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九.輸入/輸出保護(hù)為了支持多任務(wù)，80386不僅要有效地實(shí)現(xiàn)任務(wù)隔離，而且還要有效地控制各任務(wù)的輸入/輸出，避免輸入/輸出沖突。本文將介紹輸入輸出保護(hù)。 這里下載本文源代碼。 <一>輸入/輸出保護(hù)80386采用I/O特權(quán)級IPOL和I/O許可位圖的方法來控制輸入/輸出，實(shí)現(xiàn)輸入/輸出保護(hù)。 1.I/O敏感指令輸入輸出特權(quán)級(I/O Privilege Level)規(guī)定了可以執(zhí)行所有與I/O相關(guān)的指令和訪問I/O空間中所有地址的最外層特權(quán)級。IOPL的值在如下圖所示的標(biāo)志寄存器中。 標(biāo) 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許可位圖規(guī)定了I/O空間中的哪些地址可以由在任何特權(quán)級執(zhí)行的程序所訪問。I/O許可位圖在任務(wù)狀態(tài)段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保護(hù)方式下的執(zhí)行條件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 設(shè)置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 從I/O地址讀出數(shù)據(jù) CPL<=IOPL或I/O位圖許可 INS 從I/O地址讀出字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUT 向I/O地址寫數(shù)據(jù) CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUTS 向I/O地址寫字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 上表所列指令稱為I/O敏感指令，由于這些指令與I/O有關(guān)，并且只有在滿足所列條件時才可以執(zhí)行，所以把它們稱為I/O敏感指令。從表中可見，當(dāng)前特權(quán)級不在I/O特權(quán)級外層時，可以正常執(zhí)行所列的全部I/O敏感指令；當(dāng)特權(quán)級在I/O特權(quán)級外層時，執(zhí)行CLI和STI指令將引起通用保護(hù)異常，而其它四條指令是否能夠被執(zhí)行要根據(jù)訪問的I/O地址及I/O許可位圖情況而定(在下面論述)，如果條件不滿足而執(zhí)行，那么將引起出錯碼為0的通用保護(hù)異常。 由于每個任務(wù)使用各自的EFLAGS值和擁有自己的TSS，所以每個任務(wù)可以有不同的IOPL，并且可以定義不同的I/O許可位圖。注意，這些I/O敏感指令在實(shí)模式下總是可執(zhí)行的。 2.I/O許可位圖如果只用IOPL限制I/O指令的執(zhí)行是很不方便的，不能滿足實(shí)際要求需要。因?yàn)檫@樣做會使得在特權(quán)級3執(zhí)行的應(yīng)用程序要么可訪問所有I/O地址，要么不可訪問所有I/O地址。實(shí)際需要與此剛好相反，只允許任務(wù)甲的應(yīng)用程序訪問部分I/O地址，只允許任務(wù)乙的應(yīng)用程序訪問另一部分I/O地址，以避免任務(wù)甲和任務(wù)乙在訪問I/O地址時發(fā)生沖突，從而避免任務(wù)甲和任務(wù)乙使用使用獨(dú)享設(shè)備時發(fā)生沖突。 因此，在IOPL的基礎(chǔ)上又采用了I/O許可位圖。I/O許可位圖由二進(jìn)制位串組成。位串中的每一位依次對應(yīng)一個I/O地址，位串的第0位對應(yīng)I/O地址0，位串的第n位對應(yīng)I/O地址n。如果位串中的第位為0，那么對應(yīng)的I/O地址m可以由在任何特權(quán)級執(zhí)行的程序訪問；否則對應(yīng)的I/O地址m只能由在IOPL特權(quán)級或更內(nèi)層特權(quán)級執(zhí)行的程序訪問。如果在I/O外層特權(quán)級執(zhí)行的程序訪問位串中位值為1的位所對應(yīng)的I/O地址，那么將引起通用保護(hù)異常。 I/O地址空間按字節(jié)進(jìn)行編址。