(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211118592.8 (22)申请日 2022.09.15 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115202892 A (43)申请公布日 2022.10.18 (73)专利权人 粤港澳大湾区数字经济 研究院 （福田） 地址 518045 广东省深圳市福田区福保街 道市花路长富金茂大厦1号楼39楼 3901单元 (72)发明人 邵乐希　蓝晏翔　王嘉平　 (74)专利代理 机构 深圳市君胜知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44268 专利代理师 陈专 (51)Int.Cl. G06F 9/50(2006.01) (56)对比文件 CN 113051072 A,2021.0 6.29 CN 113051072 A,2021.0 6.29 CN 1025762 99 A,2012.07.1 1 CN 113312182 A,2021.08.27 CN 114185818 A,202 2.03.15CN 114968567 A,202 2.08.30 US 20162670 06 A1,2016.09.15 CN 114880130 A,2022.08.09 CN 114625536 A,2022.06.14 丁鹤平等.基 于图形处 理单元的数字全息图 加速再现算法研究. 《中国激光》 .2010,第37 卷 (第11期),第2 901-2905页. Agathoklis Papadopoul os等.“FPGA-based hardware ac celerati on for local complexity analysis of mas sive gen omic data”. 《Integrati on》 .2012,第46卷(第0 3期), Roberto Am mendola等.“ASIP accelerati on for virtual-to-physical address translati on on RDMA-enabled FPGA- based netw ork interfaces ”. 《Future Generati on Computer System s》 .2015,第5 3卷 王显宏.“面向深度学习平台的内存管理器 的设计与实现 ”. 《中国优秀硕士学位 论文全文数 据库 信息科技 辑》 .2019,(第01期), 李青峰.“基于FPGA的异构计算研究及实 现”. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据库 信息 科技辑》 .2021,(第0 5期), 审查员 邹小彬 (54)发明名称 一种机密计算协处理器的内存扩展系统和 内存扩展方法 (57)摘要 本发明涉及机密计算协处理器技术领域， 具 体是涉及一种机密计算协处理器的内存扩展系 统和内存扩展方法。 本发明首先根据机密计算协 处理器运行应用所需要的存储容量， 得到需要扩 展的内存大小。 然后将需要扩展的内存大小发送 给宿主机， 宿主机将其内部的内存划分出来一部 分作为机密计算协处理器的内存， 以协助机密计 算协处理器的运行。 从上述分析， 本发明是根据 机密计算协处理器所需的存储量大小而将宿主 机的内存扩展为机密计算协处理器的内存， 从而实现了动态扩展机密计算协处理器的内存。 另外 使用宿主机扩展协处理器的内存， 能够提高协处 理器访问扩 展的内存的速度。 权利要求书3页 说明书10页 附图2页 CN 115202892 B 2022.12.23 CN 115202892 B 1.一种机密计算协处 理器的内存 扩展系统， 其特 征在于， 包括如下组成部分： 机密计算协处 理器， 为待扩展的协处 理器； 控制器， 与所述机密计算协处理器双 向电连接， 用于根据所述机密计算协处理器运行 应用所需的内存 存储容量， 得到所述机密计算协处 理器需扩展的内存； 宿主机， 与所述控制器双向电连接， 用于为所述机密计算协处 理器提供需扩展的内存； 所述机密计算协处 理器， 包括如下组成部分： 块设备内核模块， 用于 输入扩展内存的请求； 第一通信模块， 与所述块设备内核模块电连接， 与 所述控制器双向电连接， 用于将扩展 内存的请求传送至所述控制器； 所述控制器， 包括如下组成部分： 协议处理模块， 与所述第一通信模块双 向电连接， 用于将扩展内存的请求传送至所述 宿主机以及将所述宿主机针对 扩展内存的请求应答传送至所述第一 通信模块； 页管理模块， 与所述宿主机电连接， 用于管理所述宿主机为所述机密计算协处理器提 供的扩展内存。 