
【計】 SLR; storage limit register
存儲界限寄存器(Memory Bounds Register)是計算機體系結構中用于内存管理的關鍵硬件組件,其英文全稱為"Memory Bounds Register",常縮寫為MBR。它通過定義程式可訪問内存的起始地址和結束地址,實現對内存空間的訪問控制與保護。
在具體功能上,存儲界限寄存器包含兩個核心參數:
其工作原理遵循地址驗證公式: $$ text{有效訪問} = begin{cases} 允許 & text{if } 基址 leq 訪問地址 leq (基址 + 界限) 拒絕 & text{otherwise} end{cases} $$
這種機制可防止程式越界訪問其他進程或系統内核的内存空間,有效攔截非法内存操作。根據《計算機組成與設計》中的論述,現代處理器如ARM Cortex-M系列和Intel x86架構均采用此類寄存器實現多任務隔離。在嵌入式系統開發中,存儲界限寄存器更是RTOS(實時操作系統)實現内存保護域的核心硬件支持。
該技術被IEEE标準754-2019推薦的存儲器保護方案收錄,其規範詳見計算機體系結構标準文檔(ISO/IEC 20546:2019)。實際應用案例包括Linux内核的地址空間隨機化(ASLR)技術,以及汽車電子系統中符合ISO 26262安全标準的存儲器分區保護。
存儲界限寄存器(或界限寄存器)是計算機系統中用于實現内存保護的關鍵硬件組件,主要功能是限定程式可訪問的内存地址範圍,防止越界訪問導緻的數據錯誤或系統崩潰。以下是詳細解析:
存儲界限寄存器通過設置内存地址的上下限,确保程式隻能訪問分配給它的内存區域。例如,CPU中可配置下限寄存器和上限寄存器,分别存儲當前程式在内存中的起始地址和結束地址。當程式試圖訪問超出該範圍的地址時,硬件會自動觸發越界中斷(存儲保護中斷),阻止非法操作。
存儲界限寄存器是計算機内存管理的基礎設施之一,通過硬件強制隔離不同程式的内存空間,保障系統穩定性和安全性。其實現方式多樣,但核心目标均為防止非法内存訪問。
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