單級頁表自身內存的保護方法及裝置的製作方法

2023-05-25 18:39:56 1

專利名稱：單級頁表自身內存的保護方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及計算機和通信領域，更具體地涉及一種單級頁表自 身內存的保護方法及裝置。
背景技術：
在嵌入式系統中，存在多種類型的存儲器件，為方便對多種存 儲器件的地址空間或對同 一存儲器件的不同地址空間進行管理，或者保護某段特殊內存不被修改，就需引入存儲器管理單元(Memory Management Unit,簡稱MMU )對存4渚器件進4亍管理，比如PowerPC 處理器就可啟用MMU來管理存4渚系統。MMU可以通過I殳式管理、頁式管理、或者,史頁式管理來實J見。 其中，頁式管理的形式又可分為單級頁表、二級頁表和多級頁表等， 例如PowerPC上的MMU就可使用單級頁表。因為MMU通過頁表來保護內存、實現虛擬地址到物理地址的 映射，所以若MMU的頁表自身被非法改寫，造成的後果比較嚴重。 例如，單板復位或者系統紊亂致使通訊設備打不通電話，且這樣的 問題難以定位。因此，有時需要將MMU的頁表自身內存保護起來 (將頁表所佔用的內存置為只讀)，但在保護的過程中，頁表內存對 應的頁表又在自身內存之中，較難實現頁表內存的完全保護。發明內容鑑於以上所述的一個或多個問題，本發明提供了一種單級頁表 自身內存的保護方法及裝置。根據本發明實施例的單級頁表自身內存的保護方法(其中，單級頁表中的連續頁表項所佔的內存區域連續)，包括以下步驟查詢 單級頁表所在的內存區域SO、單級頁表中的第一層頁表所在的內存區域Sl、單級頁表中的第二層頁表所在的內存區域S2.....單級頁表中的第n- 1層頁表所在的內存區域Sn- 1、以及單級頁表中的 第n層頁表所在的內存區域Sn,其中，單級頁表中的第n層頁表的 頁表項位於單級頁表中的第n層頁表中，將單級頁表稱為第O層頁 表，將第O層頁表所佔用內存對應的頁表稱為第1層頁表，將第1 層頁表所佔用內存對應的頁表稱為第2層頁表，……，將第n-1 層頁表所佔用內存對應的頁表稱為第n層頁表，n>l;以及依次將 內存區域SO中內存區域Sl以外的部分、內存區域Sl中內存區域 S2以夕卜的部分、…、內存區i或Sn-1中內存區i或Sn以夕卜的部分、 以及內存區i或SiW呆護起來。其中，先查詢單級頁表中的第k層頁表所在的內存區域Sk,然 後將單級頁表中的第k-l層頁表所在的內存區域Sk-1中內存區 域Sk以外的部分保護起來，再查詢單級頁表中的第k + 1層頁表所 在的內存區i或Sk十1, 0<kl;以及^f呆護單元，用於 將內存區域SO中內存區域Sl以外的部分、內存區域Sl中內存區 i或S2以外的部分、…、內存區i或Sn- 1中內存區i或Sn以外的部分、 以及內存區i或Sn依次^呆護起來。其中，查詢單元在保護單元將單級頁表中的第k - 1層頁表所在 的內存區域Sk- 1中單級頁表中的第k層頁表所在的內存區域Sk 以外的部分保護起來後，查詢單級頁表中的第k+ 1層頁表所在的內 存區i或Sk+l， 0<k<n。其中，^f呆護單元通過^l尋內存區i或Sk—1中 內存區域Sk以外的部分設置為只讀狀態來實現對其的保護。通過本發明，可以將MMU的單級頁表內存自身完全保護起來。


此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申 請的一部分，本發明的示意性實施例及其i兌明用於解釋本發明，並 不構成對本發明的不當限定。在附圖中具體實施方式
本發明的目的在於，提供一種可以將MMU的單級頁表內存自 身完全保護起來的方法及裝置。其中，本發明適用的前提包括l.系統中使用單級頁表；2.對於 單級頁表所佔的虛擬地址區域，連續的虛擬地址對應的頁表項也是 連續的。區域之內，不妨設單級頁表所在的內存區域為SO,單級頁表的內存 對應的所有頁表項佔用的內存區域為Sl，根據前提2， Sl這段區域 肯定是連續的，且能推出Sl這段區域對應的頁表項肯定會處在Sl 區域中。在保護整個單級頁表自身內存的過程中，可能會操作處於 Sl區域的頁表項，故須先保留Sl區域的可寫屬性，將S0區域中除 Sl以外的內存區域先置為只讀，4妄下來再考慮S1區域的處理。驟:步驟A，查找單級頁表的內存區域SO的頁表所在的內存區域Sl。步驟B，將S0中除S1以外的內存區域保護起來(置為只讀)。步驟C,查找Sl區域的頁表所在的內存區域S2，根據前提2 可以推出，區域S2是連續的，且S2區域對應的頁表項必在S2區 域中。步驟D,將S1區域中除S2以外的內存區域保護起來(如此進行下去，直到最後只剩一頁為止，4艮據前4是2，最後一 頁的頁表項會在本頁中，將該頁保護後即實現了所有頁表內存的保 護。下面結合附圖對實現頁表內存自身完全保護的方法進行說明。如圖l所示，虛擬地址空間為從O到最大虛擬地址。4艮據本發步驟1,查詢整個單級頁表所在內存區域S0及其起始地址AO和結束地址BO(這些值應該在系統初始化或者使能MMU的時候已 經確定)。步驟2,查詢SO區域的頁表所對應的內存區域SI及其起始地 址Al和結束地址Bl。步艱《3,將A0 A1、 B1 B0之間的內存區域置為只讀，這兩部 分內存區域的只讀才喿作將會寫A1 B1的頁表。步驟4，查詢Sl區域的頁表所對應的內存區域S2及其起始地 址A2和結束;也址B2。步驟5,將A1 A2、 B2 B1之間的內存區域置為只讀，這兩部 分內存區域的只讀才喿作將會寫A2 B2的頁表。步驟2i,查詢S(i-l)區域的頁表對應的內存區域Si及其起始地 址Ai和結束;也址Bi，其中(i>3)。步驟2i+l，將A(i-l) Ai、 Bi B(i-l)之間的區域置為只讀，這兩 部分內存區域的只讀操作將會寫Ai Bi的頁表，其中(i>3)。若上述才乘作步驟中的Ai Bi之間的頁表不大於單個頁面(如圖 l中的Sn區域)，則停止上述過程，進入最後一步。最後一步，將剩餘的單個頁面置為只讀，處理結束。用於實現上述方法的單級頁表自身內存保護裝置包括查詢單 元，用於查詢單級頁表所在的內存區域SO、單級頁表中的第一層頁 表所在的內存區域Sl、單級頁表中的第二層頁表所在的內存區域S2.....單級頁表中的第n-1層頁表所在的內存區域Sn-1、以及單級頁表中的第n層頁表所在的內存區域Sn,其中，單級頁表中的 第n層頁表的頁表項位於單級頁表中的第n層頁表中，所述單級頁 表稱為第O層頁表，第O層頁表所佔用內存對應的頁表稱為第1層 頁表，第1層頁表所佔用內存對應的頁表稱為第2層頁表，......第n-1層頁表所佔用內存對應的頁表稱為第n層頁表，n>l;以及保 護單元，用於將內存區域SO中內存區域S1以外的部分、內存區域Sl中內存區域S2以外的部分.....內存區域Sn- 1中內存區域Sn以外的部分、以及內存區域Sn依次保護起來。其中，查詢單元在保護單元將單級頁表中的第k - 1層頁表所在 的內存區域Sk- 1中單級頁表中的第k層頁表所在的內存區域Sk 以外的部分保護起來後，查詢單級頁表中的第k + 1層頁表所在的內 存區i或Sk+l， 0<k<n。其中，{呆護單元通過^1誇內存區;或81^-1中 內存區域Sk以外的部分設置為只讀狀態來實現對其的保護。以上所述僅為本發明的實施例而已，並不用於限制本發明，對 於本4頁:威的才支術人員來i兌，本發明可以有各種更改和變4匕。凡在本 發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均 應包含在本發明的4又利要求範圍之內。
權利要求
