СИСТЕМА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ СКРЫТЫХ ОБЛАСТЕЙ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ

Полезная модель относится к вычислительной технике и может быть использована для обнаружения скрытых областей оперативной памяти компьютера.
Известно устройство на основе программируемых логических интегральных схем, которые конфигурированы в виде процессорного ядра и связанного с ним блока периферийных устройств, при этом, устройство снабжено портами ввода-вывода, связанными с периферийными устройствами, и энергонезависимой флэш-памятью, связанной с процессорным ядром и внешним оперативным запоминающим устройством, связанным с процессорным ядром [RU 41168, U1, G06F 9/455, 10.10.2004].
Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно не позволяет обнаруживать скрытые области оперативной памяти компьютера.
Известно также устройство, содержащее флэш-память, оперативную память, отдельную энергонезависимую память, средство для копирования страницы флэш-памяти в виде образа страницы в оперативную память и обновления этого образа страницы, средство для записи обновленного образа страницы назад в флэш-память на свободную страницу, средство для обновления главной таблицы записи в энергонезависимой памяти [RU 2182375, С2, G06F 12/00, 10.05.2002].
Недостатком этого устройства также является относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно не позволяет обнаруживать скрытые области оперативной памяти компьютера.
Кроме того, известна микро-ЭВМ, содержащая процессор, ОЗУ, ППЗУ, контроллер внутренней информационной магистрали, локальную магистраль, два контроллера внешней радиальной информационной сети и флэш-память, причем, процессор, ППЗУ и контроллер внутренней информационной магистрали объединены через локальную магистраль, первые входы-выходы процессора соединены с входами-выходами ОЗУ, внешний двунаправленный вход контроллера внутренней информационной магистрали имеет выход на внутреннюю информационную магистраль, первый и второй контроллеры внешней радиальной информационной сети и флэш-память объединены через локальную магистраль, внешние двунаправленные входы-выходы первого и второго контроллеров внешней радиальной информационной сети соответственно связаны с основной и резервной внешними радиальными информационными сетями [RU 89733, U1, G06F 15/16, 10.12.2009].
Это устройство также обладает относительно узкими функциональными возможностями, поскольку оно не позволяет обнаруживать скрытые области оперативной памяти компьютера.
К известным относится и техническое решение, содержащее блок управления прохождением запросов, два входных коммутатора, блок управления первым блоком оперативной памяти, три выходных коммутатора, блок буферных регистров, блок обнаружения и исправления ошибок и коммутатор ввода-вывода [RU 2060538, C1, G06F 12/08, 20.05.1996].
Недостатком этого устройства является относительно узкие функциональные возможности, поскольку хотя оно и позволяет, в частности, управлять оперативной памятью, но не позволяет обнаруживать ее скрытые области, в частности, для использования этой информации при управлении.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является техническое решение, содержащее процессор, первый вход-выход которого соединен с входом-выходом системной шины компьютера, оперативное запоминающее устройство, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом процессора, блок памяти адресов точек возврата, первый вход которого соединен с первым выходом процессора шиной загрузки адресов точек возврата, а второй вход соединен со вторым выходом процессора шиной подачи команд входа и выхода из процедур, и блок сравнения адресов, первый вход которого соединен с выходом блока памяти адресов точек возврата шиной чтения адресов точек возврата, второй вход соединен с шиной процессора адресов записи в оперативную память, а выход соединен с входом процессора для сигнализации о нарушении целостности точки возврата [RU 107620, U1, G06N 7/00, 12.04.2011].
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно также не позволяет обнаруживать скрытые области оперативной памяти.
Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее процессор и оперативную память, введен контроллер оперативной памяти, первый и второй входы-выходы которого соединены, соответственно, с первым входом-выходом процессора и входом-выходом оперативной памяти, и блок формирования карт времени доступа к оперативной памяти, первый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом процессора, а второй вход-выход - соединен с третьим входом-выходом контроллера оперативной памяти.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, в системе для обнаружения скрытых областей оперативной памяти процессором формируются команды обращения к оперативной памяти путем последовательного перебора всех адресов оперативной памяти и путем случайного перебора всех адресов оперативной памяти, на основании чего в блоке формирования карт времени доступа строятся две соответствующие карты времени доступа к оперативной памяти, которые сравниваются в процессоре между собой по времени доступа к оперативной памяти и в случае, если будут выявлены области оперативной памяти, время доступа к которым при случайном обращении превышает, как минимум, в два раза время доступа при последовательном обращении, то фиксируется факт наличия недекларированной скрытой области оперативной памяти, которая образована путем теневой переадресации запросов к оперативной памяти.
