用户程序可以在由操作系统加载时通过指定整个eflags设置，操作系统如何设置自己的IOPL呢，即使内核IOPL为0也得写进去eflags寄存器中才生效。可惜的是，没有直接读写eflags寄存器的指令，不过可以通过将栈中数据弹出到eflags寄存器中来实现修改。可以先用pushf指令将eflags整体压入栈，然后在栈中修改相应位，再用popf指令弹出到eflags寄存器中。另外一个可利用栈的指令是iretd，用iretd指令从中断返回时，会将栈中相应位置的数据当成eflags的内容弹出到eflags寄存器中。所以可以改变IOPL的指令只有popf和iretd指令，依然是只有在0特权下才能执行。如果在其它特权级下执行此指令，处理器也不会引发异常，只是没任何反应。

接下来看看IO位图是怎么回事。

假如，数值上CPL <= IOPL，程序既可以执行IO特权指令，又可以操作所有的IO端口。倘若数值上CPL > IOPL，程序也不是完全无法进行任何IO操作，有点奇怪是不，似乎和咱们的逻辑不符，其实这样是有道理的。

之前说过，IOPL是所有IO端口的开关，不过，这个开关还留有余地，如果将开关打开，便可以访问全部65536个端口，如果开关被关上，即数值上CPL > IOPL，则可以通过IO位图来设置部分端口的访问权限。也就是说，先在整体上关闭，再从局部上打开。这有点像设置防火墙的规则，先默认为全部禁止访问，想放行哪些端口再单独打开。

处理器为什么允许这么做呢？原因是为了提速。

如果所有IO端口访问都要经过内核的话，由低特权级转向高特权级时是需要保存任务上下文环境的，这个过程也是要消耗处理器时间，随着端口访问多起来，时间成本还是很可观的。这一典型的应用就是硬件的驱动程序，它位于特权级1。

什么是驱动程序？

驱动程序就是通过in、out等IO指令直接访问硬件的程序，它为上层程序提供对硬件的控制访问，相当于硬件的代理，程序员通过它就免去了学习硬件控制的相关知识，简化了程序设计。

所以说，驱动程序肯定是要直接控制IO端口的，尽管它可以像linux那样位于0特权级，但它位于1特权级时，依然可以直接操作硬件端口。

即使是在3特权级下，也要考虑某些需要快速反应的场合，比如某个应用程序需要快速的以硬件交互，所以处理器允许通过I/O位图来为3特权级程序打开某些端口的控制。这些规则同样适用于2特权级，也就是说在任意特权级下，处理器都可以通过I/O位图为相应特权级的程序开启特定的端口。

欲知I/O位图是怎么回事，咱们先把位图的概念明确。

位图就是bit map，map就是映射，建立的是某种对应关系，像地图那样，图上某个区域代表实际地理范围，bit就是位，bit map就是用一个bit映射到某个实际的对象。位图这种结构的操作单位就是bit，所以位图其实就是一串二进制01数字，对位图的操作也就是读写相应的位，处理器中对内存的访问是以字节为单位，不能直接操作位，所以对于操作位图，简单说来就是先将该位所在的字节读到内存，若是想将该位置为1，可以用1对该位进行或’运算，若想将该位清0，可以用0对该位进行’与’运算，以后咱们少不了操作位图，到时候再实践。

intel处理器最大支持65536个端口，它允许任务通过I/O位图来开启特定端口，位图中的每一bit代表相应的端口，比如第0个bit表示第0个端口，第65535个bit表示第65535个端口，65536个端口号占用的位图大小是63356/8=8192字节，即8KB。I/O位图中如果相应bit被置为0，表示相应端口可以访问，否则为1的话，表示该端口禁止访问。如图

再次声明，I/O位图只是在数值上CPL > IOPL，即当前特权级比IOPL低时才有效，若当前特权级大于等于IOPL，任何端口都可直接访问不受限制。

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