九.输入/输出保护为了支持多任务,80386不仅要有效地实现任务隔离,而且还要有效地控制各任务的输入/输出,避免输入/输出冲突。本文将介绍输入输出保护。 这里下载本文源代码。 <一>输入/输出保护80386采用I/O特权级IPOL和I/O许可位图的方法来控制输入/输出,实现输入/输出保护。 1.I/O敏感指令输入输出特权级(I/O Privilege Level)规定了可以执行所有与I/O相关的指令和访问I/O空间中所有地址的最外层特权级。IOPL的值在如下图所示的标志寄存器中。 标 志寄存器 BIT31—BIT18 BIT17 BIT16 BIT15 BIT14 BIT13—BIT12 BIT11 BIT10 BIT9 BIT8 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 00000000000000 VM RF 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF 0 AF 0 PF 1 CF I/O许可位图规定了I/O空间中的哪些地址可以由在任何特权级执行的程序所访问。I/O许可位图在任务状态段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保护方式下的执行条件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 设置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 从I/O地址读出数据 CPL<=IOPL或I/O位图许可 INS 从I/O地址读出字符串 CPL<=IOPL或I/O位图许可 OUT 向I/O地址写数据 CPL<=IOPL或I/O位图许可 OUTS 向I/O地址写字符串 CPL<=IOPL或I/O位图许可 上表所列指令称为I/O敏感指令,由于这些指令与I/O有关,并且只有在满足所列条件时才可以执行,所以把它们称为I/O敏感指令。从表中可见,当前特权级不在I/O特权级外层时,可以正常执行所列的全部I/O敏感指令;当特权级在I/O特权级外层时,执行CLI和STI指令将引起通用保护异常,而其它四条指令是否能够被执行要根据访问的I/O地址及I/O许可位图情况而定(在下面论述),如果条件不满足而执行,那么将引起出错码为0的通用保护异常。 由于每个任务使用各自的EFLAGS值和拥有自己的TSS,所以每个任务可以有不同的IOPL,并且可以定义不同的I/O许可位图。注意,这些I/O敏感指令在实模式下总是可执行的。 2.I/O许可位图如果只用IOPL限制I/O指令的执行是很不方便的,不能满足实际要求需要。因为这样做会使得在特权级3执行的应用程序要么可访问所有I/O地址,要么不可访问所有I/O地址。实际需要与此刚好相反,只允许任务甲的应用程序访问部分I/O地址,只允许任务乙的应用程序访问另一部分I/O地址,以避免任务甲和任务乙在访问I/O地址时发生冲突,从而避免任务甲和任务乙使用使用独享设备时发生冲突。 因此,在IOPL的基础上又采用了I/O许可位图。I/O许可位图由二进制位串组成。位串中的每一位依次对应一个I/O地址,位串的第0位对应I/O地址0,位串的第n位对应I/O地址n。如果位串中的第位为0,那么对应的I/O地址m可以由在任何特权级执行的程序访问;否则对应的I/O地址m只能由在IOPL特权级或更内层特权级执行的程序访问。如果在I/O外层特权级执行的程序访问位串中位值为1的位所对应的I/O地址,那么将引起通用保护异常。 I/O地址空间按字节进行编址。一条I/O指令最多可涉及四个I/O地址。在需要根据I/O位图决定是否可访问I/O地址的情况下,当一条I/O指令涉及多个I/O地址时,只有这多个I/O地址所对应的I/O许可位图中的位都为0时,该I/O指令才能被正常执行,如果对应位中任一位为1,就会引起通用保护异常。 80386支持的I/O地址空间大小是64K,所以构成I/O许可位图的二进制位串最大长度是64K个位,即位图的有效部分最大为8K字节。一个任务实际需要使用的I/O许可位图大小通常要远小于这个数目。 当前任务使用的I/O许可位图存储在当前任务TSS中低端的64K字节内。I/O许可位图总以字节为单位存储,所以位串所含的位数总被认为是8的倍数。从前文中所述的TSS格式可见,TSS内偏移66H的字确定I/O许可位图的开始偏移。由于I/O许可位图最长可达8K字节,所以开始偏移应小于56K,但必须大于等于104,因为TSS中前104字节为TSS的固定格式,用于保存任务的状态。 1.I/O访问许可检查细节保护模式下处理器在执行I/O指令时进行许可检查的细节如下所示。 (1)若CPL<=IOPL,则直接转步骤(8);(2)取得I/O位图开始偏移;(3)计算I/O地址对应位所在字节在I/O许可位图内的偏移;(4)计算位偏移以形成屏蔽码值,即计算I/O地址对应位在字节中的第几位;(5)把字节偏移加上位图开始偏移,再加1,所得值与TSS界限比较,若越界,则产生出错码为0的通用保护故障;(6)若不越界,则从位图中读对应字节及下一个字节;(7)把读出的两个字节与屏蔽码进行与运算,若结果不为0表示检查未通过,则产生出错码为0的通用保护故障;(8)进行I/O访问。