На чертеже представлена функциональная схема системы для обнаружения скрытых областей оперативной памяти.
Система для обнаружения скрытых областей оперативной памяти содержит процессор 1, оперативную память 2 и контроллер 3 оперативной памяти, первый и второй входы-выходы которого соединены, соответственно, с первым входом-выходом процессора 1 и входом-выходом оперативной памяти 2.
Система для обнаружения скрытых областей оперативной памяти содержит также буфер 4 переадресации запросов к оперативной памяти, первый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом процессора 1, а второй вход-выход - соединен с третьим входом-выходом контроллера 3 оперативной памяти.
Работает система для обнаружения скрытых областей оперативной памяти работает следующим образом.
Скрытые области оперативной памяти создаются блокировкой доступа к этим областям и могут выполняться различными методами и с использованием различной аппаратуры.
Один из таких методов предполагает теневую переадресацию запросов к оперативной памяти.
Сущность этого способа состоит в следующем.
Оборудование имеет в своем составе блок теневой переадресации запросов к оперативной памяти. Этот блок используется, в том числе, и для затенения областей памяти, т.е. для создания скрытых областей оперативной памяти.
Работа этого блока сводится к преобразованию адреса запроса к оперативной памяти в соответствии с таблицами переадресации. Эти таблицы размещены в оперативной памяти и таким образом для затенения оперативной памяти с помощью аппаратуры виртуализации вместо одного обращения к оперативной памяти происходит как минимум два. Сначала считывается таблица переадресации, затем в соответствии со значениями, считанными из таблицы, вычисляется реальный адрес обращения к оперативной памяти и только после этого выполняется основная транзакция.
Таким образом, цикл обращения к оперативной памяти в адресном пространстве, затененном аппаратурой виртуализации удлиняется, как минимум, в два раза.
Поскольку активные строки таблицы переадресации размещены в специальном аппаратном буфере, то для гарантированного обнаружения скрытых областей по данной технологии необходимо построить карту времени доступа к оперативной памяти двумя способами: методом последовательного перебора всех адресов оперативной памяти и методом случайного перебора всех адресов оперативной памяти.
В первом случае работа аппаратуры виртуализации будет практически незаметна, и не будет сказываться на времени выполнения транзакций чтения из-за предсказанных заранее адресов и выбранных заранее актуальных строк в буфер переадресации.
Во втором случае работа буфера переадресации в режиме предсказания невозможна и цикл выполнения транзакций чтения будет увеличиваться минимум в два раза.
Сравнивая две карты времен доступа к оперативной памяти можно выявить области адресов, в которых увеличивается время доступа в карте построенной методом случайного перебора адресов оперативной памяти. Наличие таких областей с увеличенным, как минимум, в два раза временем доступа будет свидетельствовать о включении оборудования теневой трансляции в блоках аппаратной виртуализации.
Для выявления скрытых области оперативной памяти и выявлении метода их создания система для обнаружения скрытых областей оперативной памяти работает следующим образом.
Процессором 1 формируются команды обращения к оперативной памяти путем последовательного перебора всех адресов оперативной памяти и путем случайного перебора всех адресов оперативной памяти. Передачу команд и реакцию на команды обеспечивает контроллер 3 оперативной памяти. Время реакции определяется блоком 4 формирования времени доступа к оперативной памяти, на основании чего в нем формируются две карты - карты времени доступа при последовательном переборе всех адресов оперативной памяти и при случайном переборе всех адресов оперативной памяти, которые сравниваются в процессоре 1 между собой по времени доступа к оперативной памяти. В случае, если будут выявлены области оперативной памяти 2, время доступа к которым при случайном обращении превышает, как минимум, в два раза время доступа при последовательном обращении, то фиксируется факт наличия недекларированной скрытой области оперативной памяти, которая образована путем теневой переадресации запросов к оперативной памяти.
Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства обеспечивается расширение его функциональных возможностей, поскольку при сохранении функции контроля хода выполнения программ обеспечивается и выполнение функции выявления скрытых областей оперативной памяти компьютера и определение способа их создания.