at91rm9200启动过程教程 系统上电,检测BMS,选择系统的启动方式,如果BMS为高电平,则系统从片内ROM启动。AT91RM9200的ROM上电后被映射到了0x0和0x100000处,在这两个地址处都可以访问到ROM。由于9200的ROM中固化了一个BOOTLOAER程序。所以PC从0X0处开始执行这个BOOTLOAER(准确的说应该是一级BOOTLOADER)。这个BOOTLOER依次完成以下步骤: 1、PLL SETUP,设置PLLB产生48M时钟频率提供给USB DEVICE。同时DEBUG USART也被初始化为48M的时钟频率; 2、相应模式下的堆栈设置; 3、检测主时钟源(Main oscillator); 4、中断控制器(AIC)的设置; 5、C 变量的初始化; 6、跳到主函数。 完成以上步骤后,我们可以认为BOOT过程结束,接下来的就是LOADER的过程,或者也可以认为是装载二级BOOTLOER。AT91RM9200按照DATAFLASH、EEPROM、连接在外部总线上的8位并行FLASH的顺序依次来找合法的BOOT程序。所谓合法的指的是在这些存储设备的开始地址处连续的存放的32个字节,也就是8条指令必须是跳转指令或者装载PC的指令,其实这样规定就是把这8条指令当作是异常向量表来处理。必须注意的是第6条指令要包含将要装载的映像的大小。关于如何计算和写这条指令可以参考用户手册。一旦合法的映像找到之后,则BOOT程序会把找到的映像搬到SRAM中去,所以映像的大小是非常有限的,不能超过16K-3K的大小。当BOOT程序完成了把合法的映像搬到SRAM的任务以后,接下来就进行存储器的REMAP,经过REMAP之后,SRAM从映设前的0X200000地址处被映设到了0X0地址并且程序从0X0处开始执行。而ROM这时只能在0X100000这个地址处看到了。至此9200就算完成了一种形式的启动过程。如果BOOT程序在以上所列的几种存储设备中找到合法的映像,则自动初始化DEBUG USART口和USB DEVICE口以准备从外部载入映像。对DEBUG口的初始化包括设置参数115200 8 N 1以及运行XMODEM协议。对USB DEVICE进行初始化以及运行DFU协议。现在用户可以从外部(假定为PC平台)载入你的映像了。在PC平台下,以WIN2000为例,你可以用超级终端来完成这个功能,但是还是要注意你的映像的大小不能超过13K。一旦正确从外部装载了映像,接下来的过程就是和前面一样重映设然后执行映像了。我们上面讲了BMS为高电平,AT91RM9200选择从片内的ROM启动的一个过程。如果BMS为低电平,则AT91RM9200会从片外的FLASH启动,这时片外的FLASH的起始地址就是0X0了,接下来的过程和片内启动的过程是一样的,只不过这时就需要自己写启动代码了,至于怎么写,大致的内容和ROM的BOOT差不多,不同的硬件设计可能有不一样的地方,但基本的都是一样的。由于片外FLASH可以设计的大,所以这里编写的BOOTLOADER可以一步到位,也就是说不用像片内启动可能需要BOOT好几级了,目前AT91RM9200上使用较多的bootloer是u-boot,这是一个开放源代码的软件,用户可以自由下载并根据自己的应用配置。总的说来,笔者以为AT91RM9200的启动过程比较简单,ATMEL的服务也不错,不但提供了片内启动的功能,还提供了UBOOT可供下载。笔者写了一个BOOTLODER从片外的FLASHA启动,效果还可以。 uboot结构与使用uboot是一个庞大的公开源码的软件。他支持一些系列的arm体系,包含常见的外设的驱动,是一个功能强大的板极支持包。其代码可以 http://sourceforge.net/projects/u-boot下载 在9200上,为了启动uboot,还有两个boot软件包,分别是loader和boot。分别完成从sram和flash中的一级boot。其源码可以从atmel的官方网站下载。 我们知道,当9200系统上电后,如果bms为高电平,则系统从片内rom启动,这时rom中固化的boot程序初始化了debug口并向其发送'c',这时我们打开超级终端会看到ccccc...。这说明系统已经启动,同时xmodem协议已经启动,用户可以通过超级终端下载用户的bootloader。作为第一步,我们下载loader.bin.loader.bin将被下载到片内的sram中。这个loder完成的功能主要是初始化时钟,sdram和xmodem协议,为下载和启动uboot做准备。当下载了loader.bin后,超级终端会继续打印:ccccc....。这时我们就可以下在uboot了。uboot将被下载到sdram中的一个地址后并把pc指针调到此处开始执行uboot。