你要存到哪里；操作系统审核发现你的确有这个权限，它就替你执行剩下的指令；否则就告诉你“没门！你可没资格碰那个文件！”
系统调用的执行我记得也和中断有关（当然不同CPU可能有不同实现），总之就是一定会先经特权程序审核、然后才会决定是否执行。
类似的，过去有个半虚拟内核叫XEN，它的原理就是修改内核，把客户机内核的很多调用换成对应的系统调用——于是，你就可以在物理CPU上跑另一个操作系统的内核、却又必须受宿主操作系统管理了。
这个东西后来进一步发展，就是近年来CPU直接支持的“虚拟化指令”。这个场景下，宿主操作系统内核运行于-1环，客户内核运行于0环；0环的特权指令并不会直接执行，而是要先经-1环审核、转换，这才能继续执行。
总之，归根结底，情况就是：
1、CPU有一个状态指示寄存器，这个寄存器可以控制CPU当前工作于ring0还是ring1、2、3
2、CPU指令分几个大类，其中一部分指令可以在任意特权级工作，另一些必须在ring0才能工作；其中，改变所在ring的指令必须受到特殊管控——因为改变所在ring就是所谓的内核态/用户态切换。
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