一條I/O指令最多可涉及四個I/O地址。在需要根據(jù)I/O位圖決定是否可訪問I/O地址的情況下，當(dāng)一條I/O指令涉及多個I/O地址時，只有這多個I/O地址所對應(yīng)的I/O許可位圖中的位都為0時，該I/O指令才能被正常執(zhí)行，如果對應(yīng)位中任一位為1，就會引起通用保護(hù)異常。 80386支持的I/O地址空間大小是64K，所以構(gòu)成I/O許可位圖的二進(jìn)制位串最大長度是64K個位，即位圖的有效部分最大為8K字節(jié)。一個任務(wù)實(shí)際需要使用的I/O許可位圖大小通常要遠(yuǎn)小于這個數(shù)目。 當(dāng)前任務(wù)使用的I/O許可位圖存儲在當(dāng)前任務(wù)TSS中低端的64K字節(jié)內(nèi)。I/O許可位圖總以字節(jié)為單位存儲，所以位串所含的位數(shù)總被認(rèn)為是8的倍數(shù)。從前文中所述的TSS格式可見，TSS內(nèi)偏移66H的字確定I/O許可位圖的開始偏移。由于I/O許可位圖最長可達(dá)8K字節(jié)，所以開始偏移應(yīng)小于56K，但必須大于等于104，因?yàn)門SS中前104字節(jié)為TSS的固定格式，用于保存任務(wù)的狀態(tài)。 1.I/O訪問許可檢查細(xì)節(jié)保護(hù)模式下處理器在執(zhí)行I/O指令時進(jìn)行許可檢查的細(xì)節(jié)如下所示。 (1)若CPL<=IOPL，則直接轉(zhuǎn)步驟(8)；(2)取得I/O位圖開始偏移；(3)計(jì)算I/O地址對應(yīng)位所在字節(jié)在I/O許可位圖內(nèi)的偏移；(4)計(jì)算位偏移以形成屏蔽碼值，即計(jì)算I/O地址對應(yīng)位在字節(jié)中的第幾位；(5)把字節(jié)偏移加上位圖開始偏移，再加1，所得值與TSS界限比較，若越界，則產(chǎn)生出錯碼為0的通用保護(hù)故障；(6)若不越界，則從位圖中讀對應(yīng)字節(jié)及下一個字節(jié)；(7)把讀出的兩個字節(jié)與屏蔽碼進(jìn)行與運(yùn)算，若結(jié)果不為0表示檢查未通過，則產(chǎn)生出錯碼為0的通用保護(hù)故障；(8)進(jìn)行I/O訪問。設(shè)某一任務(wù)的TSS段如下： TSSSEG SEGMENT PARA USE16 TSS <> ;TSS低端固定格式部分 DB 8 DUP(0) ;對應(yīng)I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;對應(yīng)I/O端口40H—47H DB 01100000B ;對用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;對應(yīng)I/O端口50H—0FFFFH DB 0FFH ;位圖結(jié)束字節(jié)TSSLen = $TSSSEG ENDS 再假設(shè)IOPL=1，CPL=3。那么如下I/O指令有些能正常執(zhí)行，有些會引起通用保護(hù)異常： in al,21h ;(1)正常執(zhí)行 in al,47h ;(2)引起異常 out 20h,al ;(3)正常實(shí)行 out 4eh,al ;(4)引起異常 in al,20h ;(5)正常執(zhí)行 out 20h,eax ;(6)正常執(zhí)行 out 4ch,ax ;(7)引起異常 in ax,46h ;(8)引起異常 in eax,42h ;(9)正常執(zhí)行 由上述I/O許可檢查的細(xì)節(jié)可見，不論是否必要，當(dāng)進(jìn)行許可位檢查時，80386總是從I/O許可位圖中讀取兩個字節(jié)。目的是為了盡快地執(zhí)行I/O許可檢查。一方面，常常要讀取I/O許可位圖的兩個字節(jié)。例如，上面的第(8)條指令要對I/O位圖中的兩個位進(jìn)行檢查，其低位是某個字節(jié)的最高位，高位是下一個字節(jié)的最低位。可見即使只要檢查兩個位，也可能需要讀取兩個字節(jié)。另一方面，最多檢查四個連續(xù)的位，即最多也只需讀取兩個字節(jié)。所以每次要讀取兩個字節(jié)。這也是在判別是否越界時再加1的原因。為此，為了避免在讀取I/O許可位圖的最高字節(jié)時產(chǎn)生越界，必須在I/O許可位圖的最后填加一個全1的字節(jié)，即0FFH。此全1的字節(jié)應(yīng)填加在最后一個位圖字節(jié)之后，TSS界限范圍之前，即讓填加的全1字節(jié)在TSS界限之內(nèi)。 