[发明专利]一种处理器及内核切换处理方法

说明书

本发明公开了一种处理器，具有可信内核和非可信内核。该处理器包括程序状态寄存器、切换状态寄存器和切换控制单元。程序状态寄存器适于存储当前内核标识位和起始内核标识位。当前内核标识位指示处理器的当前内核为可信内核还是非可信内核，以及起始内核标识位指示处理器在切换到当前内核之前的内核为可信内核还是非可信内核。切换状态寄存器适于存储切换状态标识位。切换状态标识位指示内核切换方式。切换控制单元适于接收内核切换请求，并根据当前内核标识位、起始内核标识位和切换状态标识位来处理内核切换请求以进行内核切换。本发明还公开了一种在该处理器中执行的内核切换请求处理方法和包含该处理器的片上系统。

技术领域

本发明涉及处理器领域，尤其涉及具有可信内核和非可信内核的处理器领域。

背景技术

在移动互联网和物联网领域，为了安全考虑，在处理器的运行模式中新增一种可信世界状态，将处于可信世界的处理器、可信属性的系统IP以及其他系统中敏感、重要的软硬件资源划分到可信世界中，并通过硬件机制保证可信世界中的资源只能被可信世界中的成员所访问，从而实现可信世界与非可信世界的隔离，确保安全资源的机密性以及完整性。

为此，可以在处理器中增加可信内核，并且增加可信内核运行模式，让一些有安全需求的程序在可信内核中执行。处理器因此需要在运行期间进行内核切换，即进行世界切换。如何快速且安全地进行内核切换是本领域所需要解决的问题。

特别是诸如IoT设备之类的智能设备。这些设备的数量巨大且分布广泛。和现有的PC或者移动终端等不同，这些设备由于应用于各种不同的场景中而面临更多的安全问题，因此，对于这些设备而言，如果更安全且快速地完成内核切换是亟需解决的问题之一。

发明内容

为此，本发明提供了一种新的内核切换方案，以力图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种处理器，具有可信内核和非可信内核。该处理器包括程序状态寄存器、切换状态寄存器和切换控制单元。程序状态寄存器适于存储当前内核标识位和起始内核标识位。当前内核标识位指示处理器的当前内核为可信内核还是非可信内核，以及起始内核标识位指示处理器在切换到当前内核之前的内核为可信内核还是非可信内核。切换状态寄存器适于存储切换状态标识位。切换状态标识位指示内核切换方式。切换控制单元适于接收内核切换请求，并根据当前内核标识位、起始内核标识位和切换状态标识位来处理内核切换请求以进行内核切换。

可选地，在根据本发明的处理器中，内核切换请求包括切换发起请求和与切换发起请求相对应的切换返回请求，且切换发起请求具有对应的内核切换方式，以及切换控制单元适于在接收到切换发起请求时，根据处理器的当前内核来设置起始内核标识位，根据与切换发起请求相对应的内核切换方式来设置切换状态标识位，以及根据切换发起请求的目标内核来设置当前内核标识位以进行内核切换；以及切换控制单元还适于在接收到切换返回请求时，根据起始内核标识位的值来确定切换返回请求的目标内核，根据切换状态标识位确定与切换返回请求相对应的切换发起请求，以及根据所确定的目标内核来设置当前内核标识位以进行内核切换。

可选地，在根据本发明的处理器中，内核切换方式包括对应于切换指令的方式和对应于中断的方式，以及处理器还包括指令执行单元和中断发起单元。指令执行单元耦接到切换控制单元，并适于执行切换指令以向切换控制单元发出对应于切换指令的切换发起请求，以及执行返回指令以向切换控制单元发出切换返回请求。中断发起单元耦接到切换控制单元，并适于产生中断以向切换控制单元发出对应于该中断的切换发起请求。

可选地，根据本发明的处理器还包括：现场维护单元，耦接到切换控制单元，适于将处理器的当前内核的现场状态信息存储到堆栈中，以及适于从堆栈中恢复内核的现场状态信息；以及切换控制单元还适于在处理内核切换请求时，指示现场维护单元存储和/或恢复内核现场状态信息。