TWI297831B - Method for managing a memory device, computer system and computer-readable medium - Google Patents

Description

1297831 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關使敏感性資料不會受到I/O裝置的不 適當存取之安全裝置。更具體而言，本發明係有關一種用 來追蹤記憶體中存放有敏感性資料的區段的一無直接記憶 體存取表之快取記憶體。 【先前技術】 在運算裝置上執行金融交易及個人交易的比率愈來愈 高。然而，此種金融交易次數的持續性成長也已導致對支 援這些交易的電腦系統有愈來愈多的攻擊，並導致對防止 敏感性資料的未經授權的存取及遺失的安全強化 (Security Enhanced ;簡稱 SE )環境的一對應之需求。 敏感性資料（例如社會安全號碼、帳號、金融資料、帳戶 餘額、密碼、及授權金鑰等的敏感性資料）的遺失或未經 授權的存取將造成隱私的喪失、私人金融資料的遭竊、及 類似的惡意行爲。 嘗試存取被保護的資料所用之一種技術是利用周邊裝 置經由直接記憶體存取（Direct Memory Access ;簡稱 DMA)控制器提出的記憶體存取要求。DMA控制器可讓 諸如網路卡等的周邊裝置在對中央處理單元有最少的使用 之情形下讀取及寫入系統記憶體。使用來自I/O裝置的 記憶體存取要求時，可能會規避作業系統所提供的安全措 .施。對指定給周邊裝置使用的系統記憶體區段範圍之外的 -4 - (2) 1297831 存放有敏感性資訊之記憶體區段提出記憶體存取& 可能會達到上述的效果。 【發明內容】 本發明揭示了一種包含一超頁欄位之無直接言i 取快取記憶體。該超頁欄位指示一組頁存放有受β 訊之時機。一電腦系統利用該無直接記憶體存取β 體來拒絕I/O裝置對系統記憶體中之受保護的養 取。 【實施方式】 圖 1示出一電腦系統（1 ο 〇 )的一實施例， 系統（1 〇〇 )包含一晶片組（”北橋晶片組”（1 1 組中央處理單兀（Central Processing Unit;簡稱 (1 〇 5 )、以及系統記憶體（1 〇丨）。在一實施例4 CPU ( 105 )係經由處理器匯流排（119 )而被連接 晶片組（1 1 7 )。在一實施例中，電腦系統（！ 〇 〇 ) 個處理器（1 0 5 )，用以支援一伺服器環境中之 理。在另一實施例中，電腦系統（1 〇〇 )可含一 CPU。系統記憶體（1 〇 1 )係經由記憶體匯流排（ 被連接到北橋晶片組（1 1 7 )。系統記憶體（；i 〇 1 ) 無直接δ己1思體存取（N 〇 D i r e c t M e m 〇 r y A c e s s NoDMA )表（1 03 ) 〇 在一實施例中，系統記憶體（1 〇 1 )是一組諸 要求， 憶體存 護的資 取記憶 訊之存 該電腦 7)、一 CPU ) 3，該組 ^到北橋 包含多 多重處 單一的 121 )而 包含一 ;簡稱 ί如同步 -5- (3) 1297831 動態隨機存取記憶體（Synchronous Dynamic Random Access Memory ;簡稱 SDRAM )、雙倍資料速率隨機存 取記憶體（Double Data Rate Random Access Memory ;簡 稱 DDR RAM )、或類似的裝置等的隨機存取記憶體裝 置。記憶體系統（1 〇 1 )亦可包含暫存器或類似的儲存裝 置。在系統記憶體（101 )中儲存一 NoDMA 表 (103 )，而係將該 NoDMA表（103 )用來追蹤系統記 憶體（1 〇 1 )中存放有敏感性資料的區段。敏感性資料可 包括社會安全號碼、金融帳號、密碼、及類似的資料。一 作業系統（Operating System ;簡稱 OS )可利用該 NoDMA表（103 )的資料來限制對存放有敏感性資料的 記憶體區段之存取，其方式爲將 NoDMA表（103 )中對 應於存放有敏感性資料的記憶體區段之一資料項加上旗 標，且只讓被授權可存取祕密資訊的那些程式存取記憶體 (1 〇 1 )中受保護的區段。