[發明專利]用于內核空間和用戶空間的存儲器管理系統和方法

有效

• 申請號: 201880054625.2
• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號: CN110998552B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 蔣曉維;李舒
• 申請（專利權）人: 阿里巴巴集團控股有限公司
• 主分類號: G06F13/00
• 分類號: G06F13/00
• 代理公司: 北京清源匯知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11644
• 代理人: 馮德魁;竇曉慧

本申請提供一種用于內核空間和用戶空間的存儲器管理系統和方法。用于內核空間和用戶空間的存儲器管理的示例性系統可以包括第一存儲單元，該存儲單元被配置為存儲與內核空間相對應的第一根頁表索引。該系統還可以包括第二存儲單元，該存儲單元被配置為存儲與用戶空間相對應的第二根頁表索引。該系統可以進一步包括與第一和第二存儲單元可通信連接的控制單元，該控制單元被配置為：根據操作系統內核的第一根頁表索引將第一虛擬地址轉換為第一物理地址，根據用戶進程的第二根頁表索引將第二虛擬地址轉換為第二物理地址。

技術領域

本申請涉及存儲器管理，尤其涉及一種計算機中用于內核空間和用戶空間的存儲器管理系統和方法。

背景技術

在傳統計算機中，存儲在存儲器中的指令和/或數據可以通過使用虛擬地址來尋址。當進程需要訪問指令和/或數據時，需要將虛擬地址轉換為存儲器的物理地址，并相應地檢索指令和/或數據。操作系統(Operating?System，OS)內核可以使用一個或更多個頁表將虛擬地址轉換為物理地址。例如，Linux內核可能使用三級頁表將32位虛擬地址轉換為頁面大小為4千字節(KB)的32位物理地址。

目前，操作系統內核可以將虛擬地址分成分別用于OS內核(或其它OS內核)和用戶進程的內核空間和用戶空間。內核空間通常以較高的中央處理權限進行處理，而用戶空間則可能以較低的CPU權限級別進行處理。操作系統內核和用戶進程可以具有各自的根頁表索引，但它們通常共享用于虛擬到物理地址映射相同的頁表。然而，這樣的設計可能無法有效地利用存儲器空間。此外，這可能會引起安全問題。例如，攻擊者可能通過OS內核和用戶進程之間的常見頁表，欺騙OS內核在用戶空間中執行惡意程序。此外，另一方面，典型的頁表條目可能沒有空間用于新興功能，例如作為在32位計算機系統中增強病毒防護的不可執行(No-eXecute，NX)位。期待有新的用于內核空間和用戶空間的存儲器管理方法和系統以增強對惡意軟件、間諜軟件和/或病毒的防護。

發明內容

本公開實施例提供一種用于計算機、設備或系統的內核和用戶空間的存儲器管理改進的方法和系統。

這些實施例包括用于內核空間和用戶空間的存儲器管理系統。所述系統可以包括第一存儲單元，所述第一存儲單元被配置為存儲與內核空間相對應的第一根頁表索引。該系統還可以包括第二存儲單元，該第二存儲單元被配置為存儲與用戶空間相對應的第二根頁表索引。該系統還可以包括與第一和第二存儲單元可通信連接的控制單元，所述控制單元被配置為：根據操作系統內核的第一根頁表索引將第一虛擬地址轉換為第一物理地址，根據用戶進程的第二根頁表索引將第二虛擬地址轉換為第二物理地址。

這些實施例還包括內核空間和用戶空間的存儲器管理方法。所述方法可包括獲取與內核空間相對應的第一根頁表索引。該方法還可包括獲取與用戶空間相對應的第二根頁表索引。該方法還可進一步包括根據操作系統內核的第一根頁表索引將第一虛擬地址轉換為第一物理地址。此外，該方法可包括根據用戶進程的第二根頁表索引將第二虛擬地址轉換為第二物理地址。

此外，這些實施例還包括存儲有指令的非暫時性的計算機可讀介質，所述指令可由一個或更多個設備的處理器執行以使設備執行內核空間和用戶空間的存儲器管理方法。該方法可以包括獲取與內核空間相對應的第一根頁表索引。該方法還可包括獲取與用戶空間相對應的第二根頁表索引。該方法還可進一步包括根據操作系統內核的第一根頁表索引將第一虛擬地址轉換為第一物理地址。此外，該方法還可包括根據用戶進程的第二根頁表索引將第二虛擬地址轉換為第二物理地址。

所公開的實施例的附加目的和優點將在以下描述中部分的進行闡述，并且部分地將從說明書中顯而易見，或者可以通過對實施例的實踐而獲知。可以通過權利要求中闡述的要素和組合來實現和獲得公開的實施例的目的和優點。

應該理解，以上的一般描述和以下的詳細描述僅僅是示例性和說明性的，其不應限制所要求保護的本發明。

附圖說明

現在提供本公開示例性實施例的參考附圖。在附圖中: