[发明专利]物理内存保护单元、物理内存权限控制方法和处理器

说明书

公开了一种物理内存保护单元、物理内存权限控制方法、处理器和电子装置。该物理内存保护单元包括：多个寄存器，用于存储一条或多条权限表项，所述一条或多条权限表项用于表示一个或多个地址范围的访问权限，且所述多个地址范围并不重合；控制单元，用于根据接收到的物理地址和页面尺寸判断所述物理地址所在的物理页是否仅命中所述一个或多个地址范围中的第一地址范围，如果是，则输出所述第一地址范围对应的访问权限和不跨区的指示。本实施例和传统方案相比，大多数情况下只需要访问一次物理内存保护单元就可以获得物理地址所在的物理页的访问权限(传统方案一般至少需要两次访问)，因此总体上，本实施例将比传统方案执行效率更高。

技术领域

本发明涉及处理器领域，更具体而言，涉及一种物理内存保护单元、物理内存权限控制方法和处理器。

背景技术

在处理器中，物理内存保护单元(Physical Memory Protection Unit)通过表项数据实现内存访问权限控制，通常，物理内存保护单元会存储有若干条权限表项，每条权限表项指定特定地址范围的访问权限(不同的权限表项可指定不同大小的地址范围)，与物理内存保护单元交互的内存管理单元(Memory Management Unit)或其他功能单元从物理内存保护单元获得指定地址的访问权限，以确定对指定地址的访问指令是否可被执行。

但是在高性能处理器中，出于功耗和面积考虑，希望减少对物理内存单元的访问。传统方案中，内存管理单元或其他功能单元会向物理内存保护单元发送起始地址和结束地址，以便于得到从起始地址到结束地址这段地址的访问权限，但是这种方式需要使用起始地址和结束地址先后查询表项数据，并且需要根据表项命中情况以及地址控制模式综合判断访问权限，复杂度高，效率低。另一方面，如果并行处理两个地址的查询操作，则并行性的代价是硬件资源的增加，尤其是地址比较逻辑需要双份。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种物理内存保护单元、物理内存权限控制方法和处理器，以解决以上问题。

为了达到这个目的，第一方面，本公开实施例提供一种物理内存保护单元，包括：

多个寄存器，用于存储一条或多条权限表项，所述一条或多条权限表项用于表示一个或多个地址范围的访问权限，且所述多个地址范围并不重合；

控制单元，用于根据接收到的物理地址和页面尺寸判断所述物理地址所在的物理页是否仅命中所述一个或多个地址范围中的第一地址范围，如果是，则输出所述第一地址范围对应的访问权限和不跨区的指示。

可选地，所述多个寄存器包括：

配置寄存器，用于存储多个配置项，以指示所述一条或多条权限表项的访问权限；

地址寄存器，用于存储多个地址项，以指示所述一条或多条权限表项的地址范围。

可选地，每个所述配置项与一个所述地址项对应，每个所述配置项包含用于表征是否具有读、写和执行的权限的二进制码，每个所述地址项包含用于表征所述地址范围的开始地址和偏移量的二进制码。

可选地，每个所述配置项与相邻的两个所述地址项对应，每个所述配置项包含用于表征是否具有读、写和执行的权限的二进制码，相邻的两个所述地址项分别包含表征所述地址范围的开始地址和结束地址的二进制码。

可选地，所述控制单元适用于：

判断所述物理地址与每个所述地址范围是否在同一个物理页内；

如果所述物理地址与相应的所述地址范围在同一个物理页内，则判断所述页面尺寸是否小于或者等于相应的所述地址范围的大小，如果是，则将相应的所述地址范围的访问权限作为所述第一地址范围的访问权限返回并返回不跨区的指示。

可选地，所述判断所述物理地址与每个所述地址范围是否在同一个物理页内包括：