在一實施例中，係將系統記憶 體（1 0 1 )區分爲若干頁。頁的容量可改變爲作業系統所 決定的容量。在一實施例中，頁的容量是四千位元組。 在一實施例中，係將 NoDMA表（103 )建構爲一組 連續的位元，且每一位元對應於記憶體（1 〇 1 )的一頁。 如果一頁存放有敏感性資料，則作業系統將”設定"與 NoDMA表（103 )中之該頁對應的位元。可在系統記憶 體（101 )中重定位 NoDMA表（103 )的基址或起始位 址。在一實施例中，諸如在系統（1 〇〇 )啓動之後，一作 業系統、基本輸入/輸出系統（B a s i c I n p u t / 0 u t p u t (4) 1297831

System;簡稱 B 10 S )、或類似的系統可重定位 NoDMA 表（1 03 )。係根據基址暫存器中儲存的起始位址，而在 系統記憶體（101 )中設定 NoDMA 表（103 )的位置。 係根據一容量暫存器中儲存的資料而決定 NoDMA表 (103)的容量。當 NoDMA 表（103 )被起動時，必須 將一 I/O裝置進行的所有存取比對該表（103)。 在一實施例中，對準 NoDMA表（103 )，以便開始 於一頁邊界，並終止於一頁邊界。該對準簡化了 NoDMA 表（103)的使用。在另一實施例中，NoDMA表（103) 可開始於記憶體（1 0 1 )中之任何位址，而可有效率地使 用表（103)的連續空間。自 NoDMA表（103)的起始 點至終止點的每一位元指示了 CPU以外的其他裝置對記 憶體（1 〇 1 )中自位址 〇開始的每一頁進行存取的存取 特權，以便遮蓋需要被保護的整個記憶體位址空間。當北 橋晶片組（1 1 7 )需要檢查對一特定位址的存取特權時， 北橋晶片組（1 1 7 )可容易地決定對該頁的存取特權，這 是因爲北橋晶片組（1 1 7 )已取得了 NoDMA表（1 03 ) 的起始位址、及所要存取的頁之頁位址。因此，可容易地 計算且存取對應的 NoDMA表（1〇3 )資料項。

在一實施例中’北橋晶片組（1 I 7 )處理系統記憶體 (101)、CPU ( 105)、與 I/O 裝置（n5)間之通訊。 北橋晶片組（1 1 7 )包含一中央資料緩衝區（Central Data Buffer ;簡稱 CDB )，用以處理自 CPU ( 105 )、I/O 裝置及來源（Π 5 )進來的記憶體存取要求。中央控制區 -7- (5) 1297831 塊（CDB介面）（1 1 3 )執行對進來的記憶體存取要求之 起始處理、及送出的要求之最後處理。係將等候被 CDB (107 )或 CDB 介面（1 13 )處理的記憶體存取要求儲 存在佇列中。CDB(107)及 CDB 介面（113)處理來自 I/O裝置（115 )的記憶體要求，並將所要求的資料自系 統記憶體（1〇1 )傳送到 I/O裝置（1 15 )。 北橋晶片組（1 1 7 )包含一組佇列，用以儲存進來的 及送出的記憶體存取要求（例如讀取及寫入要求）。在一 實施例中，該等佇列是先進先出佇列（FIF Ο )，或採用一 類似的佇列管理機制。北橋晶片組（1 1 7 )亦包含一 NoDMA 快取記憶體（109 )，用以儲存最近被要求的 NoDMA表資料項。在存取記憶體（101 )之前，CDB介 面（1 1 3 )先維護並使用該快取記憶體（1 09 ) 。CDB介 面（1 1 3 )亦管理各別佇列中之進來的及送出的訊息。在 一實施例中，北橋晶片組（1 1 7 )也包含與 NoDMA表 (103 )及 NoDMA快取記憶體（1〇9 )的功能有關的一 組暫存器。這些暫存器包括若干狀態暫存器、用來指示 NoDMA表（103 )在記憶體（ι〇1 )中之起始位址的一基 址暫存器、以及用來指示N 〇 D Μ A表（1 0 3 )在系統記憶 體（101)中之容量的一容量暫存器。 在一實施例中，北橋晶片組（1 1 7 )使記憶體（1 〇 1 ) 不會受到非 CPU裝置的存取。一非 CPu裝置無法讀 取或寫入存放有受到保護的資料之各記憶體區段。