2.如权利要求1所述的机密计算协处理器的内存扩展系统， 其特征在于， 所述控制器还 包括加解密模块， 所述加解密 模块分别与所述第一通信模块、 所述宿 主机双向电连接， 用于 对所述机密计算协处理器需写入所述宿 主机的数据加密、 对所述机密计算协处理器需读取 所述宿主机的数据解密。 3.如权利要求2所述的机密计算协处理器的内存扩展系统， 其特征在于， 所述宿主机， 包括如下组成部分： 第二通信模块， 分别与所述协议处理模块、 所述页管理模块、 所述加解密模块电连接， 用于使所述宿主机与所述控制器通信； 内存管理内核模块， 分别与所述第 二通信模块、 所述页管理模块电连接， 用于管理分配 给所述机密计算协处 理器的扩展内存。 4.一种机密计算协处 理器的内存 扩展方法， 其特 征在于， 包括： 获取机密计算协处 理器运行应用所需的内存 存储容量， 记为所需 内存容量； 依据所述所需 内存容量， 得到宿主机应分配给 所述机密计算协处 理器的常驻内存； 将所述常驻内存的内存信 息发送至所述机密计算协处理器， 完成所述机密计算协处理 器的内存 扩展； 所述依据所述所需内存容量， 得到宿主机应分配给所述机密计算协处理器的常驻内 存， 包括： 将所述所需内存容量传输至所述宿主机的内存管理内核模块， 得到所述内存管理内核 模块控制所述宿主机分配给 所述机密计算协处 理器的常驻内存； 所述将所述常驻内存的内存信 息发送至所述机密计算协 处理器， 完成所述机密计算协 处理器的内存 扩展， 包括： 接收所述内存管理内核模块经所述宿主机的第二通信模块传输的内存信息中的内存 总页数和内存地址信息； 针对接收的所述内存总页数和所述内存地址信 息建立页 管理结构， 所述页管理结构用 于记录内存页与所述内存地址信息的对应关系， 各个所述内存页构成分配给所述机密计算权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115202892 B 2协处理器的常驻内存； 建立所述页管理结构之后， 将所述内存总页 数和所述内存地址信 息经所述机密计算协 处理器的第一通信模块发送至块设备内核模块， 完成所述机密计算协处理器的内存扩展， 所述块设备内核模块 位于机密计算协处 理器上。 5.如权利要求4所述的机密计算协处理器的内存扩展方法， 其特征在于， 将所述常驻内 存的内存信息发送至所述机密计算协处理器， 完成所述机密计算协处理器的内存扩展， 之 后还包括： 接收所述机密计算协处理器请求写入的目标页所对应的所述内存地址信息和写入内 容， 所述目标页位于所述宿主机分配给 所述机密计算协处 理器的所述内存页中； 依据所述内存地址信息， 得到所述内存地址信息中的位于所述宿主机上的IOM MU地址； 将所述写入内容和所述 IOMMU地址发送至所述宿主机 。 6.如权利要求5所述的机密计算协处理器的内存扩展方法， 其特征在于， 所述将所述写 入内容和所述 IOMMU地址发送至所述宿主机， 包括： 加密所述写入内容， 得到加密之后的所述写入内容； 将所述IOMMU地址和加密之后的所述写入内容通过远程直接数据存取方法发送至所述 宿主机。 7.如权利要求5所述的机密计算协处理器的内存扩展方法， 其特征在于， 所述将所述写 入内容和所述 IOMMU地址发送至所述宿主机， 之后还 包括： 接收所述宿主机 完成将所述写入内容写入到目标页的写反馈指令； 接收到所述写反馈指令之后和接收到所述机密计算协处理器反馈的当前内存大于设 定内存时， 向所述机密计算协处理器发出卸载交换设备 的指令， 所述交换设备位于所述机 密计算协处 理器上， 所述交换设备用于访问所述宿主机 。 8.如权利要求5所述的机密计算协处理器的内存扩展方法， 其特征在于， 所述将所述写 入内容和所述 IOMMU地址发送至所述宿主机， 之后还 包括： 接收到销毁请求之后， 销毁所述写入内容； 销毁所述写入内容之后， 发送销毁指令 至所述宿主机 。 9.如权利要求8所述的机密计算协处理器的内存扩展方法， 其特征在于， 所述接收到销 毁请求之后， 销毁所述写入内容， 之前还 包括： 控制所述宿主机将所述宿主机中的所述写入内容写回至所述机密计算协处 理器； 控制所述机密计算协处 理器保存写回的所述写入内容。 10.如权利要求4所述的机密计算协处理器的内存扩展方法， 其特征在于， 所述将所述 常驻内存的内存信息发送至所述机密计算协处理器， 完成所述机密计算协处理器的内存扩 展， 之后还 包括： 接收所述机密计算协处 理器请求读取的目标页； 依据请求读取的所述目标页， 得到所述内存地址信 息中与所述目标页 所对应的位于所 述宿主机上的IOM MU地址； 将请求读取的所述目标页所对应的所述 IOMMU地址发送至所述宿主机； 接收所述宿主机发送的