[发明专利]因指令集而异的执行隔离

说明书

背景

片上系统(SoC)一般指的是作为同一硅芯片的一部分或作为经绑定的或以其他方式封装在一起的芯片的堆叠的(诸)处理器、(诸)外围组件和物理存储器的集成。其他计算系统可包括被设计或连接以一起用于一聚合产品的集成组件。对于集成系统(包括SoC)，可集成一个以上的处理器—甚至一种以上类型的处理器。每一处理器具有在软件和硅之间提供接口的相关联的指令集。这些处理器可使用公共指令集架构或者他们可涉及不同的指令集架构—甚至具有不同的底层微架构实现。

计算系统(包括SoC)中的共同问题是需要与系统中物理存在的相比更多的存储器。虚拟存储器是用于克服物理存储器的限制的一种方法。虚拟存储器提供与物理存储器存在的相比更大的软件地址范围，并增强在多个进程(以及甚至各处理器)之间共享物理存储器。

除了使用虚拟存储器外，某些处理器配置为指令和数据分配分开的存储器位置。指令和数据的分开是提升效率的一种方法，并且该分开可被利用来通过允许处理器从被指定为指令的存储器位置执行代码而不允许处理器从被指定为数据的存储器位置执行代码来改善处理器系统的安全性。通过这种方式，有可能扫描指令以查找恶意代码，并抑制从存储器中被指示为仅存储数据的各区域执行恶意代码。

具有多个处理器和不同的指令集的集成系统(包括SoC设备)对存储器高效但仍安全的使用一直是供探索的途径。

概述

讨论了用于允许多种类型的处理器共享物理存储器的同一页或区域，同时维持指令集执行隔离的技术和系统。

根据一个实现，系统可包括第一处理器；以及与第一处理器共享页表的至少一个附加处理器。共享的页表包括针对第一处理器的第一许可指示符和针对至少一个附加处理器的第二许可指示符，其允许第一处理器和至少一个附加处理器两者存取同一存储器位置，同时维持由第一处理器和至少一个附加处理器使用的不同指令集的执行隔离。

描述了一种存取存储器的方法，该方法包括：存取由第一处理器和与第一处理器共享物理存储器的至少一个附加处理器共享的页表，其中该页表包括针对第一处理器的第一许可指示符和针对至少一个附加处理器的第二许可指示符；以及，基于第一许可指示符或第二许可指示符的值对物理存储器的页执行动作，该值指示与指定的动作有关的许可。

描述了另一种存取存储器的方法，该方法包括：接收虚拟存储器地址；使用由第一处理器和与第一处理器具有不同指令集的至少一个附加处理器共享的页表将该虚拟存储器地址转换成物理存储器地址；以及，利用该页表的许可比特来控制物理存储器存取，这些许可比特包括支持第一处理器的第一许可比特以及适应支持至少一个附加处理器的编码的至少一个许可比特。

提供该概述以便以简化形式介绍概念的选集，所述概念在以下详细描述中被进一步描述。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。

附图简述

图1A-1C示出具有用于共享的存储器和页表的指令集隔离的一些实现的表示的系统示图。

图2示出根据一实施例的可由共享页表和物理存储器的不同处理器执行的两个进程的虚拟地址空间。

图3示出根据一实施例的存取存储器的方法。

详细描述

为了不仅促成对同一物理存储器的共享，并且还促成对页表的共享，可将针对具有不同指令集架构或其他特性的至少一个附加处理器的许可指示符包括在针对集成系统的处理器的页表中。该集成系统可包括SoC，在该SoC中，多个处理器和/或设备被制造在同一片硅上或者被分开地制造或被堆叠在封装中或被分开地制造或被堆叠在封装基底上。

在某些实现中，多个处理器能够通过以下来共享系统存储器同时维持指令集隔离：将用于控制处理器的许可的许可比特的数目相对于存储器页增加至少一个比特，以适应支持附加处理器类型的编码。

可将一个以上的处理器—甚至一种以上类型的处理器—集成在一芯片或封装基底上。例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、图像信号处理器(ISP)和其他处理器可形成该系统的部分。此外，这些处理器中的每一者可提供复数个。此外，可合并各直接存储器存取(DMA)控制器以允许该系统的某些组件独立地存取相关联的存储器。

“存储器”指代逻辑存储器，即操作系统通过使用页表来管理的信息存储。