受到保 護的頁不是靜態的，且可將各頁移進及移出受到保護的狀 -8 - (6) 1297831 態。在一實施例中，北橋晶片組（1 1 7 )使用 No DMA表 (103 )及 NoDMA快取記憶體（109 )來強制執行該系 統。NoDMA快取記憶體（1 09 )有助於 I/O效能。在一 實施例中，縱使並未起動 NoDMA表（103 ),也必然拒 絕對記憶體（101 )的 NoDMA表（103 )區之 I/O存 取。對系統記憶體（1 01 )的該區之任何存取嘗試將造成 一錯誤，且北橋晶片組（1 1 7 )記錄該等存取嘗試，而且 該系統被重設。 I/O來源（1 1 5 )可以是一通訊控制裝置（”南橋晶片 組’’），用以處理各周邊裝置（例如儲存體驅動器、數據 機、網路卡、及類似的裝置）與其他周邊裝置或北橋晶片 組（1 1 7 )間之通訊。南橋晶片組（1 1 5 )或北橋晶片組 (1 1 7 )可以有針對埠的各種位元寬度而設定組態之多個 I/O 單元。該等 I/O 單元可支援其中包括 PCI-Express、 Hublink (HL)、周邊組件互連（Peripheral Component Interconnect ；簡稱 PCI)、及類似系統的各 種通訊協定。每一 I/O單元或所有單元的一子集可專用 一獨立的 NoDMA 快取記憶體（109 )，以便改善 NoDMA 驗證的效能。在另一實施例中，一 I/O 來源 (1 1 5 )可以是被直接連接到北橋晶片組（1 1 7 )的一組周 邊裝置。 圖 2是北橋晶片組（1 1 7 )的一方塊圖。該圖示出 用來支援自一周邊裝置（2 1 7 )至系統記憶體（1 0 1 )的一 記憶體存取要求以及所要求的或送出的資料的送回之結 冬 (7) 1297831 構。網路或各周邊裝置（217)經由一實體層（215)及鏈 結層（213)而與 I/O單元（ 250 )的送入處理器或邏輯 (209)以及送出處理器或邏輯（211)通訊。送入處理器 (209 )接收來自鏈結層（2 1 3 )的記憶體存取要求及訊 息，並將這些訊息放置在送入抒列（2 0 1 )中。在一實施 例中，係由用來分別處理一特定類型的訊息或要求或一組 規定的要求或訊息類型之若干佇列分別構成送入佇列 (201 )及送出佇列（203 )。送入佇列控制器（207 )管 理 CDB介面（1 13 )所讀取且通過佇列（201 )的資料 之移動。CDB介面（1 13 )處理記憶體存取要求，且可產 生將被傳送到送出佇列（2 0 3 )的回應訊息（例如，在處 理讀取作業時）。送出佇列控制器（205 )控制經過送出 佇列（2 0 3 )的資料流。 在一實施例中，設有對應於 PCI-Express、HL、 PCI、或其他類似系統所使用的訊息或記憶體存取類型之 多個送入及送出佇列（201)及（203)。送出處理器 (211)將回應資料經由鏈結層（2 1 3 )及實體層（2 1 5 ) 而傳送到各周邊裝置（217)。在一實施例中，送出邏輯 (2 1 1 )及送入處理器（2 0 9 )處理來自在與北橋晶片組 (Π 7 )不同的一速度下運作的一 I/O通訊匯流排之資 料的傳輸。

在一實施例中，CDB介面（113)及 CDB(107)在 送入佇列（20 1 )中進行預測，而執行對所要求記憶體內 容的預測式預先提取。C D B介面（1 1 3 )負責向 c D B -10- (8) 1297831 提出要求，並服務該等要求。CDB介面（113)強制執行 對系統記憶體（1 〇 1 )的存取權，追縱向c D B ( 1 0 7 )提 出的尙未完成之要求，服務尙未完成的 DMA讀取要 求，執行 DMA寫入，追蹤送入的完成狀態，中斷及執 行類似的功能。 CDB介面（1 13 )執行對來自I/O裝置的記憶體存 取之存取權檢查，以便確保系統中之安全。如果一 I/O 裝置嘗試存取記憶體中該I/O裝置並無存取權的一區 域，則 CDB介面（1 1 3 )拒絕所要求的存取。cDB介 面（1 1 3 )針對記憶體讀取或需要完成的任何存取，而傳 送一主控裝置異常中斷回應，將該存取是無效的訊息告知 提出要求的裝置。