设某一任务的TSS段如下: TSSSEG SEGMENT PARA USE16 TSS <> ;TSS低端固定格式部分 DB 8 DUP(0) ;对应I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;对应I/O端口40H—47H DB 01100000B ;对用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;对应I/O端口50H—0FFFFH DB 0FFH ;位图结束字节TSSLen = $TSSSEG ENDS 再假设IOPL=1,CPL=3。那么如下I/O指令有些能正常执行,有些会引起通用保护异常: in al,21h ;(1)正常执行 in al,47h ;(2)引起异常 out 20h,al ;(3)正常实行 out 4eh,al ;(4)引起异常 in al,20h ;(5)正常执行 out 20h,eax ;(6)正常执行 out 4ch,ax ;(7)引起异常 in ax,46h ;(8)引起异常 in eax,42h ;(9)正常执行 由上述I/O许可检查的细节可见,不论是否必要,当进行许可位检查时,80386总是从I/O许可位图中读取两个字节。目的是为了尽快地执行I/O许可检查。一方面,常常要读取I/O许可位图的两个字节。例如,上面的第(8)条指令要对I/O位图中的两个位进行检查,其低位是某个字节的最高位,高位是下一个字节的最低位。可见即使只要检查两个位,也可能需要读取两个字节。另一方面,最多检查四个连续的位,即最多也只需读取两个字节。所以每次要读取两个字节。这也是在判别是否越界时再加1的原因。为此,为了避免在读取I/O许可位图的最高字节时产生越界,必须在I/O许可位图的最后填加一个全1的字节,即0FFH。此全1的字节应填加在最后一个位图字节之后,TSS界限范围之前,即让填加的全1字节在TSS界限之内。 I/O许可位图开始偏移加8K所得的值与TSS界限值二者中较小的值决定I/O许可位图的末端。当TSS的界限大于I/O许可位图开始偏移加8K时,I/O许可位图的有效部分就有8K字节,I/O许可检查全部根据全部根据该位图进行。当TSS的界限不大于I/O许可位图开始偏移加8K时,I/O许可位图有效部分就不到8K字节,于是对较小I/O地址访问的许可检查根据位图进行,而对较大I/O地址访问的许可检查总被认为不可访问而引起通用保护故障。因为这时会发生字节越界而引起通用保护异常,所以在这种情况下,可认为不足的I/O许可位图的高端部分全为1。利用这个特点,可大大节约TSS中I/O许可位图占用的存储单元,也就大大减小了TSS段的长度。 <二>重要标志保护输入输出的保护与存储在标志寄存器EFLAGS中的IOPL密切相关,显然不能允许随便地改变IOPL,否则就不能有效地实现输入输出保护。类似地,对EFLAGS中的IF位也必须加以保护,否则CLI和STI作为敏感指令对待是无意义的。此外,EFLAGS中的VM位决定着处理器是否按虚拟8086方式工作。 80386对EFLAGS中的这三个字段的处理比较特殊,只有在较高特权级执行的程序才能执行IRET、POPF、CLI和STI等指令改变它们。下表列出了不同特权级下对这三个字段的处理情况。 不同特权级对标志寄存器特殊字段的处理 特权级 VM标志字段 IOPL标志字段 IF标志字段 CPL=0 可变(初POPF指令外) 可变 可变 0 不变 不变 可变 CPL>IOPL 不变 不变 不变 从表中可见,只有在特权级0执行的程序才可以修改IOPL位及VM位;只能由相对于IOPL同级或更内层特权级执行的程序才可以修改IF位。与CLI和STI指令不同,在特权级不满足上述条件的情况下,当执行POPF指令和IRET指令时,如果试图修改这些字段中的任何一个字段,并不引起异常,但试图要修改的字段也未被修改,也不给出任何特别的信息。此外,指令POPF总不能改变VM位,而PUSHF指令所压入的标志中的VM位总为0。 <三>演示输入输出保护的实例(实例九)下面给出一个用于演示输入输出保护的实例。演示内容包括:I/O许可位图的作用、I/O敏感指令引起的异常和特权指令引起的异常;使用段间调用指令CALL通过任务门调用任务,实现任务嵌套。 1.演示步骤实例演示的内容比较丰富,具体演示步骤如下:(1)在实模式下做必要准备后,切换到保护模式;(2)进入保护模式的临时代码段后,把演示任务的TSS段描述符装入TR,并设置演示任务的堆栈;(3)进入演示代码段,演示代码段的特权级是0;(4)通过任务门调用测试任务1。测试任务1能够顺利进行;(5)通过任务门调用测试任务2。测试任务2演示由于违反I/O许可位图规定而导致通用保护异常;(6)通过任务门调用测试任务3。测试任务3演示I/O敏感指令如何引起通用保护异常;(7)通过任务门调用测试任务4。测试任务4演示特权指令如何引起通用保护异常;(8)从演示代码转临时代码,准备返回实模式;(9)返回实模式,并作结束处理。
上传时间: 2013-12-11
上传用户:nunnzhy
DEbug 关于制作瑞星杀毒软件密钥盘的源码 MOV BX,200 ;内存基址(0面) MOV DH,00 ;磁头号00 MOV DL,00 ;驱动器号00(A盘) MOV CX,4F01 ;4F(即79)号磁道01号扇区 即(CH=4F CL=01) MOV AH,05 ;格式化磁道 MOV AL,09 ;连续读取9个扇区 INT 13 ;调用13号中断 INT 3 MOV BX,300 ;内存基址(1面) MOV DH,01 ;磁头号01 MOV DL,00 ;驱动器号00(A盘) MOV CX,4F01 ;4F(即79)号磁道01号扇区 即(CH=4F CL=01) MOV AH,05 ;格式化磁道 MOV AL,09 ;连续读取9个扇区 INT 13 ;调用13号中断 INT 20 ;返回dos 初学汇编,请各位多多指教!