接着我们就可以在终端上看到uboot的shell启动了,提示符uboot>,用户可以uboot>help 看到命令列表和大概的功能。uboot的命令包含了对内存、flash、网络、系统启动等一些命令。 如果系统上电时bms为低电平,则系统从片外的flash启动。为了从片外的flash启动uboot,我们必须把boot.bin放到0x0地址出,使得从flash启动后首先执行boot.bin,而要少些boot.bin,就要先完成上面我们讲的那些步骤,首先开始从片内rom启动uboot。然后再利用uboot的功能完成把boot.bin和uboot.gz烧写到flash中的目的,假如我们已经启动了uboot,可以这样操作: uboot>protect off all uboot>erase all uboot>loadb 20000000 uboot>cp.b 20000000 10000000 5fff uboot>loadb 21000000 uboot>cp.b 210000000 10010000 ffff 然后系统复位,就可以看到系统先启动boot,然后解压缩uboot.gz,然后启动uboot。注意,这里uboot必须压缩成.gz文件,否则会出错。 怎么编译这三个源码包呢,首先要建立一个arm的交叉编译环境,关于如何建立,此处不予说明。建立好了以后,分别解压源码包,然后修改Makefile中的编译器项目,正确填写你的编译器的所在路径。 对loader和boot,直接make。对uboot,第一步:make_at91rm9200dk,第二步:make。这样就会在当前目录下分别生成*.bin文件,对于uboot.bin,我们还要压缩成.gz文件。 也许有的人对loader和boot搞不清楚为什么要两个,有什么区别吗?首先有区别,boot主要完成从flash中启动uboot的功能,他要对uboot的压缩文件进行解压,除此之外,他和loader并无大的区别,你可以把boot理解为在loader的基础上加入了解压缩.gz的功能而已。所以这两个并无多大的本质不同,只是他们的使命不同而已。 特别说名的是这三个软件包都是开放源码的,所以用户可以根据自己的系统的情况修改和配置以及裁减,打造属于自己系统的bootloder。
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单片机原理及应用实验报告:实验1 WAVE软件的学习应用*.1实验2下载软件的学习应用*.2实验3运算指令的应用编程.3实验4 P0口输入、输出实验.4实验5数码管显示5实验6按键的识别*6实验7计算器设计实验*7实验8中断实验8实验9定时器/计数器实验9实验10串行口通讯实验.10实验11直流电机调速实验*.12实验12 IC卡读写实验*13实验13 TLC2543的应用实验*14实验14温度测量及控制实验*.15附录A 伟福仿真器系统概述16附录B STC-ISP-V3.1 界面23附录C 实验板.24
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Lattice 下载电缆导致单板无法上电案例一则及解决方案:Lattice下载电缆连接单板时JTAG 连接器VCC 管脚会呈现一个计算机并口窜过来的电压,该电压对VCC 电源来说是一个干扰电压。若电源对该电压敏感,则有可能造成VCC 无法正常上电。在JTAG 连接器VCC 管脚上串接一个肖特基二极管可解决此问题。
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《微机原理及应用》课程教案目 录 下载WORD文档前 言 下载WORD文档第一章 51系列单片机概述 下载WORD文档 第一节 概述 第二节 51系列单片机分类 思考题与习题 第二章 MCS-51系列单片机组成及工作原理 下载WORD文档 第一节 MCS-51系列单片机组成 第二节 8051的内部数据存储器(内部RAM) 第三节 8051的内部程序存储器(内部ROM) 第四节 MCS-51系列单片机典型芯片的外部引脚功能 第五节 并行输入/输出口 第六节 CPU的时钟电路和时序定时单位 第七节 单片机指令执行的过程 思考题与习题 第三章 指令系统 下载WORD文档 第一节 指令格式和寻址方式 第二节 指令系统 思考题与习题 第四章 算法与结构程序设计 下载WORD文档 第一节 算法 第二节 程序基本结构 第三节 结构化程序设计 第四节 汇编语言程序设计举例 思考题与习题 第五章 中断 下载WORD文档 第一节 中断技术概述 第二节 8051中断系统 第三节 中断控制 第四节 中断响应 第五节 