[发明专利]规定存取属性的存储器保护方法和电路

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及一种存储器保护技术，它尤其涉及用于单独由地址范围规定有关存取的属性的一种方法和电路。

2.相关技术的描述

微处理器和其他的数据处理装置通过将地址发给逻辑地址空间中的存储器或其他设备(在下文中简称为“设备”)来执行读、写等的存取。根据地址，经常可以定义各个逻辑区域：在哪些区域中允许读、写，在哪些区域只可以允许读取，或者在哪些区域中不允许读、写。例如，有关存取的这些特征(在下文中称作“存取属性”或简称为“属性”)有时可以以称作“页”的逻辑区域为单元来加以设置。通过设置属性来禁止或限制设备的数据的重写或读取，这通常被称作“保护”。

第6,021,476号美国专利中指出存储器保护电路的一个例子，在该存储器保护电路中，由地址范围单独规定属性。在根据该美国专利的这种电路中，可以规定多个逻辑区域的每个地址范围，并为每个逻辑区域固定不变地预定优先权。当由微处理器发出的地址包含在多个逻辑区域的一个地址范围中时，选择具有最高优先权的逻辑区域(在下文中也称作“最高优先权区域)，并根据为该逻辑区域确定的属性来执行存取。

例如，在4KB的操作系统(在下文中描述为“OS”)程序区域和12KB的用户程序区域被映射入16KB的RAM的情况下，16KB的区域一般首先被分成四个区域(每个区域为4KB)，然后，它们中的一个区域被分配给“OS程序区域”，而剩余的三个区域被分配给“用户程序区域”。这至少要求四次设置操作。但是，在上述的美国专利的情况下，如果16KB的整个区域被映射入“用户程序区域”，然后只映射其4KB的部分以便在“OS程序区域”中重叠，且该4KB的优先权被设置得更高，那么，就可以达到这个目的。这只要求对两个区域进行定义，从而简化了设置。

但是，发明者已经认识到，由于在上述专利中为逻辑区域提供固定的优先权，因此，在改变存储器映射之后的设置变化方面有改进的余地。例如，考虑一种情况：其中，包含地址0xffff8000(0xffff8000指出十六进制符号中的ffff8000；在下文中，“0x”用类似的方式代表十六进制)～0xfffff7ff的30KB逻辑区域的属性是完全存取，这意味着可读取、可写入和可高速缓存；包含地址0xfffff800～0xffffffff的2KB逻辑区域的属性是只读和可高速缓存。在上述的美国专利的情况下，当属性事先被固定为：

逻辑区域0＜逻辑区域1＜逻辑区域2时，也就是说，当逻辑区域2被固定为最高优先权区域时，进行以下设置：

关于逻辑区域0：

地址范围是32KB，从0xffff8000到0xffffffff。

属性是完全存取和可高速缓存。

关于逻辑区域1：

地址范围是2KB，从0xfffff800到0xffffffff。

属性是只读和可高速缓存。

这里，考虑存储器映射变化的一种情况：其中，30KB完全存取和可高速缓存的逻辑区域中只有6KB的属性被改变成只读和不可高速缓存。然后，将进行以下设置：

关于逻辑区域0：

地址范围是32KB，从0xffff8000到0xffffffff。

属性是完全存取和可高速缓存。

关于逻辑区域1：

地址范围是8KB，从0xffffe000到0xffffffff。

属性是只读和不可高速缓存。

关于逻辑区域2：

地址范围是2KB，从0xfffff800到0xffffffff。

属性是只读和可高速缓存。

这里，在存储器映射变化之前是只读和可高速缓存的2KB逻辑区域即使在存储器映射变化之后也保留相同的地址范围和只读与可高速缓存的相同属性，但是，关于那个逻辑区域，在存储器映射变化之前为逻辑区域1设置的地址范围和属性必须被改变成逻辑区域2的设置。这样，在存储器保护电路由微处理器的程序来设置的情况下，程序的变化很复杂，因而要求工作极其仔细。

而且，在程序通过动态地改变属性来保护存储器的情况下，自然希望较少处理步骤用于设置变化。

发明概述