上传时间: 2015-01-07
上传用户:我干你啊
PowerFish is a class library, intended to provide a broad functionality base for any application. Although the focus is on game and demo development. PowerFish是一个类库,旨在为应用程序提供一个广泛的功能基础,虽然其重点是在游戏和演示开发。
标签: functionality application PowerFish intended
上传时间: 2013-11-28
上传用户:2467478207
程序首先定义一个hello的函数调用int 21h mov ah ,09来显示字符串,ds:dx定义字符串位置 来使用一个80×25的界面使整个程序更加美观 游戏主程序调用BIOS int 10 的9号功能实现对目标文本的颜色和定位,。游戏主程序可以用int 16 mov ah,00从键盘读取输入的字符在调用int 21 mov ah,01 让键盘输入显示在屏幕中 al=输入的字符,用cmp指令对输入的文本和目标文本进行比较,再利用选择语句将错误的输入字符显示为红色,将正确的输入字符显示为绿色。在整个字符串结束后直接退到dos环境
上传时间: 2014-11-23
上传用户:waitingfy
This toolbox contains Matlab code for several graph and mesh partitioning methods, including geometric, spectral, geometric spectral, and coordinate bisection. It also has routines to generate recursive multiway partitions, vertex separators, and nested dissection orderings and it has some sample meshes and mesh generators. The toolbox contains a Matlab interface to Leland and Hendrickson s Chaco partitioning package, but it doesn t contain Chaco itself. The file "chaco/README" tells how to install the interface to Chaco. It also contains a Matlab interface to Karypis et al. s Metis partitioning package, using Robert Bridson s "metismex" code.
标签: partitioning including contains toolbox
上传时间: 2015-05-25
上传用户:tzl1975
8253的初始化程序举例: 例1:选择2号计数器,工作在3方式,计数初值为533H(2个字节),采用二进制计数。其初始化程序段为 MOV DX,307H ;命令口 MOV AL,10110110B ;2号计数器的初始化命 令字 OUT DX,AL ;写入命令寄存器 MOV DX,306H ;2号计数器数据口 MOV AX,533H ;计数初值 OUT DX,AL ;选送低字节到2号计数器 MOV AL,AH ;取高字节送AL OUT DX,AL ;后送高字节到2号计数器
上传时间: 2015-06-24
上传用户:zhangzhenyu
MULTIDIMENSIONAL SCALING in matlab by Mark Steyvers 1999 %needs optimization toolbox %Modified by Bruce Land %--Data via globals to anaylsis programs %--3D plotting with color coded groups %--Mapping of MDS space to spike train temporal profiles as described in %Aronov, et.al. "Neural coding of spatial phase in V1 of the Macaque" in %press J. Neurophysiology
标签: MULTIDIMENSIONAL optimization Modified Steyvers
上传时间: 2015-08-26
上传用户:kytqcool
This paper presents several low-latency mixed-timing FIFO (first-in–first-out) interfaces designs that interface systems on a chip working at different speeds. The connected systems can be either synchronous or asynchronous. The designs are then adapted to work between systems with very long interconnect delays, by migrating a single-clock solution by Carloni et al. (1999, 2000, and 2001) (for “latency-insensitive” protocols) to mixed-timing domains. The new designs can be made arbitrarily robust with regard to metastability and interface operating speeds. Initial simulations for both latency and throughput are promising.
标签: mixed-timing low-latency interfaces first-out
上传时间: 2015-10-08
上传用户:dapangxie
The CUBA library provides new implementation of four general-purpose multidimensional integration algorithms: Vegas, Suave, Divonne, and Cuhre. Suave is a new algorithm, Divonne is a known algorithm to which important details have been added, and Vegas and Cuhre are new implementations of existing algorithms with only few improvements over the original versions. All four algorithms can integrate vector integrands and have very similar Fortran, C/C++, and Mathematica interfaces.
标签: multidimensional general-purpose implementation integration
上传时间: 2014-09-09
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英语词汇起源及妙记 1、Chemistry 化学 古代的炼金术士们总想找到一种方法,将低贱的金属变为金子。现在通过原子裂变的原理表明,他们的这种想法并非一般人们想象的那么愚蠢。古埃及人入侵欧洲后,将他们所研究的炼金术,连同其命名al-kimia一起传入欧洲。后来,这个词变成alchemy,“炼金的人”叫做alchemist,最后成了chemistry。“化学”的概念就是从“炼金术”演变来的.
上传时间: 2013-12-08
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