對於記憶體寫入及不需要一回應的其他 交易而言，CDB介面（113)的控制邏輯捨棄該寫入。不 論是在哪一種情形，北橋晶片組（1 1 7 )都記錄安全違反 的狀況。 CDB ( 107)與 CDB介面（113)、記憶體匯流排介 面（231) 、CPU 匯流排介面（227)、及其他介面 (229 )互動，以便在輸入-輸出單元（25 0 )、處理器匯 流排（1 1 9 )、與記憶體匯流排（1 2 1 )之間繞送及轉送資 料。在一實施例中，CDB ( 107 )也處理對系統管理匯流 排（S y s t e m m a n a g e m e n t B u s ;簡稱 S M b u s )、測試行動 聯合組織埠（J〇int Test Acti〇n GrouP ;簡稱 JTAG) (225)、或類似介面的輸入及輸出。 在一實施例中，當接收到 SMBus、JTAG,及類似介 -11 - (9) 1297831 面的存取時，北橋晶片組（1 17 )即檢查 NoDMA快取記 憶體（109 )及 NoDMA表（103 )。這些介面容許系統 管理員或維修人員監視並診斷一系統。係以類似於周邊裝 置的記憶體存取之方式處理來自 SMBus、JTAG、或類似 介面的記憶體存取。將來自 SMBus、JTAG、或類似介面 的記憶體存取與 NoDMA 表（1 03 )及 NoDMA 快取記 憶體（1 09 )比對。此種方式甚至可使系統管理員或維修 人員無法規避作業系統的保護機制而存取具有祕密資訊的 頁。在另一實施例中，可將北橋晶片組（1 1 7 )的組態設 定成不將 SMBus、 JTAG、及類似介面的存取比對 NoDMA表，或者可調整一安全等級設定値，以便起動或 關閉對這些介面的 NoDMA檢查。 圖 3示出一 NoDMA快取記憶體（109 )之結構。 在一實施例中，快取記憶體（1 0 9 )存取系統記憶體 (101 )中之 NoDMA表（103 )，而降低頻寬耗損。 NoDMA表（1〇3 )及快取記憶體（1〇9 )不需要用來追蹤 具有祕密資訊的頁之一記憶體區塊對映表。在一實施例 中，係針對系統快取線容量而將電腦系統（1 〇 〇 )中之記 憶體存取最佳化。該系統的快取記憶體是用來對系統記億 體進行記憶體存取的一般快取記憶體。 在一實施例中，N 〇 D Μ A快取記憶體（1 〇 9 )包含一 內谷可疋址的g己彳思體（Content Addressable Memory;簡 稱 C A Μ )結構（3 0 1 )及祕密儲存資訊結構（3 〇 2 )。 C A Μ結構（3 0 1 )將資訊儲存在，，各列”中。每一列對 -12· (10) 1297831 應於系統記憶體（1 0 1 )中儲存的 N 〇 D Μ A表（1 Ο 3 一·資料項（例如一頁祕密指不器）。在一實施例中， 結構（301 )儲存或固有地包含一索引（3 03 )。係配 取記憶體取代機制而使用該索引，以便識別並取代各 線。在一實施例中，C A Μ結構（3 0 1 )並未顯性地 索引（3 03 )，這是因爲硬體中之邏輯電路知道哪一 項對應於一索引。 位址標記儲存欄位（3 05 )中儲存的位址定 CAM結構（301 )。，有效’儲存位元欄位（3 07 )指 等列中之資料項是否爲有效的。如果寫入或改變了與 列對應的頁，則將會淸除有效位元，這是因爲該頁的 不再是已知的，因而無法知道該頁中是否儲存了受保 資訊。 在一實施例中，CAM結構（301 )也儲存了諸 近最少使用（Least Recently Used;簡稱 LRU) (3 09 )等的快取記憶體管理資訊。利用 CAM (3 〇 1 )的該欄位（3 0 9 )來追蹤該資料項的相對存 間’以便可以最近的或較常被使用的資料項來取代較 ^不常被使用的資料項。可將任何快取記憶體管理及 機制用於NoDMA快取記憶體（1〇9 )。祕密資訊儲 鹰（302)爲 NoDMA 表（103)中之每一資料項儲 個獨立的祕密指示器。頁祕密欄位（3 i i )指示記 ()的一頁是否存放有受保護的資訊。該頁祕密 器可以是將對應於快取記憶體（1 09 )的同一列 )中 CAM 合快 快取 儲存 資料 址到 示該 快取 內容 護的 如最 位元 結構 在時 舊的 取代 存裝 存兩 憶體 指示 中之 -13- (11) 1297831

