[发明专利]隐藏存储器访问模式

说明书

背景技术

在基于处理器的系统上执行的程序在程序访问存储器时的访问模式可能会不经意地暴露该程序的私有或者机密的信息。例如，对秘密加密密钥进行编码或者译码的应用程序的访问模式在一些情况下可以用于确定密钥中的比特值。使用此类信息泄露的其他应用也需要正视。

在一个具体实例中，如果在基于处理器的系统上执行的两个线程(在该申请的情况下也可互换地称为“进程”)共享一个高速缓冲存储器(高速缓存)，则一个线程(“侦测”线程)有可能观察到关于另一个线程(“目标”线程)的访问模式的信息。这是因为目标线程的访问模式能够使侦测线程的数据从高速缓冲存储器中清除出去，从而能够变更侦测线程访问存储器的访问时间。

根据基于处理器的系统中的不同的处理器体系结构，侦测线程可以时间或者空间地实现此类信息泄漏检测。在时间的情况下，侦测线程和目标线程可以运行在单处理器上，并且可以在执行时轮流使用，共享该单处理器的高速缓存。在空间的情况下，侦测线程和目标线程可以运行在多处器系统的不同处理器上，或者运行在多核处理器的不同核上，但是如果两个处理器或者两个核共享公共的高速缓存，则侦测线程同样可以实现此类检测。

附图说明

图1描述了实施例中的高速缓冲存储器。

图2a和2b描述了一个实施例中的处理流程。

图3描述了一个实施例中的基于处理器的系统。

具体实施方式

在本发明的一个实施例中，存储器属性(例如如在上面的交叉引用相关申请列表中列出的、Quinn等的美国专利申请No.11/349,661中所述)，以及与存储器相关联的一个特殊段，或者“块”可以用来指示存储器块的多个性质。例如，在一个实施例中，用户可以定义与每个存储器块相关的属性位来指示它们相关的存储器块的任意数目的性质，如访问权限。在一个实施例中，每个存储器块可以对应于一个特定的高速缓存行，如一级(L1)或者二级(L2)高速缓冲存储器中的一个高速缓存行，并且所述属性可以用存储有高速缓存行或者与高速缓存行相关联的位存储单元来表示。在其他实施例中，与属性相关的存储器块的大小可以比高速缓存行大或者小。

根据本发明的一个实施例，图1举例说明了一个高速缓冲存储器的一部分，该高速缓冲存储器的每个高速缓存行具有一组相关联的属性位存储单元。具体而言，图1举例说明了包括高速缓存行105的高速缓冲存储器100，其与一个特定的存储器块相对应(未示出)。高速缓存行105有许多与之相关联的属性以比特的形式存储在存储单元110中。存储单元110内有一组与高速缓存行105相关联的属性位115，其能够存储表示该高速缓存行的各种性质的比特，其可以被在对该高速缓存行进行访问的基于处理器的系统上执行的程序使用。

在图1所示的实施例中，该组属性位包含4比特，其可以根据属性位是如何分配的来表示高速缓存行的一个或多个性质。例如，在一个实施例中，属性位指示该程序最近已经检验过该存储器块适合于程序要访问的当前部分。在其他实施例中，例如，属性位也可以指示该程序已经记录了对该存储器块的最近一次引用以供性能监测工具做后续分析。在其他实施例中，属性位可以指定其他的许可、性质等。

除了属性位，高速缓存的每一行还具有存储在状态存储单元120中的与之相关联的状态值。例如，在一个实施例中，状态存储单元120包含与高速缓存行105相关联的状态位125，其指明该高速缓存行是处于修改状态、独占状态、共享状态，还是无效状态。状态值可以控制各种软件线程、核，或者处理器是否可以使用和/或修改存储在特定高速缓存行中的信息。在一些实施例中，状态值包括在高速缓存行105的属性位115中。

在本发明的一个实施例中，与存储器块相关联的属性可以由特定操作来访问、修改，或者控制，所述特定操作例如指令或对指令进行译码得到的微操作。例如，在一个实施例中，可以使用从高速缓存行加载信息并且设置对应的属性位的指令(例如，“LOAD_SET”指令)。在其他实施例中，除LOAD_SET指令之外，还可以使用从高速缓存行加载信息并且检验对应的属性位的指令(例如，“LOAD_CHECK”指令)。