I/O許可位圖開始偏移加8K所得的值與TSS界限值二者中較小的值決定I/O許可位圖的末端。當(dāng)TSS的界限大于I/O許可位圖開始偏移加8K時，I/O許可位圖的有效部分就有8K字節(jié)，I/O許可檢查全部根據(jù)全部根據(jù)該位圖進(jìn)行。當(dāng)TSS的界限不大于I/O許可位圖開始偏移加8K時，I/O許可位圖有效部分就不到8K字節(jié)，于是對較小I/O地址訪問的許可檢查根據(jù)位圖進(jìn)行，而對較大I/O地址訪問的許可檢查總被認(rèn)為不可訪問而引起通用保護(hù)故障。因?yàn)檫@時會發(fā)生字節(jié)越界而引起通用保護(hù)異常，所以在這種情況下，可認(rèn)為不足的I/O許可位圖的高端部分全為1。利用這個特點(diǎn)，可大大節(jié)約TSS中I/O許可位圖占用的存儲單元，也就大大減小了TSS段的長度。 <二>重要標(biāo)志保護(hù)輸入輸出的保護(hù)與存儲在標(biāo)志寄存器EFLAGS中的IOPL密切相關(guān)，顯然不能允許隨便地改變IOPL，否則就不能有效地實(shí)現(xiàn)輸入輸出保護(hù)。類似地，對EFLAGS中的IF位也必須加以保護(hù)，否則CLI和STI作為敏感指令對待是無意義的。此外，EFLAGS中的VM位決定著處理器是否按虛擬8086方式工作。 80386對EFLAGS中的這三個字段的處理比較特殊，只有在較高特權(quán)級執(zhí)行的程序才能執(zhí)行IRET、POPF、CLI和STI等指令改變它們。下表列出了不同特權(quán)級下對這三個字段的處理情況。 不同特權(quán)級對標(biāo)志寄存器特殊字段的處理 特權(quán)級 VM標(biāo)志字段 IOPL標(biāo)志字段 IF標(biāo)志字段 CPL=0 可變(初POPF指令外) 可變 可變 0 不變 不變 可變 CPL>IOPL 不變 不變 不變 從表中可見，只有在特權(quán)級0執(zhí)行的程序才可以修改IOPL位及VM位；只能由相對于IOPL同級或更內(nèi)層特權(quán)級執(zhí)行的程序才可以修改IF位。與CLI和STI指令不同，在特權(quán)級不滿足上述條件的情況下，當(dāng)執(zhí)行POPF指令和IRET指令時，如果試圖修改這些字段中的任何一個字段，并不引起異常，但試圖要修改的字段也未被修改，也不給出任何特別的信息。此外，指令POPF總不能改變VM位，而PUSHF指令所壓入的標(biāo)志中的VM位總為0。 <三>演示輸入輸出保護(hù)的實(shí)例(實(shí)例九)下面給出一個用于演示輸入輸出保護(hù)的實(shí)例。演示內(nèi)容包括：I/O許可位圖的作用、I/O敏感指令引起的異常和特權(quán)指令引起的異常；使用段間調(diào)用指令CALL通過任務(wù)門調(diào)用任務(wù)，實(shí)現(xiàn)任務(wù)嵌套。 1.演示步驟實(shí)例演示的內(nèi)容比較豐富，具體演示步驟如下：(1)在實(shí)模式下做必要準(zhǔn)備后，切換到保護(hù)模式；(2)進(jìn)入保護(hù)模式的臨時代碼段后，把演示任務(wù)的TSS段描述符裝入TR，并設(shè)置演示任務(wù)的堆棧；(3)進(jìn)入演示代碼段，演示代碼段的特權(quán)級是0；(4)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)1。測試任務(wù)1能夠順利進(jìn)行；(5)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)2。測試任務(wù)2演示由于違反I/O許可位圖規(guī)定而導(dǎo)致通用保護(hù)異常；(6)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)3。測試任務(wù)3演示I/O敏感指令如何引起通用保護(hù)異常；(7)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)4。測試任務(wù)4演示特權(quán)指令如何引起通用保護(hù)異常；(8)從演示代碼轉(zhuǎn)臨時代碼，準(zhǔn)備返回實(shí)模式；(9)返回實(shí)模式，并作結(jié)束處理。
上傳時間： 2013-12-11
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練習(xí)程序，問題如下：進(jìn)行高精度整數(shù)的加、減、乘運(yùn)算。輸入兩個十進(jìn)制大整數(shù)M和N（M、N最長可達(dá)50位），計(jì)算運(yùn)算結(jié)果并輸出。【輸入形式】標(biāo)準(zhǔn)輸入上依次分行輸入以下內(nèi)容：1.第一行輸入第一個大整數(shù)M。M可能帶有負(fù)號，后面是最長可達(dá)50位的數(shù)字序列。2.第二行只有一個字符，可以是“+”、“-”、“*”，分別代表加、減、乘三種運(yùn)算符。3. 第三行輸入大整數(shù)N，格式與M相同M、N均不帶有前綴的多余的0【輸出形式】在標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印運(yùn)算結(jié)果，輸出一行字符序列，是大整數(shù)M和N和運(yùn)算結(jié)果。如果該運(yùn)算結(jié)果是正數(shù)，則直接輸出各位數(shù)字序列；如果是負(fù)數(shù)，則首先要輸出負(fù)號。各位數(shù)字緊密輸出，不帶有前綴的多余的0。
標(biāo)簽： 程序
上傳時間： 2015-03-07
上傳用戶：ommshaggar
如果整數(shù)A的全部因子(包括1，不包括A本身)之和等于B；且整數(shù)B的全部因子(包括1，不包括B本身)之和等于A，則將整數(shù)A和B稱為親密數(shù)。求3000以內(nèi)的全部親密數(shù)。 *題目分析與算法設(shè)計(jì) 按照親密數(shù)定義，要判斷數(shù)a是否有親密數(shù)，只要計(jì)算出a的全部因子的累加和為b，再計(jì)算b的全部因子的累加和為n，若n等于a則可判定a和b是親密數(shù)。計(jì)算數(shù)a的各因子的算法： 用a依次對i(i=1~a/2)進(jìn)行模運(yùn)算，若模運(yùn)算結(jié)果等于0，則i為a的一個因子；否則i就不是a的因子。 *
標(biāo)簽： 整數(shù)
上傳時間： 2015-04-24
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二分圖是一個無向圖，它的n 個頂點(diǎn)可二分為集合A和集合B，且同一集合中的任意兩個頂點(diǎn)在圖中無邊相連（即任何一條邊都是一個頂點(diǎn)在集合A中，另一個在集合B中）。當(dāng)且僅當(dāng)B中的每個頂點(diǎn)至少與A中一個頂點(diǎn)相連時，A的一個子集A 覆蓋集合B（或簡單地說，A 是一個覆蓋）。覆蓋A 的大小即為A 中的頂點(diǎn)數(shù)目。當(dāng)且僅當(dāng)A 是覆蓋B的子集中最小的時，A 為最小覆蓋。
上傳時間： 2015-05-07
上傳用戶：alan-ee
1.1 背包問題 有一個徒步旅行者，已知他能承受的旅行背包的重量不超過a（kg）。設(shè)有n種物品可供他選擇裝入背包，這n種物品分別編號為1，2，…，n。其中第i種物品每件的重量為ai（kg），其使用價值（指一件第i種物品對旅行者來說所帶來的好處的一種數(shù)量指標(biāo)）為ci（i＝1，2，…，n）。問這位旅行者應(yīng)如何選擇攜帶這n種物品的件數(shù)，使得總價值最大？
上傳時間： 2015-05-24
上傳用戶：zhaiyanzhong
電力系統(tǒng)在臺穩(wěn)定計(jì)算式電力系統(tǒng)不正常運(yùn)行方式的一種計(jì)算。它的任務(wù)是已知電力系統(tǒng)某一正常運(yùn)行狀態(tài)和受到某種擾動，計(jì)算電力系統(tǒng)所有發(fā)電機(jī)能否同步運(yùn)行 1運(yùn)行說明： 請輸入初始功率S0，形如a+bi 請輸入無限大系統(tǒng)母線電壓V0 請輸入系統(tǒng)等值電抗矩陣B 矩陣B有以下元素組成的行矩陣 1正常運(yùn)行時的系統(tǒng)直軸等值電抗Xd 2故障運(yùn)行時的系統(tǒng)直軸等值電抗X d 3故障切除后的系統(tǒng)直軸等值電抗 請輸入慣性時間常數(shù)Tj 請輸入時段數(shù)N 請輸入哪個時段發(fā)生故障Ni 請輸入每時段間隔的時間dt
標(biāo)簽： 電力系統(tǒng) 正 計(jì)算 運(yùn)行
上傳時間： 2015-06-13
上傳用戶：it男一枚
