[发明专利]用于控制将指令分配到指令缓存存储区的设备和方法

说明书

提供了一种用于控制将指令分配到指令缓存存储区中的设备和方法。该设备包括：处理电路，其用于执行指令；提取电路，其用于从存储器提取指令以由处理电路执行；以及指令缓存存储区，其用于存储由提取电路从存储器提取的指令。缓存控制电路响应于提取电路从被确定为指令流改变指令的目标地址的存储器地址提取目标指令，至少在存储器地址在特定地址范围内时，阻止将所提取的目标指令分配到指令缓存存储区，除非所提取的目标指令是至少一种特定类型的指令。已经发现，这种方式能够抑制基于推测的缓存定时边信道攻击的执行。

技术领域

本公开涉及一种用于控制将指令分配到指令缓存存储区的技术。

背景技术

数据处理设备可以支持指令的推测性执行，其中在知道是否实际上需要执行指令之前，推测性地执行指令。例如，处理设备可以具有用于预测分支指令的结果的分支预测器，使得可以在知道分支的实际结果是什么之前推测性地提取、解码和执行后续指令。如果预测正确，则可以节省执行，因为与仅在实际知道分支结果后才提取后续指令的情况相比，能够更快地执行后续指令。

最近已经发现，在某些情况下，在指令的推测性执行期间将指令分配到缓存存储区可能打开攻击寻求识别敏感数据的源。特别地，近来已经发布了有关基于推测的缓存定时边信道攻击的信息，其中多种技术可以被使用来使得可以滥用缓存定时分析以使信息从指令的错误推测执行中泄漏出。

发明内容

在一个示例配置中，提供了一种设备，包括：处理电路，该处理电路用于执行指令；提取电路，该提取电路用于从存储器提取指令以由处理电路执行；指令缓存存储区，该指令缓存存储区用于存储由提取电路从存储器提取的指令；以及缓存控制电路，该缓存控制电路响应于提取电路从被确定为指令流改变指令的目标地址的存储器地址提取目标指令，至少在存储器地址在特定地址范围内时，阻止将所提取的目标指令分配到指令缓存存储区，除非所提取的目标指令是至少一种特定类型的指令。

在另一示例配置中，提供了一种控制将指令分配到指令缓存存储区的方法，该指令缓存存储区用于存储从存储器提取的以由处理电路执行的指令，该方法包括：响应于从被确定为指令流改变指令的目标地址的存储器地址提取目标指令，至少在存储器地址在特定地址范围内时，阻止将所提取的目标指令分配到指令缓存存储区，除非所提取的目标指令是至少一种特定类型的指令。

在又一示例配置中，提供了一种设备，包括：处理装置，该处理装置用于执行指令；提取装置，该提取装置用于从存储器提取指令以由处理装置执行；指令缓存存储装置，该指令缓存存储装置用于存储由提取装置从存储器提取的指令；以及缓存控制装置，该缓存控制装置响应于提取装置从被确定为指令流改变指令的目标地址的存储器地址提取目标指令，至少在存储器地址在特定地址范围内时，阻止将所提取的目标指令分配到指令缓存存储装置，除非所提取的目标指令是至少一种特定类型的指令。

附图说明

将参考附图中所示的示例，仅通过例示的方式进一步描述本技术，其中：

图1示意性示出了根据一个示例的数据处理设备；

图2A示意性示出了根据一个示例实现方式的特定类型的指令如何可以被用来指示被确定为分支指令的目标地址的存储器地址是合法目标地址，而图2B示出了当分支指令的目标地址识别出特定类型指令之外的指令时，其如何指示目标地址不是合法的目标地址；

图2C是示出了在一个示例实现方式中实现的分支检查过程的流程图；

图3更详细地示出了根据一个示例的在图1的1级指令缓存内提供的组件；以及

图4是示出了在一个示例实现方式中的图3的指令缓存的操作的流程图。

具体实施方式