[發明專利]交換機中的地址緩存

有效

• 申請號: 202010138874.9
• 申請日: 2016-06-24
• 公開（公告）號: CN111522755B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 本杰明·C·謝布里
• 申請（專利權）人: 谷歌有限責任公司
• 主分類號: G06F12/1027
• 分類號: G06F12/1027;G06F12/1045;G06F12/14;G06F12/0813;G06F3/06;G06F12/0882;G06F12/10;G06F12/1081;G06F13/40;G06F12/1036;G06F12/109
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 周亞榮;鄧聰惠

本申請涉及交換機中的地址緩存。方法、系統和設備包括在計算機存儲介質上編碼的計算機程序，用于將地址存儲在交換機的存儲器中。系統中的一個包括：交換機，其在交換機與每個裝置之間的總線上沒有任何部件的情況下，從連接至總線的裝置接收分組并且將分組遞送至連接至總線的裝置；集成到交換機中的存儲器，用于存儲虛擬地址到物理地址的映射；以及集成到交換機中的存儲介質，其存儲指令，指令可由交換機執行以使交換機執行操作，操作包括：接收對通過總線連接至交換機的裝置的地址轉換請求的響應，響應包括虛擬地址到物理地址的映射，以及響應于接收到響應，將虛擬地址到物理地址的映射存儲在存儲器中。

分案說明

本申請屬于申請日為2016年6月24日的中國發明專利申請No.201680028182.0的分案申請。

技術領域

本說明書涉及交換機，例如，交換芯片。

背景技術

針對轉換請求以及為了運行虛擬機器的系統中的保護，輸入/輸出存儲器管理單元(IOMMU)巡行頁表以轉換裝置地址。在一些示例中，IOMMU可以進行部分頁面巡行緩存，例如，a)以在有限存儲器可用時節省空間、b)在IOMMU與對大量裝置的轉換請求做出響應時、或者這兩種情況時。

外圍部件互連Express(PCIe)地址轉換服務(ATS)允許裝置向IOMMU請求地址轉換，并且將該轉換本地緩存在裝置上，例如，在轉換旁視緩沖器(TLB)中。在一些實例中，裝置的TLB可能不會大到足以存儲該裝置將使用的所有虛擬地址到物理地址的映射。

發明內容

用于例如PCI或者外圍部件互連Express(PCIe)總線的總線的交換芯片接收轉換的地址，并且使用轉換的地址來驗證來自連接到至少部分地由交換芯片管理的總線的裝置的存儲器訪問請求是有效的。例如，交換芯片可以將頁表存儲在高速緩存中或者將虛擬地址到物理地址的映射存儲在轉換旁視緩沖器(TLB)中，并且使用來自頁表或者TLB的地址來對來自連接到至少部分地由交換芯片管理的總線的裝置的轉換請求做出響應、驗證來自這些裝置的訪問請求、或者兩者。出于簡潔起見，本說明書可以涉及“連接至交換芯片的”裝置，將此理解為意味著連接到至少部分地由交換芯片來控制或者管理存儲器請求和地址轉換請求的總線或者點到點連接。

交換芯片可以包括輸入/輸出存儲器管理單元，該輸入/輸出存儲器管理單元存儲每個裝置的頁表或者頁表的一部分。當交換芯片從裝置接收轉換請求時，交換芯片可以將該轉換請求提供給集成的IOMMU，從集成的IOMMU接收物理地址作為響應，并且將物理地址提供給裝置。

當交換芯片從裝置接收包括物理地址的存儲器訪問請求時，交換芯片使用裝置的存儲在集成的IOMMU中的頁表來驗證頁表包括物理地址，并且如果頁表包括物理地址，則允許裝置訪問對應存儲器位置。如果頁表不包括物理地址，則交換芯片防止裝置訪問存儲器位置。

在一些示例中，交換芯片包括TLB例如高速緩存，在該TLB中交換芯片例如每裝置地存儲將虛擬地址映射至物理地址的表格。交換芯片可以使用裝置與交換芯片通信的端口號將特定表格與裝置相關聯。

當交換芯片從裝置接收具有特定虛擬地址的地址轉換請求時，交換芯片確定TLB是否包括針對特定虛擬地址的映射，并且如果包括，則將對應物理地址提供給裝置。如果不包括，則交換芯片將地址轉換請求轉發至另一裝置例如根復合體，并且從該另一裝置接收響應。交換芯片將響應轉發至請求裝置并且將響應緩存在TLB中。當交換芯片包括每裝置的TLB時，交換機可以僅在該特定裝置的TLB中查找該映射，并且如果映射未存儲在該TLB中，則將從其它裝置接收到的映射存儲在裝置的TLB中。

當交換芯片從裝置接收訪問請求時，交換芯片使用裝置的TLB來驗證裝置是否具有訪問由在訪問請求中包括的物理地址識別的存儲器位置的權限，例如是否該物理地址包括在裝置的TLB中。如果物理地址處于裝置的TLB中，則交換芯片允許裝置訪問存儲器位置。如果物理地址不在裝置的TLB中，則交換芯片防止裝置訪問存儲器位置，并且例如不將請求轉發至另一裝置。