％電影動畫： ％1.首先調(diào)用moviein函數(shù)對內(nèi)存初始化.創(chuàng)建一個足夠大的矩陣來容納一系列指定的圖形（幀） ％2.調(diào)用getframe函數(shù)生成每一幀.該函數(shù)返回一個矢量，利用這個矢量創(chuàng)建一個電影動畫矩陣 ％3.調(diào)用movie函數(shù)按照指定速度進(jìn)行指定次數(shù)的播放 ％例子2：演示如何實(shí)現(xiàn)快速傅立葉變換（exp(j*2*pi/n)）的可視化過程
標(biāo)簽： getframe moviein 函數(shù) 幀
上傳時間： 2015-06-30
上傳用戶：zsjzc
上下文無關(guān)文法（Context-Free Grammar, CFG）是一個4元組G=(V, T, S, P)，其中，V和T是不相交的有限集，S∈V，P是一組有限的產(chǎn)生式規(guī)則集，形如A→α，其中A∈V，且α∈(V∪T)*。V的元素稱為非終結(jié)符，T的元素稱為終結(jié)符，S是一個特殊的非終結(jié)符，稱為文法開始符。 設(shè)G=(V, T, S, P)是一個CFG，則G產(chǎn)生的語言是所有可由G產(chǎn)生的字符串組成的集合，即L(G)={x∈T* | Sx}。一個語言L是上下文無關(guān)語言（Context-Free Language, CFL），當(dāng)且僅當(dāng)存在一個CFG G，使得L=L(G)。 *⇒ 例如，設(shè)文法G：S→AB A→aA|a B→bB|b 則L(G)={a^nb^m | n,m>=1} 其中非終結(jié)符都是大寫字母，開始符都是S，終結(jié)符都是小寫字母。
標(biāo)簽： Context-Free Grammar CFG
上傳時間： 2013-12-10
上傳用戶：gaojiao1999
一:需求分析 1. 問題描述 魔王總是使用自己的一種非常精練而抽象的語言講話,沒人能聽懂,但他的語言是可逐步解釋成人能聽懂的語言,因?yàn)樗恼Z言是由以下兩種形式的規(guī)則由人的語言逐步抽象上去的: ----------------------------------------------------------- (1) a---> (B1)(B2)....(Bm) (2)[(op1)(p2)...(pn)]---->[o(pn)][o(p(n-1))].....[o(p1)o] ----------------------------------------------------------- 在這兩種形式中,從左到右均表示解釋.試寫一個魔王語言的解釋系統(tǒng),把 他的話解釋成人能聽得懂的話. 2. 基本要求: 用下述兩條具體規(guī)則和上述規(guī)則形式(2)實(shí)現(xiàn).設(shè)大寫字母表示魔王語言的詞匯 小寫字母表示人的語言的詞匯 希臘字母表示可以用大寫字母或小寫字母代換的變量.魔王語言可含人的詞匯. (1) B --> tAdA (2) A --> sae 3. 測試數(shù)據(jù): B(ehnxgz)B 解釋成 tsaedsaeezegexenehetsaedsae若將小寫字母與漢字建立下表所示的對應(yīng)關(guān)系,則魔王說的話是:"天上一只鵝地上一只鵝鵝追鵝趕鵝下鵝蛋鵝恨鵝天上一只鵝地上一只鵝". | t | d | s | a | e | z | g | x | n | h | | 天 | 地 | 上 | 一只| 鵝 | 追 | 趕 | 下 | 蛋 | 恨 |
上傳時間： 2014-12-02
上傳用戶：jkhjkh1982
編寫具有如下函數(shù)原型的遞歸與非遞歸兩種函數(shù)equ，負(fù)責(zé)判斷數(shù)組a與b的前n個元素值是否按下標(biāo)對應(yīng)完全相同，是則返回true，否則返回false。并編制主函數(shù)對它們進(jìn)行調(diào)用，以驗(yàn)證其正確性。 bool equ(int a[], int b[], int n) 提示：遞歸函數(shù)中可按如下方式來分解并處理問題，先判斷最后一個元素是否相同，不同則返false；相同則看n是否等于1，是則返回true，否則進(jìn)行遞歸調(diào)用（傳去實(shí)參a、b與 n-1，去判斷前n-1個元素的相等性），并返回遞歸調(diào)用的結(jié)果（與前n-1個元素的是否相等性相同）。
上傳時間： 2013-12-03
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