NoDMA表位址的頁之狀態（例如存放有受保護的 編碼之一位元或一組位元。 一超頁祕密欄位（3 1 3 )指示被資料項定址到 屬的一組頁是否包含受保護的資訊。在一實施例中 頁是一組連續的頁。可由作業系統、B I 0 S、或類 體設定一超頁的容量。在一實施例中，每一超 5 1 2 個頁。在一實施例中，係將一 NoDMA表 的該等位元聚集到與系統快取線容量及記憶體存取 應的各超頁中。超頁祕密指示器（3 1 3 )可以是一 位元或一組位元。在一實施例中，當將一個新的資 入 NoDMA快取記憶體（1 0 9 )時，即計算超頁。 於該超頁的所有位元以及對應於該新資料項的特定 擷取到快取記憶體（1 0 9 )中。對這些位元執行邏_ 運算，以便決定一單一超頁位元的値。在一實施例 以多個位元來代表超頁。然後使用一邏輯"或” 計算該超頁，以便決定該超頁中對應於每一位元的 區段。例如，可以 NoDMA快取記憶體（109 )中 超頁位兀來代表 5 1 2個連續的頁，而每一超頁位 於一組的 1 28個頁。可調整超頁的容量，以便對 取的容量。一單一超頁或多個超頁可對應於快取線 容量。在一實施例中，該組頁的容量等於記憶體控 自然存取容量。 在一實施例中，係由下述兩部分構成 CAM 標記（3 0 5 ): —超頁、及該超頁內的一頁位移 資訊） 的頁所 一超 似的軟 頁中有 〔103) 容量對 單一的 料項放 將對應 頁位元 I ，，或，， 中，係 運算來 每一子 之四個 元對應 應於存 存取的 制器的 的位址 量。當 -14- (12) 1297831 I/O單元（2 5 0 )接收到一存取時，進來的位址 CAM結構。如果有效位元被設定了，則每一列將 的位址與位址標記（3 0 5 )比較。在每一列中共有 能的結果。在第一種結果中，超頁及頁位移量都 (且有效位兀被設疋），在第二種結果中，只有頁 與進來的位址相匹配（且有效位元被設定）；以及 種結果中，超頁及頁位移量都不相匹配，或有效位 被設定。至多一列將有第一種結果。在此種情形中 對應的頁祕密指示器（3 1 1 )來決定對記憶體存取 進來的位址之存取權。如果該進來的位址無法匹配 記（3 0 5 )的超頁及頁位移量，則使用具有一頁位 配的一快取列。如果超頁祕密指示器（3 1 3 )指示 超頁的任何頁中並無任何祕密資訊，則授予存取權 需要進一步查詢 NoDMA表（1 〇3 )。然而，如果 密指示器（313)指示該超頁中之至少一頁具有 訊，則北橋晶片組（1 17 )查詢 NoDMA表（1 03 便決定所要求的記憶體存取頁是否存放有祕密資訊 記憶體（1 09 )中之多個資料項可能將有匹配的超 標記（3 0 5 )。在此種情形中，可使用任何超頁 列。如果快取記憶體〇 9 )中並無任何列有一匹 頁位址，則需要存取 NoDMA表（103 )。 在一實施例中，由於使用了一 NoDMA表（1 所以可將電腦系統（1 〇〇 )擴充到較大容量的系統 (1 0 1 )(例如大於 4 GB ( G B :十億位元組）） 通過該 該進來 三種可 相匹配 位移量 在第三 元並未 ，使用 要求的 位址標 移量匹 屬於該 。並不 超頁祕 祕密資 )，以 。快取 頁位址 匹配的 配的超 03 )， 記億體 ，且可 - 15- (13) 1297831 動態地調整記憶體的容量（例如在可將記憶體熱插拔到系 統中之情形下）。由於支援動態調整記憶體的容量且使用 超頁及頁’所以可在無須系統重設的情形下，變動驗證記 憶體存取時的容量分割程度。一超頁可由多個位元所構 成’以便控制一超頁代表的區段容量之分割程度。額外的 位元可讓超頁代表較小的記憶體區段，且用來作爲受保護 的資訊所在位置的更精確之指示。由較少位元所代表的超 頁尤其在超頁指示器產生方面降低了 NoDMA快取系統 的複雜性。當使用較少的位元時，簡化了 一邏輯”或” 的實施。