中断系统应用举例 思考题与习题 第六章 定时器/计数器 下载WORD文档 第一节 概述 第二节 定时器/计数器基本结构 工作方式及应用 思考题与习题 第七章 8051单片机系统扩展与接口技术 下载WORD文档 第一节 8051单片机系统扩展概述 第二节 单片机外部存储器扩展 第三节 单片机输入/输出(I/O)口扩展 第四节 LED显示器接口电路及显示程序 第五节 单片机键盘接口技术 第六节 单片机与数模(D/A)及模数(A/D)转换器的接口及应用 思考题与习题 第八章 8051单片机的异步串行通信技术 下载WORD文档 第一节 概述 第二节 8051串行口基本结构 第三节 8051串行通信工作方式及应用 第四节 多机通信原理 下载WORD文档 思考题与习题 第九章 单片机应用举例 下载WORD文档 第一节 单片机数据采集系统 第二节 电机转速测量 第三节 步进电机控制系统 第四节 机器人三觉机械手信号处理及控制算法 思考题与习题 第十章 单片机与字符式液晶显示模块连接技术 下载WORD文档 第一节 字符式液晶显示模块简介 第二节 模块指令系统 第三节 模块与8051单片机的接口 第四节 模块字符显示举例 第五节 自定义字符显示 思考题与习题 附录一 计算机数的运算基础 下载WORD文档 第一节 进位计数制及相互转换 第二节 计算机中数和字符的表示附录二 美国标准信息交换码(ASCII)字符表附录三 MCS-51指令表 下载WORD文档
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单片机接口技术(C51版)课件:单片机接口技术(C51版)课件精品课程,该书由张道德根据多年单片机教学、科研经验编著,中国水利水电出版社2007年3月出版。 1.掌握数据类型的概念,了解C51语言能够处理的数据类型。2.掌握常量的概念,掌握各种类型常量的特点及表示形式。3.掌握变量的概念,了解int、float、char型变量的特点,掌握这三种类型变量的定义、赋值和使用方法。理解C51中变量的存储和编译模式的关系,掌握单片机片内资源的访问方法。4.了解C51语言的基本运算符及其特点,掌握运算符的优先级和结合性的概念。5.了解算术运算表达式、关系表达式及逻辑表达式的特点,熟练进行表达式计算,能熟练进行实际问题的表达式描述。6.熟悉自增、自减运算的特点,掌握赋值运算,了解逗号运算符和逗号表达式。7.掌握数据类型转换的概念,能进行基本的数据类型转换。
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《现代微机原理与接口技术》实验指导书 TPC-H实验台C语言版 1.实验台结构1)I / O 地址译码电路如上图1所示地址空间280H~2BFH共分8条译码输出线:Y0~Y7 其地址分别是280H~287H、288H~28FH、290H~297H、298H~29FH、2A0H~2A7H、2A8H~2AFH、2B0H~2B7H、2B8H~2BFH,8根译码输出线在实验台I/O地址处分别由自锁紧插孔引出供实验选用(见图2)。 2) 总线插孔采用“自锁紧”插座在标有“总线”区引出数据总线D7~D0;地址总线A9~A0,读、写信号IOR、IOW;中断请求信号IRQ ;DMA请求信号DRQ1;DMA响应信号DACK1 及AEN信号,供学生搭试各种接口实验电路使用。3) 时钟电路如图-3所示可以输出1MHZ 2MHZ两种信号供A/D转换器定时器/计数器串行接口实验使用。图34) 逻辑电平开关电路如图-4所示实验台右下方设有8个开关K7~K0,开关拨到“1”位置时开关断开,输出高电平。向下打到“0”位置时开关接通,输出低电平。电路中串接了保护电阻使接口电路不直接同+5V 、GND相连,可有效地防止因误操作误编程损坏集成电路现象。图 4 图 55) L E D 显示电路如图-5所示实验台上设有8个发光二极管及相关驱动电路(输入端L7~L0),当输入信号为“1” 时发光,为“0”时灭6) 七段数码管显示电路如图-6所示实验台上设有两个共阴极七段数码管及驱动电路,段码为同相驱动器,位码为反相驱动器。从段码与位码的驱动器输入端(段码输入端a、b、c、d、e、f、g、dp,位码输入端s1、 s2)输入不同的代码即可显示不同数字或符号。
