[发明专利]一种面向非易失性存储器的恶意读写程序监控装置及方法

说明书

本发明公开了一种面向非易失性存储器的恶意读写程序监控装置，所述装置包括第一模块、第二模块、第三模块和第四模块，所述第一模块，包括写次数管理单元、PM页损耗均衡管理单元和PM页恶意写管理单元，该模块用于记录PM物理页的写次数以及PM物理页的所有映射关系，所述第二模块，包括计数器、PM页累计命中记录器、附加寄存器、随机数生成单元和计算单元，用于检测当前程序在其对应物理页上的写频繁程度，所述第三模块，由决策逻辑单元组成，用于决策当前程序的恶意程度和相应均衡措施，所述第四模块，由DRAM_Reserve表组成，用于管理判定为恶意程序所对应的物理页。

技术领域

本发明属于计算机系统结构技术领域，特别涉及一种面向非易失性存储器的恶意读写程序监控装置及方法。

背景技术

在计算机体系结构设计中，由于PM寿命的限制，技术人员不仅要考虑其均匀损耗的问题，更要防止恶意程序对PM进行连续长时间的写，否则，PM极容易在短时间内遭受损害。因此，专门针对PM的恶意程序的检测和控制是十分必要且具有积极的意义。然而，现有技术中鲜有这方面的研究。

在本领域，涉及的术语如下。

DRAM：Dynamic Random Access Memory，动态随机存储器，即现阶段广泛使用的内存，其特点是断电后信息丢失，理论上读写寿命不受限制。

SRAM：Static Random Access Memory，静态随机存储器，静止存取数据，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。

PM：Persistent Memory，非易失性内存或持久性内存，STTRAM，PCM，RRAM都属于PM，其特点是断电后信息不丢失，可字节寻址；但读写次数受限制，并且读写不均衡，根据材料的不同，PM写耗费时间大概是其读耗费时间的4到10倍，PM读的时间比DRAM慢1到4倍。

Wear Leveling：损耗均衡，通过跟踪存储器上存储空间的使用情况使数据能够重写到存储器中的不同地方，避免一直写入存储器的同一位置。使用这种方式最大限度使用存储器的各个存储块，减少了存储器的耗损程度。

LRU：Least Recently Used，近期最少使用算法。

发明内容

本发明主要针对PM的恶意程序攻击问题，提供一种在线检测方法，同时提供一种装置使得PM能够均衡损耗和安全损耗，所述装置能够快捷的添加到内存控制器当中。

本发明的技术方案是，一种面向非易失性存储器的恶意读写程序监控装置，所述装置包括第一模块、第二模块、第三模块和第四模块，

所述第一模块，包括写次数管理单元、PM页损耗均衡管理单元和PM页恶意写管理单元，该模块用于记录PM物理页的写次数以及PM物理页的所有映射关系，

所述第二模块，包括计数器、PM页累计命中记录器、附加寄存器、随机数生成单元和计算单元，用于检测当前程序在其对应物理页上的写频繁程度，

所述第三模块，由决策逻辑单元组成，用于决策当前程序的恶意程度和相应均衡措施，

所述第四模块，由DRAM_Reserve表组成，用于管理判定为恶意程序所对应的物理页，

在所述第一模块中：

写次数管理单元由一颗平衡二叉排序树构成，所述的平衡二叉排序树的每个节点由标志位、物理页号、对应物理页号的写次数三个域组成；

PM页损耗均衡管理单元由PM_WH_to_WL表构成，这个表的第一列是按照写次数递减的物理页的页号，第二列是按照写次数递增的物理页的页号；

PM_WH_to_WL表的作用是交换两个物理页时记录其正映射和逆映射关系；