[發(fā)明專利]處理器、區(qū)分系統(tǒng)管理模式條目的方法以及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811067012.0
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN109240950B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 密斯瓦納斯·摩罕
• 申請（專利權(quán)）人: 上海兆芯集成電路有限公司
• 主分類號: G06F12/1027
• 分類號: G06F12/1027
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

一種處理器、區(qū)分系統(tǒng)管理模式條目的方法以及存儲介質(zhì)。處理器包括：存儲器，用于存儲表示處理器是否處于系統(tǒng)管理模式(SMM)的SMM值；轉(zhuǎn)譯地址高速緩沖存儲器(TAC)，包括用于存儲地址轉(zhuǎn)譯的多個條目，各條目包括SMM標(biāo)識符；命中邏輯，用于將查找地址與TAC中所存儲的地址轉(zhuǎn)譯進行比較以判斷命中，僅在條目的相應(yīng)SMM標(biāo)識符與SMM值相匹配的情況下，才判斷為命中；以及條目邏輯，用于選擇TAC中的用于存儲所確定的地址轉(zhuǎn)譯的條目，并且對TAC中的所選擇的條目的SMM標(biāo)識符進行編程以匹配SMM值。處理器還可包括：刷新邏輯，用于區(qū)分SMM條目；以及處理邏輯，用于在進入和/或退出SMM的情況下命令進行刷新。在進入和退出SMM的情況下非SMM條目可保持在TAC中。

本申請是申請日為2015年12月1日、申請?zhí)枮?01510869158.7、發(fā)明名稱為“處理器和區(qū)分系統(tǒng)管理模式條目的方法”的申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及處理器的轉(zhuǎn)譯地址高速緩沖存儲器中的條目，尤其涉及用于區(qū)分轉(zhuǎn)譯地址高速緩沖存儲器中的系統(tǒng)管理模式(SMM)條目以使得能夠在進入和/或退出SMM時維持非SMM條目的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代處理器支持虛擬存儲器性能。虛擬存儲器系統(tǒng)將程序所使用的虛擬地址映像到或轉(zhuǎn)譯成硬件所使用的物理地址以對存儲器進行尋址。虛擬存儲器具有如下優(yōu)點：對程序隱藏物理存儲器的碎片狀態(tài)、便于進行程序復(fù)位位、并且允許程序看到比可用的實際物理存儲器大的存儲器地址空間。這些優(yōu)點在利用多個程序或處理來支持處理器的分時的現(xiàn)代系統(tǒng)中特別有益。

操作系統(tǒng)創(chuàng)建并且維持在頁式虛擬存儲器系統(tǒng)中經(jīng)常被稱為頁表的將虛擬地址映像到物理地址的存儲器轉(zhuǎn)譯表。這些轉(zhuǎn)譯表可以采用表的層級體系的形式，其中這些表中的一些表將虛擬地址映像到中介表地址。在程序使用虛擬地址來訪問存儲器的情況下，訪問這些轉(zhuǎn)譯表以實現(xiàn)虛擬地址向其物理地址的轉(zhuǎn)譯、通常被稱為頁表查找或“表查找(tablewalk)”。用以訪問該轉(zhuǎn)譯表的額外存儲器訪問，將對向存儲器獲得程序所期望數(shù)據(jù)或指令的最終訪問產(chǎn)生明顯的延遲。

現(xiàn)代處理器包括一個或多個轉(zhuǎn)譯地址高速緩沖存儲器以通過解決存儲器訪問和延遲問題來改善性能。轉(zhuǎn)譯地址高速緩沖存儲器可以包括轉(zhuǎn)譯后備緩沖器(TLB)。TLB是對虛擬向物理的地址轉(zhuǎn)譯進行高速緩存、以大大降低需要表查找的可能性的處理器的硬件結(jié)構(gòu)。將要轉(zhuǎn)譯的虛擬地址與TLB中的先前存儲的虛擬地址進行比較，并且如果虛擬地址在TLB中命中(例如，在發(fā)現(xiàn)虛擬地址匹配的情況下)，則TLB提供物理地址。相比于訪問存儲器中的轉(zhuǎn)譯表以進行表查找所需的時間，從TLB中檢索物理地址所消耗的時間少得多。TLB的效率(命中率)對于處理器性能而言至關(guān)重要。

轉(zhuǎn)譯地址高速緩沖存儲器還可以包括對頁表中的一個或多個頁表的信息進行高速緩存的分頁結(jié)構(gòu)高速緩沖存儲器。例如，一些分頁模式可以使用4級頁映射表(PML4)、頁目錄指針表(PDPT)、頁目錄(PD)和頁表(PT)，而高速緩沖存儲器可為這些頁表中的一個或多個頁表進行設(shè)置，分頁結(jié)構(gòu)高速緩沖存儲器包含這些分頁高速緩沖存儲器中的任一個或多個。這樣，即使在TLB中發(fā)生未命中，在所請求的地址轉(zhuǎn)譯被高速緩存在分頁結(jié)構(gòu)高速緩沖存儲器內(nèi)的情況下，也可以大大加速表查找處理。

現(xiàn)代處理器和處理系統(tǒng)支持正常處理被中斷并暫停的系統(tǒng)管理模式(SMM)，以響應(yīng)于諸如SMM中斷(SMI)等的外部激發(fā)而進入SMM操作。SMM操作通常是臨時的，其中可以在正常處理被中斷的點處恢復(fù)該正常處理。SMM對于進入任一個或多個低電力模式以節(jié)約電力而言特別有利。處理器響應(yīng)于設(shè)置為SMM中斷而進入SMM。在進入SMM之前，處理器微碼將處理器的狀態(tài)保存在SMM保存區(qū)域中并且將處理器置入已知狀態(tài)。該已知狀態(tài)可被視為隔離操作模式，該模式用以進行與正常操作模式分開的一個或多個有價值的功能、諸如進行省電功能等。在期望返回至正常操作模式的情況下，執(zhí)行恢復(fù)(RSM)指令以退出SMM。在退出SMM的過程中，微碼從SMM保存區(qū)域恢復(fù)所保存的狀態(tài)并且使處理器返回進入在SMI之前所存在的操作模式。