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单片机原理与应用教程采用教、学、做相结合的模,以理论为基础、着眼应用,系统详尽地介绍了单片机应用技术所需的基本知识和技能。全书共分9章,包括MCS-51系列单片机的硬件结构、工作原理、指令系统、接口技术、串行通信、中断系统、语言程序设计及各功能部件的组成和应用等。通过学习这些内容,可对MCS-51系列单片机有一个总体的概念和认识,并在掌握基本硬件的基础上用软件实现其功能。 第1章 MCS-51单片机系统结构1.1 单片机概述1.2 MCS-51单片机结构简介1.3 并行I/O接口1.4 单片机的复位电路与时钟电路1.5 单片机的工作方式1.6 构建MCS-51型单片机的最小系统本章小结习题第2章 MCS-51指令系统与程序设计2.1 概述2.2 寻址方式2.3 指令系统2.4 汇编程序设计本章小结 习题第3章 单片机的定时与中断系统3.1 定时器/计数器3.2 中断系统3.3 单片机中断与定时器/计数器的应用训练本章小结习题第4章 串行通信技术4.1 串行通信概念4.2 MCS-51串行通信接口4.3 串行口的扩展应用4.4 串行通信的应用本章小结习题第5章 单片机的系统扩展技术5.1 程序存储器的扩展5.2 数据存储器的扩展5.3 TTL芯片扩展I/O并行接口的应用训练5.4 Intel系列可编程序接口芯片5.5 8155/8156可编程I/O接口应用训练5.6 8253/8254可编程定时器/计数器的应用训练……第6章 单片机接口实用技术及应用第7章 单片机开发系统第8章 单片机应和系统的设计方法第9章 单片机高级语言C51的应用
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单片机原理及系统设计8×C552是Philips公司的8位高性能增强型单片机,是在MCS-51单片机基础上增加了A/D、D/A、捕捉输入/定时输出、I2C总线接口和监视定时器(Watchdog Timer)等功能,是目前世界上最新型的8位单片机之一。8×C552和MCS-51有相同的指令系统,并在其他功能上与MCS-51完全兼容。本书仍以MCS-51为主线组织教学内容,在MCS-51的组成原理、指令系统、汇编语言程序设计、系统扩张、中断系统和接口等方面保留了第1版的特点,同时也对8×C552的新增功能做了详细叙述和分析,并伴以应用实例。全书共分11章,每章末尾都附有一定数量习题与思考题。本书内容自成体系、结构紧凑、前后呼应、语言通俗,因而具有一定的先进性、系统性和实用性。第1章 微型计算机基础 1.1 微型计算机数制及其转换 1.1.1 微型计算机的数制 1.1.2 微型计算机数制间数的转换 1.2 微型计算机的二进制数运算 1.2.1 算术运算 1.2.2 逻辑运算 1.3 微型计算机码制和编码 1.3.1 微型计算机中数的表示方法 1.3.2 微型计算机的原码、反码和补码 1.3.3 微型计算机的二进制编码 1.4 微型计算机组成原理 1.4.1 微型计算机的基本结构 1.4.2 微型计算机的基本原理 1.4.3 微型计算机系统的组成 1.5 单片微型计算机概述 1.5.1 单片机的分类和发展 1.5.2 单片机的内部结构
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mcs-51单片机应用教程以MCS-51系列单片机为主线,从实用的角度出发,通过介绍大量单片机技能训练实例和应用实例,指导读者学习和使用单片机。《MCS-51单片机应用教程》分为基础篇和应用篇两大部分。基础篇讲述单片机的基础知识,包括单片机原理与结构、指令系统、定时与中断、串行通信等。应用篇包括单片机的基础训练和应用实例两部分。《MCS-51单片机应用教程》各章节由浅入深,前后呼应,使读者能够在理解掌握单片机原理的基础上,很快学会单片机的使用。 MCS-51单片机应用教程 目录 第1篇 基础篇 第1章 MCS-51单片机系统结构 1.1 概述 1.2 单片机的内部结构 1.3 单片机的存储器结构 1.4 单片机并行I/O口 1.5 单片机的复位电路 1.6 单片机的时钟与时序 第2章 单片机的指令系统 2.1 指令系统概述 2.2 寻址方式 2.3 指令功能介绍 第3章 单片机的中断系统与定时器/计数器 3.1 中断系统 3.2 单片机的定时器/计数器 3.3 外部中断源的扩展 第4章 单片机的串行通信 4.1 串行通信的概念 4.2 MCS-51串行口的结构及工作方式 4.3 串行通信的应用 第2篇 应用篇 第5章 单片机实用开发步骤 5.1 单片机应用系统设计的一般流程 5.2 单片机汇编程序的编辑方法 5.3 源程序的编译
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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。
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