1. 一種單級頁表自身內存的保護方法，其中，所述單級頁表中的連續頁表項所佔的內存區域連續，其特徵在於，所述方法包括查詢所述單級頁表中的第0層頁表所在的內存區域S0、所述單級頁表中的第1層頁表所在的內存區域S1、所述單級頁表中的第2層頁表所在的內存區域S2、...、所述單級頁表中的第n-1層頁表所在的內存區域Sn-1、以及所述單級頁表中的第n層頁表所在的內存區域Sn，其中，所述單級頁表中的第n層頁表的頁表項位於所述單級頁表中的第n層頁表中，所述單級頁表稱為第0層頁表，第0層頁表所佔用內存對應的頁表稱為所述第1層頁表，所述第1層頁表所佔用內存對應的頁表稱為所述第2層頁表，......，所述第n-1層頁表所佔用內存對應的頁表稱為所述第n層頁表，n≥1；依次將所述內存區域S0中所述內存區域S1以外的部分、所述內存區域S1中所述內存區域S2以外的部分、...、所述內存區域Sn-1中所述內存區域Sn以外的部分、以及所述內存區域Sn保護起來。
2. 根據權利要求1所述的單級頁表自身內存的保護方法，其特徵 在於，先查詢所述單級頁表中的第k層頁表所在的內存區域 Sk，然後將所述單級頁表中的第k-l層頁表所在的內存區域 Sk-l中所述內存區域Sk以外的部分保護起來，再查詢所述 單級頁表中的第k + 1層頁表所在的內存區域81^+ 1,0〈k《n。
3. 根據權利要求2所述的單級頁表自身內存的保護方法，其特徵 在於，通過將所述內存區域Sk-1中所述內存區域Sk以外的 部分i殳置為只讀狀態來實現對其的保護。
4. 一種單級頁表自身內存的保護裝置，其中，所述單級頁表中的 連續頁表項所佔的內存區域連續，其特徵在於，所述裝置包括查詢單元，用於查詢所述單級頁表所在的內存區域SO、 所述單級頁表中的第一層頁表所在的內存區域Sl、所述單級頁表中的第二層頁表所在的內存區域S2.....所述單級頁表中的第n - 1層頁表所在的內存區域Sn- 1、以及所述單級頁 表中的第n層頁表所在的內存區域Sn，其中，所述單級頁表 中的第n層頁表的頁表項位於所述單級頁表中的第n層頁表 中，所述單級頁表稱為第O層頁表，所述第O層頁表所佔用內 存對應的頁表稱為所述第1層頁表，所述第1層頁表所佔用內 存對應的頁表稱為所述第2層頁表，……，所述第n-l層頁 表所佔用內存對應的頁表稱為所述第n層頁表，n>l;以及4呆護單元，用於將所述內存區i或SO中所述內存區i或Sl 以外的部分、所述內存區域Sl中所述內存區域S2以外的部 分、…、所述內存區i或Sn— 1中所述內存區i或Sn以外的部分、 以及所述內存區域Sn依次保護起來。
5. 根據權利要求4所述的單級頁表自身內存的保護裝置，其特徵 在於，所述查詢單元在所述保護單元將所述單級頁表中的第k -1層頁表所在的內存區域Sk- 1中所述單級頁表中的第k層 頁表所在的內存區域Sk以外的部分保護起來後，查詢所述單 級頁表中的第k+ 1層頁表所在的內存區i或Sk十1， 0<k《n。
6. 根據權利要求5所述的單級頁表自身內存的保護裝置，其特徵 在於，所述保護單元通過將所述內存區域Sk- 1中所述內存區 域Sk以外的部分i殳置為只讀狀態來實現對其的保護。
全文摘要
本發明公開了一種單級頁表自身內存的保護方法，包括以下步驟查詢單級頁表所在的內存區域S0、單級頁表中的第一層頁表所在的內存區域S1、單級頁表中的第二層頁表所在的內存區域S2、...、單級頁表中的第n-1層頁表所在的內存區域Sn-1、以及單級頁表中的第n層頁表所在的內存區域Sn，其中，單級頁表中的第n層頁表的頁表項位於單級頁表中的第n層頁表中，n≥1；以及分別將內存區域S0中內存區域S1以外的部分、內存區域S1中內存區域S2以外的部分、...、內存區域Sn-1中內存區域Sn以外的部分、以及內存區域Sn保護起來。其中，單級頁表中的連續頁表項所佔的內存區域連續。
文檔編號G06F12/08GK101266579SQ200810088270
公開日2008年9月17日 申請日期2008年4月29日 優先權日2008年4月29日
發明者傅仁武, 梁金祥 申請人:中興通訊股份有限公司