[發(fā)明專(zhuān)利]指定密鑰辨識(shí)碼進(jìn)行轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)清除的處理器和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111375304.2
• 申請(qǐng)日: 2021-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114064518A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王惟林;管應(yīng)炳;秦岳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海兆芯集成電路有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F12/02
• 分類(lèi)號(hào): G06F12/02;G06F12/0802
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 徐協(xié)成

一種指定密鑰辨識(shí)碼進(jìn)行轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)清除的處理器和方法，提出一指令集架構(gòu)的一指令，指定密鑰辨識(shí)碼進(jìn)行一轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)的清除。將該指令轉(zhuǎn)換為至少一條微指令。根據(jù)該至少一條微指令中的一清除微指令，將一指定密鑰辨識(shí)碼通過(guò)一內(nèi)存順序緩存區(qū)供應(yīng)給該轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)的一控制邏輯電路，使該控制邏輯電路清除該轉(zhuǎn)譯后備緩存區(qū)中、匹配該指定密鑰辨識(shí)碼的條目。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及處理器的轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(Translation Lookaside Buffer，縮寫(xiě)TLB)的管理技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)涉及指定密鑰辨識(shí)碼進(jìn)行轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)清除的處理器和方法

背景技術(shù)

轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(Translation Lookaside Buffer，縮寫(xiě)TLB)又稱(chēng)頁(yè)表緩存、或轉(zhuǎn)址旁路緩存，為中央處理單元的一種緩存，用于加速處理器對(duì)系統(tǒng)內(nèi)存的存取，改進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)存的虛擬地址(VA)到物理地址(PA)的轉(zhuǎn)換速度。轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(TLB)各條目存放虛擬地址(VA)與物理地址(PA)的映射數(shù)據(jù)；一般輸入虛擬地址(VA)進(jìn)行搜尋，搜尋結(jié)果為物理地址(PA)。如果輸入的虛擬地址(VA)在轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(TLB)中存在，匹配的物理地址(PA)即可用于存取系統(tǒng)內(nèi)存，加速系統(tǒng)內(nèi)存的存取。如果輸入的虛擬地址(VA)不存在于轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(TLB)，系統(tǒng)資源須耗費(fèi)在訪問(wèn)存放在系統(tǒng)內(nèi)存和/或相關(guān)緩存結(jié)構(gòu)中的多級(jí)頁(yè)表(即table walk)，耗時(shí)較久。

這樣的轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(TLB)設(shè)計(jì)，可以應(yīng)用到各種類(lèi)型的系統(tǒng)內(nèi)存的存取過(guò)程中；例如，指令轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(ITLB)、以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(DTLB)。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)密和/或敏感數(shù)據(jù)的保護(hù)，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了使用多個(gè)密鑰對(duì)內(nèi)存進(jìn)行加密的透明全內(nèi)存加密(Total Memory Encryption)功能，實(shí)現(xiàn)了以密鑰為粒度對(duì)內(nèi)存進(jìn)行管理；但現(xiàn)有的轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(TLB)缺少相應(yīng)的以密鑰為粒度的管理功能，導(dǎo)致操作系統(tǒng)(Operating System，縮寫(xiě)OS)無(wú)法以密鑰為粒度管理轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)，因而無(wú)法做到只清除對(duì)應(yīng)于指定密鑰的TLB條目。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N以密鑰為粒度管理轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(Translation Lookaside Buffer，縮寫(xiě)TLB)的技術(shù)。

根據(jù)本申請(qǐng)一種實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)的一處理器包括：一內(nèi)存順序緩存區(qū)(memoryordering buffer，縮寫(xiě)MOB)、一轉(zhuǎn)譯后備緩存區(qū)(TLB)、以及一解碼器。該內(nèi)存順序緩存區(qū)(MOB)作為該處理器以及一系統(tǒng)內(nèi)存的通信接口。該轉(zhuǎn)譯后備緩存區(qū)(TLB)緩存多條條目，供該處理器通過(guò)該內(nèi)存順序緩存區(qū)(MOB)查找，用于存取該系統(tǒng)內(nèi)存。該解碼器響應(yīng)指定密鑰辨識(shí)碼進(jìn)行轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)清除的一指令集架構(gòu)(Instruction Set Architecture，簡(jiǎn)稱(chēng)ISA)的一指令時(shí)，轉(zhuǎn)換出至少一條微指令。根據(jù)該至少一條微指令中的一清除微指令，將一指定密鑰辨識(shí)碼通過(guò)該內(nèi)存順序緩存區(qū)(MOB)供應(yīng)給該轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(TLB)的一控制邏輯電路，使該控制邏輯電路清除該轉(zhuǎn)譯后備緩存區(qū)(TLB)中、匹配該指定密鑰辨識(shí)碼的條目。

一種實(shí)施方式中，該轉(zhuǎn)譯后備緩存區(qū)(TLB)各條目載有一密鑰辨識(shí)碼匹配用信息，用以判斷所屬條目是否匹配該指定密鑰辨識(shí)碼。

本申請(qǐng)更公開(kāi)一種指定密鑰辨識(shí)碼進(jìn)行轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)清除的方法，包括：響應(yīng)指定密鑰辨識(shí)碼進(jìn)行轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)清除的一指令集架構(gòu)(ISA)的一指令時(shí)，轉(zhuǎn)換出至少一條微指令；以及根據(jù)該至少一條微指令中的一清除微指令，將一指定密鑰辨識(shí)碼通過(guò)一內(nèi)存順序緩存區(qū)(MOB)供應(yīng)給一轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(TLB)的一控制邏輯電路，使該控制邏輯電路清除該轉(zhuǎn)譯后備緩存區(qū)(TLB)中、匹配該指定密鑰辨識(shí)碼的條目。

根據(jù)本申請(qǐng)技術(shù)，使轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(TLB)具備相應(yīng)的以密鑰為粒度的管理功能；當(dāng)啟用透明全內(nèi)存加密功能時(shí)，操作系統(tǒng)可以以密鑰為粒度管理轉(zhuǎn)譯后備緩存區(qū)(TLB)。

下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明內(nèi)容。

附圖說(shuō)明