由於藉由改變用來代表一超頁的位元數而變動容 量的分割程度，所以可根據一系統的需求，而對速度或較 小的空間需求方面進行較大幅度的設計客製化。 在一實施例中，NoDMA快取記憶體（109 )及北橋 晶片組（1 1 7 )處理與 NoDMA快取記憶體（1 09 )的功 能有關的一組指令。可以獨立的指令起動或關閉快取記億 體（109 )。一起動指令起動 NoDMA快取記憶體的使 用’淸除快取記憶體（1 0 9 )中儲存資料項的所有有效位 元，並設定用來指示 NoDMA快取記憶體（1 09 )的起動 狀態的北橋晶片組（1 1 7 )及快取記億體暫存器中之狀態 位元。一關閉指令關閉 NoDMA快取記憶體（1 09 )，並 淸除用來指示快取記憶體（1 09 )的起動狀態的北橋晶片 組（Π 7 )及快取記憶體（1 09 )的暫存器中之狀態位元。 可關閉 NoDMA 快取記憶體（109 )，但同時起動 NoDMA表（103 )。一使無效指令淸除快取記憶體中之 -16- (14) 1297831 所有資料項的有效位元。 在一實施例中，係將一邏輯 ’’ 1 ’’或一組邏輯 ” Γ 儲存在適當的欄位，而 n設定’’諸如一超頁位元、頁位 元、LRU位元、或類似的被儲存値等的一位元或被儲存 値。可儲存其中包括一邏輯的任何値，而在邏輯上 ’’設定’’ 一位元或被儲存値。係參照一 ’’設定”作業而界 定該被指定的値。同樣地，一位元或被儲存値的一 ”淸除 ”作業可使用與該”設定”指示器的値不同之任何被指 定的値。 在一實施例中，係由諸如作業系統等的軟體維護 NoDMA快取記憶體（109 )。當容許寫入作業時，作業 系統負責適當地使 NoDMA快取記憶體（109)中之被寫 入區域的參考位址無效。在一實施例中，一作業系統識別 NoDMA 表（1 03 )，以便識別祕密頁。該作業系統也決 定當正在檢查 NoDMA 表（103 )或 NoDMA 快取記憶 體（1 09 )時是否有其他的記憶體存取正在進行中。 圖 4是 NoDMA快取記憶體（109)的作業之一流 程圖。在一實施例中，CDB(107)及 CDB介面（113) 在步驟（4〇1 )中處理記憶體存取要求。CDB 介面 (1 13 )檢查 NoDMA快取記憶體（109 )，以便決定被 要求存取的一位址是否被儲存在快取記憶體（1 09 )中。 在步騾（403 )中，使用 CAM結構（301 )，而將所要 求的位址與快取記憶體（109 )中儲存的位址標記（3 05 ) 比較。如果在快取記憶體（1 09 )中找到與配要求的頁位 -17- (15) 1297831 址相匹配的一標記（3 Ο 5 )，則在步驟（4 Ο 5 )中檢查對應 的有效位元，以便決定該快取記憶體資料項是否仍然有 效。如果該有效位元被設定，則在步驟（4 0 9 )中檢查頁 祕密指示器（3 1 1 )。如果該祕密指示器被設定，則在步 驟（4 1 7 )中拒絕該存取，並記錄一錯誤。如果該祕密指 示器並未被設定，則在步驟（4 1 9 )中容許該存取。 在一實施例中，當並未爲一要求的頁找到快取記憶體 (1 0 9 )中之一資料項，則檢查快取記憶體（！ 〇 9 )，以便 決定受保護的資訊是否被儲存在超頁中。首先，在步驟 (41 1 )中檢查位址標記（3 05 )，以便決定是否能找到一 對應的超頁資料項。如果找到了一資料項，則在步驟 (4 1 3 )中檢查及有效性。如果找到了超頁資料項，且在 步驟（4 1 5 )中決定並無任何受到保護的資料被儲存在該 超頁中，則在步驟（4 1 9 )中容許該記憶體存取要求繼續 進行。如果超頁祕密指示器（3 1 3 )被設定，則在步驟 (4 1 7 )中拒絕該存取，並記錄一錯誤。 在一實施例中’如果在快取記憶體（1 09 )中並未找 到所要求的超頁位址，或者該資料項不是有效的，則在步 驟（407 )中自系統記憶體（1〇〗）中儲存的n〇dma表 (1 0 3 )擷取該頁的祕密資訊。將位址標記儲存在一可用 的丨央取丨思B豆列中’並淸除該列的有效位元。然後在步驟 (421 )中’將自NoDMA表（103 )中擷取的資料儲存 在NoDMA快取記憶體（1〇9 )中。在快取記憶體 (1 0 9 )中產生的貧料項包括頁祕密指示器（3 i })及超頁 -18- (16) 1297831 祕密指示器（3 1 3 )。在步驟（4 2 3 )中，根據對該超頁中 之該等頁的一邏輯”或n運算而計算出超頁祕密指示器 (3 1 3 )，並儲存該超頁祕密指示器（3 1 3 )。在一實施例 中，將擷取特硬頁的祕密資訊，定將該祕密資訊儲存爲一 資料項。在另一實施例中，該資料項將對應於該超頁中之 第一頁。在另一實施例中，該資料項可對應於該超頁中之 任一頁。當產生該資料項時，在步驟（425 )中設定該資 料項的有效位元。 當一頁中有受保護的資訊時，在步驟（4 1 7 )中不容 許該記憶體存取。可根據記憶體存取的類型（例如讀取或 寫入）而送回一錯誤回應訊息（例如，如果拒絕了 一讀取 作業，則將以一錯誤回應訊息取代正常回應訊息）。記錄 錯誤及被拒絕的存取，以供後續的分析，而決定錯誤的原 因，或決定是否有人進行了一惡意的要求或攻擊。在一實 施例中，可界定（例如由作業系統設定）會產生錯誤或安 全記錄的要求類型。在一實施例中，北橋晶片組（1 1 7 ) 記錄一嚴重錯誤並重設系統，而回應賴自 NoDMA快取 記憶體（1 09 )的一存取違反。錯誤包括存取一具有祕密 資訊的頁、或在不被容許時存取NoDMA表（103 )。錯 誤被記錄在錯誤暫存器中。該等錯誤暫存器可映射所偵測 到的某一錯誤之適當信號通知方法。可能要求記億體存取 的I/O裝置不得存取該等錯誤暫存器。 在一實施例中，係以軟體（例如微碼或高階電腦語 言）來實施 NoDMA快取記憶體（1〇9 )。亦可利用軟體 -19- (17) 1297831 實施例來執行 NoDMA快取記憶體（109 )的模擬或模 仿。可將一軟體實施例儲存在一機器可讀取的媒體中。，， 機器可讀取的”媒體可包括可儲存或轉移資訊的任何媒 體。機器可讀取的媒體之例子包括 ROM、軟碟、CD-ROM、光碟、硬碟、射頻（RF)鏈路、或類似的媒體。 在前文的說明書中，已參照本發明的一些特定實施例 而說明了本發明。然而，在不脫離最後的申請專利範圍中 述及的本發明之廣義精神及範圍下，顯然仍可對本發明作 出各種修改及改變。因此，應將本說明書及圖式視爲舉例 說明，而非對本發明加以限制。 【圖式簡單說明】 係參照各附圖而以舉例說明但非限制性之方式解說本 發明的各實施例，而在這些附圖中，相同的代號指示類似 的元件。我們當了解，在本說明書的揭示中，參照到”一 ”或”一個’’實施例時並不必然意指相同的實施例，且 此種參照至少一個實施例。 圖 1 是其中包括一 NoDMA 快取記憶·體的一電腦 系統之一方塊圖。 圖 2是經過一實施 NoDMA的晶片組的輸入及輸 出資料流之一方塊圖。 圖3示出一 NoDMA快取記憶體結構。 圖4是一 NoDMA快取記憶體系統之一流程圖。 1297831 (18) 主要元件 1 00 10 1 105 117 119 12 1 103 115 113 107 109 2 17 2 15 2 13 209 2 11 250 20 1 203 205 20 7 23 1 227 照表 電腦系統 系統記憶體 中央處理單元 北橋晶片組 處理器匯流排 記憶體匯流排 無直接記憶體存取表 I/O 裝置 CDB 介面 中央資料緩衝區 無直接記憶體存取快取記憶體 周邊裝置 實體層 鏈結層 送入處理器 送出處理器 I/O單元 送入佇列 送出佇列 送出佇列控制器 送入佇列控制器 記憶體匯流排介面 CPU匯流排介面 -21 - 其他介面 系統管理匯流排、測試行動聯合組織埠 內容可定址的記憶體結構 祕密儲存資訊結構 索引 位址標記儲存欄位 有效儲存位元欄位 最近最少使用位元 頁祕密欄位 超頁祕密欄位 -22-

Claims (1)

1297831

拾、申請專利範圍 附件4A :第93 1 032 1 9號專利申請案 中文申請專利範圍替換本 民國97年2月5日修正 1· 一種管理記憶體裝置之方法，包含·· 接收來自客戶端存取記憶體內容的請求；

