[發(fā)明專利]推測性特權(quán)提升

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310465288.5
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103713881A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 里卡多·拉米雷斯
• 申請（專利權(quán)）人: 美國博通公司
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30;G06F15/78
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 田喜慶

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及處理器架構(gòu)，更具體地，涉及特權(quán)操作的執(zhí)行。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代處理架構(gòu)中，典型的中央處理單元（“CPU”）同時(shí)對大量執(zhí)行線程進(jìn)行操作，該操作在專用于處理操作系統(tǒng)任務(wù)的線程與用于在該操作系統(tǒng)上執(zhí)行的各種應(yīng)用程序的線程之間進(jìn)行切換。

為了為單獨(dú)的應(yīng)用程序提供一些邏輯保證以及安全性，CPU可限制典型的應(yīng)用程序可利用的這組操作。實(shí)際上，僅僅允許在操作系統(tǒng)的中心（稱為核心）的少量受信任的代碼不受限制地以提升特權(quán)（例如，核心模式、主模式、監(jiān)管模式等）進(jìn)行操作，并執(zhí)行CPU所要求的任何操作。其他應(yīng)用程序（包括該操作系統(tǒng)的其他部分）以較低的安全等級（例如，用戶模式或中間模式）進(jìn)行操作。

有時(shí)，應(yīng)用程序需要使用僅僅以提升的特權(quán)等級可用的受限制的操作。為此，該應(yīng)用程序可對核心執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用（或“syscall”），該系統(tǒng)調(diào)用指示核心為了應(yīng)用程序的利益使用核心的提升特權(quán)執(zhí)行特定操作。然而，系統(tǒng)調(diào)用具有性能問題，為此，典型的解決方案用于允許始終以提升的特權(quán)執(zhí)行某些軟件（例如，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序），而不是必須請求特權(quán)提升。

因此，需要一種用于為一組指令提升特權(quán)的有效技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面，提供了一下方法和處理器：

（1）一種方法，包括：

在處理器的流水線（pipeline，管線）階段（stage，級）中檢測特權(quán)提升指令；

響應(yīng)于所述特權(quán)提升指令的檢測，更新特權(quán)狀態(tài)；以及

將所述特權(quán)狀態(tài)通知給后繼流水線階段。

（2）根據(jù)（1）所述的方法，其中，將所述特權(quán)狀態(tài)通知給所述后繼流水線階段包括：

根據(jù)特權(quán)狀態(tài)存儲(chǔ)器確定當(dāng)前特權(quán)狀態(tài)；以及

發(fā)送指示是否提升所述當(dāng)前特權(quán)狀態(tài)的數(shù)據(jù)位。

（3）根據(jù)（1）所述的方法，其中，檢測所述特權(quán)提升指令包括：

在所述處理器的取指階段檢測所述特權(quán)提升指令。

（4）根據(jù)（1）所述的方法，其中，檢測所述特權(quán)提升指令包括：

檢測系統(tǒng)調(diào)用指令。

（5）根據(jù)（1）所述的方法，其中，檢測所述特權(quán)提升指令包括：

讀取指示指令為特權(quán)提升指令的指令數(shù)據(jù)位。

（6）根據(jù)（1）所述的方法，進(jìn)一步包括：

阻止發(fā)布后繼指令，直到確認(rèn)所述特權(quán)提升指令完成。

（7）根據(jù)（6）所述的方法，進(jìn)一步包括：

在確認(rèn)未執(zhí)行所述特權(quán)提升指令時(shí)，清空所述流水線；以及

將所述特權(quán)狀態(tài)恢復(fù)到與指令路徑誤預(yù)測對應(yīng)的先前狀態(tài)。

（8）根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括：

允許以提升的特權(quán)發(fā)布后繼指令。

（9）根據(jù)（8）所述的方法，進(jìn)一步包括：

在確認(rèn)所述特權(quán)提升指令完成時(shí)，退回所述后繼指令的結(jié)果。

（10）根據(jù)（8）所述的方法，進(jìn)一步包括：

在確認(rèn)未執(zhí)行所述特權(quán)提升指令時(shí)，清空并恢復(fù)所述流水線。

（11）一種處理器，包括：

處理流水線，以硬件實(shí)現(xiàn)；

特權(quán)狀態(tài)存儲(chǔ)器，被配置為儲(chǔ)存特權(quán)狀態(tài)；以及

所述處理流水線的流水線級，被配置為檢測特權(quán)提升指令，響應(yīng)于所述特權(quán)提升指令的檢測，更新所述特權(quán)狀態(tài)，并將所述特權(quán)狀態(tài)通知給后繼流水線級。

（12）根據(jù)（11）所述的處理器，其中，所述流水線級進(jìn)一步被配置為根據(jù)所述特權(quán)狀態(tài)存儲(chǔ)器確定當(dāng)前特權(quán)狀態(tài)，并發(fā)送指示是否提升所述當(dāng)前特權(quán)狀態(tài)的數(shù)據(jù)位。

（13）根據(jù)（11）所述的處理器，其中，所述流水線級包括取指令級。

（14）根據(jù)（11）所述的處理器，其中，所述流水線級進(jìn)一步被配置為檢測系統(tǒng)調(diào)用指令。

（15）根據(jù)（11）所述的處理器，其中，所述流水線級進(jìn)一步被配置為讀取指示指令為特權(quán)提升指令的指令數(shù)據(jù)位。

（16）根據(jù)（11）所述的處理器，進(jìn)一步包括：

所述處理流水線的第二流水線級，被配置為阻止發(fā)布后繼指令，直到確認(rèn)所述特權(quán)提升指令完成。

（17）根據(jù)（16）所述的處理器，其中，所述處理流水線被配置為在確認(rèn)未執(zhí)行所述特權(quán)提升指令時(shí)清空，并且將所述特權(quán)狀態(tài)恢復(fù)為與指令路徑誤預(yù)測對應(yīng)的先前狀態(tài)。

（18）根據(jù)（11）所述的處理器，進(jìn)一步包括：

所述處理流水線的第二流水線級，被配置為允許以提升的特權(quán)發(fā)布后繼指令。