[发明专利]利用存取和故障逻辑信号保护主存储器单元的设备和方法

权利要求书

1、一种通过数据处理器而控制对包含在主存储单元中的指令和/或数据元素的访问和应用的设备，所述主存储单元划分成包含所述元素的页面，每一页面包括具有至少一个页面表项的页面表，所述设备的特征在于包括：

一个访问特权控制器，响应相应于该页面的一个页面表项中的访问特权字段，用来确定对所述主存储器一个页面中元素的访问权限；

一个应用控制器，用来确定应用权限，该应用权项控制一个页面中的元素可能被投入的应用，所述应用控制器响应相应于该页的一个页面表项中的应用字段而确定该应用权限；并且

所述数据处理器响应于访问特权控制器确定的访问权限和应用控制器确定的应用权限，访问和应用所述主存储器的页面中的元素。

2、如权利要求1的设备，其特征在于，所述数据处理器按用户方式或者内核方式而操作，所述访问特权控制器按照所述数据处理器正在操作的方式允许对所述指令或数据元素的访问。

3、如权利要求1的设备，其特征在于，所述访问特权控制器和所述应用控制器始终允许指令元素被执行。

4、如权利要求1的设备，其特征在于，所述处理器包括一个高速缓存单元，所述设备还包括一个地址控制器，该地址控制器响应于一个页面表项的地址字段，用来对所述高速缓存单元中数据元素编址。

5、如权利要求1的设备，其特征在于，所述数据处理器产生所述元素的多个虚地址和各所述虚地址相关的一个地址空间号，所述设备还包括：

一个翻译缓冲器，用来将所述虚地址翻译成物理地址，所述翻译缓冲器具有相应于待翻译的各虚地址的第二地址空间号;和

一个比较器，当所述页面表中的一个字段位位置被设定时，该比较器对于待由所述翻译缓冲器翻译的各虚地址将相应于所述虚地址的所述地址空间号与一个相应的第二地址空间号进行比较，所述翻译缓冲器仅当所述比较器确定了那些相应的第一和第二地址空间号相同时才被用于翻译一个虚地址。

6、如权利要求1的设备，其特征在于，所述页面表包括一个项，该项识别是否一个高速缓存器可相应于所述数据处理器提供的一个虚地址。

7、如权利要求1的设备，其特征在于，所述访问特权控制器和所述应用控制器当一个正一执行的指令规定与所述存储器的一个页面相关的指令或数据元素的活动时，能够与操作系统通信。

8、如权利要求1的设备，其特征在于，所述数据处理器具有用来执行非特权指令的用户操作方式和用来执行非特权和特权指令的内核操作方式，其中所述应用字段包括：

第一字段位置，它允许在用户方式的读访问;

第二字段位置，它允许在用户方式的写访问;

并且，其中所述访问特权字段包括：

第一字段位置，它允许在所述内核方式的读访问;

第二字段位置，它允许在所述内核方式的写访问。

9、如权利要求8的设备，其特征在于所述应用字段的访问特权字段包括：

第一字段位置，它允许数据处理器执行指令或数据元素的写操作;

第二字段位置，它允许数据处理器执行指令或数据元素的读操作;

第三字段位置，它允许数据处理器执行指令或数据元素的执行操作。

10、如权利要求9的设备，其特征在于，所述页面表包括一个有效性字段，该有效性字段指示所述主存储器单元相应页面中的有效指令或数据元素的存在。

11、一种通过包括着访问特权控制器和应用控制器的数据处理器而控制对包含在主存储单元中的指令和/或数据元素的访问和应用的方法，所述主存储器单元划分成包含所述元素的页面，每一页面包括具有至少一个页面表项的页面表，所述方法的特征在于包括以下步骤：

响应相应于所述页面的一个页面表项中的访问特权字段而确定对所述主存储器的一个页面内的元素的访问权限;

确定控制一个页面中的元素可能被投入的应用的应用权限，所述应用控制器响应相应于所述页面的一个页面表项中的应用字段而确定所述应用权限;

所述主存储器的页面中的所述访问和应用元素响应于由所述访问特权控制器确定的访问权限和由所述应用控制器确定的应用权限。