將記憶體分爲數個區段，該些記憶體區段的各個區段 代表具有該記憶體內容的分頁； 將記憶體存取表和該些記憶體區段相關聯，該記憶體 存取表具有位元連續組； 追蹤該些記憶體區段，以決定該記憶體內容是否包括 受保護內容； 藉由檢查該記憶體內容是否包括受保護內容以及該客 戶端是否被授權存取該受保護內容，以決定該客戶端是否 被允許存取該記憶體內容；

當該記憶體內容未包括該受保護內容時，或是當該記 憶體內容包括該受保護內容且該客戶端被授權存取該受保 護內容時，則允許該客戶端存取該記憶體內容；以及 當該記憶體內容包括該受保護內容且該客戶端未被授 權存取該受保護資料時’則拒絕該客戶端存取該記憶體內 容。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中決定該客戶 端是否被允許存取該記憶體內容係包括：檢查和該記憶體 存取表相關聯的記憶體指示器。 1297831 [ 97. Ζ. -5 V 3 .如申請專利範圍第2項之方法，更包含：假如該 S己憶體指不器未被設定，則允許該客戶端存取該記憶體內 容’以及假如該記憶體指示器被設定，則拒絕該客戶端存 取該記憶體內容。 4 ·如申請專利範圍第3項之方法，更包含：假如該 記憶體指示器被設定，則產生違反指示器，該違反指示器 包括一錯誤。 5 .如申請專利範圍第4項之方法，其中該錯誤指出 由該客戶端存取該記憶體內容的失敗嘗試。 6. —種電腦系統，包含： 儲存媒體，其耦合至具有快取記憶體和處理器的伺服 器’以及輸入/輸出（110)裝置，該儲存媒體具有記憶體存 取表，以及用以幫助該處理器執行任務的數個指令；以及 該處理器用以： 接收來自客戶端存取記憶體內容的請求，該客戶端耦 合至該伺服器， 將記憶體分爲數個區段，該些記憶體區段的各個區段 代表具有該記憶體內容的分頁， 將記憶體存取表和該些記憶體區段相關聯，該記憶體 存取表具有位元連續組， 追蹤該些記憶體區段，以決定該記憶體內容是否包括 受保護內容， 藉由檢查該記憶體內容是否包括受保護內容以及該客 戶端是否被授權存取該受保護內容，以決定該客戶端是否 -2-

1297831 ί—97. U 被允許存取該記憶體內容， 當該記憶體內容未包括該受保護內容時，或是當該記 憶體內容包括該受保護內容且該客戶端被授權存取該受保 護內容時’則允許該客戶端存取該記憶體內容，以及 當該記憶體內容包括該受保護內容且該客戶端未被授 權存取該受保護內容時，則拒絕該客戶端存取該記憶體內 容。 7.如申請專利範圍第6項之電腦系統，其中該快取 包括無直接記憶體存取（NoDMA)之快取記憶體。 8 .如申請專利範圍第6項之電腦系統，其中該記憶 體存取表包含NoDMA表，該NoDMA表係與該NoDMA 快取記憶體相通訊。 9. 如申請專利範圍第6項之電腦系統，其中該處理 器進一步用以經由錯誤分析器來分析登錄錯誤，其中該登 錄錯誤指出由該客戶端存取該記憶體內容的失敗嘗試。 10. 一種電腦可讀取媒體，具有數個指令，當執行該 些指令時，致使一機器： 接收來自客戶端存取記憶體內容的請求，該客戶端耦 合至該伺服器； 將記憶體分爲數個區段，該些記憶體區段的各個區段 代表具有該記憶體內容的分頁； 將記憶體存取表和該些記憶體區段相關聯，該記憶體 存取表具有位元連續組； 追蹤該些記憶體區段，以決定該記憶體內容是否包括 -3 - 1297831 ^ 97. 2. , 受保護內容； 藉由檢查該記憶體內容是否包括受保護內容以及該客 戶端是否被授權存取該受保護內容，以決定該客戶端是否 被允許存取該記憶體內容； 當該記憶體內容未包括該受保護內容時，或是當該記 憶體內容包括該受保護內容且該客戶端被授權存取該受保 護內容時，則允許該客戶端存取該記憶體內容；以及 當該記憶體內容包括該受保護內容且該客戶端未被授 權存取該受保護內容時，則拒絕該客戶端存取該記憶體內 容。 11.如申請專利範圍第1 0項之電腦可讀取媒體，其 中當執行該些指令時，進一步致使該機器：經由錯誤分析 器來分析登錄錯誤，其中該登錄錯誤指出由該客戶端存取 該記憶體內容的失敗嘗試。 1 2.如申請專利範圍第1 0項之電腦可讀取媒體，其 中當執行該些指令時，決定該客戶端是否被允許存取該記 憶體內容係包括：檢查和該記憶體存取表相關聯的記憶體 指示器。