CN102053907A - 系统管理中断处理程序的自我诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种系统管理中断处理程序的自我诊断方法。于执行系统管理中断处理程序时，自先进组态与电源接口定时器取得第一时间值。并且，取得系统管理中断的来源路径。而在系统管理中断处理程序执行结束时，再自先进组态与电源接口定时器取得第二时间值。依据第一时间值与第二时间值获得系统管理中断处理程序的执行时间。倘若执行时间大于或等于一逾时时间，则将此系统管理中断的相关信息记录下来。

Description

系统管理中断处理程序的自我诊断方法

技术领域

本发明涉及一种系统管理中断机制，且特别涉及一种系统管理中断处理程序的自我诊断方法。

背景技术

系统管理模式(System Management Mode，SMM)为现今一般个人计算机系统所用的中央处理单元的一种特别功能。当系统管理中断(System Management Interrupt，SMI)被触发到中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)时，所有的中央处理单元都会接收到这一信号，而进入系统管理模式。基本输入输出系统(Basic Input Output System，BIOS)可以在系统管理模式下执行系统管理中断处理程序(SMI handler，以下简称SMI处理程序)，以服务系统管理中断。

一般而言，如果计算机系统设置有多个中央处理单元，则仅会有一个中央处理单元会来执行SMI处理程序，其余的中央处理单元则是处于等待状态，其等待执行上述SMI处理程序完成。因此，系统管理中断对于系统的运作(operation)与效能(performance)影响很大。

然而，计算机系统的运作仅会注重SMI处理程序功能的正确性。也就是当系统管理中断发生时，SMI处理程序会依据此系统管理中断来进行相对应的功能。据此，往往会忽略了SMI处理程序的执行过程中是否合理或符合规定。例如，SMI处理程序是否逾时、中央处理单元的使用率是否过高等情形。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种SMI处理程序的自我诊断方法，使得SMI处理程序能够自我诊断其处理过程是否合理或符合规定。

具体而言，本发明提出一种SMI处理程序的自我诊断方法，其适于一计算机系统。在此，当系统管理中断被触发至中央处理单元时，由中央处理单元执行SMI处理程序。接着，自先进组态与电源接口(AdvancedConfiguration and Power Interface，ACPI)定时器取得执行SMI处理程序的第一时间值。并且，取得系统管理中断的来源路径。而在SMI处理程序执行结束之后，自ACPI定时器取得SMI处理程序执行结束时的第二时间值。然后，比较SMI处理程序的执行时间与逾时时间。上述执行时间为第二时间值与第一时间值的差值。若执行时间大于或等于逾时时间，则将执行时间、来源路径及逾时时间记录至一内存。

在本发明一实施例中，在上述系统管理中断被触发至中央处理单元之前，可通过基本输入输出系统(Basic Input Output System，BIOS)执行开机自我测试(Power On Self Test，POST)，以初始化系统管理中断机制。并且，在初始化系统管理中断机制时，通过基本输入输出系统自实时时钟(Real Time Clock，RTC)芯片读取第一时间戳记(timestamp)，并记录至上述内存。

在本发明一实施例中，当上述中央处理单元执行SMI处理程序时，更可自实时时钟芯片取得第二时间戳记，以依据第一时间戳记与第二时间戳记来计算中央处理单元的使用率。上述计算中央处理单元的使用率的步骤如下所述。在SMI处理程序执行结束之后，将第二时间戳记与第一时间戳记之间的差值加上执行时间，藉以取得计算机系统自启动至今所经过的总时间。接着，累加上述执行时间与一累计时间区位的值，藉以取得SMI处理程序自计算机系统启动至今所累计执行的一累计时间。据此，便可依据累计时间与总时间来计算中央处理单元的使用率。

在本发明一实施例中，在上述SMI处理程序执行结束之后，还可进一步比较中央处理单元的使用率与上限值。倘若中央处理单元的使用率大于或等于上限值，则将SMI来源路径、第二时间戳记、中央处理单元的使用率及上限值记录至内存。

在本发明一实施例中，上述在SMI处理程序执行结束之后，更可将累计时间写入至累计时间区位，以供下一次执行SMI处理程序时来计算累计时间。

在本发明一实施例中，若上述执行时间大于或等于逾时时间，更可将第二时间戳记记录至内存。

在本发明一实施例中，上述执行SMI处理程序之后，倘若SMI处理程序当掉(hang)，则记录一默认值至当机状态区位中，并将第二时间戳记及SMI来源路径记录至内存。

在本发明一实施例中，上述内存为非挥发性随机存取内存(Non-Volatile Random Access Memory，NVRAM)。

基于上述，本发明可于执行SMI处理程序的时候，将异样的系统管理中断的相关信息记录下来，以供使用者日后检查NVRAM中的记录来得知SMI处理程序是否发生异样状况。例如，SMI处理程序是否曾经逾时，或是中央处理单元使用率是否曾经超过上限值，甚至能够得知计算机系统是否曾在SMI处理程序中当掉。据此，使用者便能够进一步去找出并修复异常所在，确保计算机系统在执行SMI处理程序的合理性与计算机系统的稳定性与效率性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明第一实施例的SMI处理程序的自我诊断方法的流程图；

图2是依据本发明一实施例的系统管理中断的来源路径的示意图；

图3是依照本发明第二实施例的计算机系统的示意图；

图4是依照本发明第二实施例的SMI处理程序的自我诊断方法的流程图。

主要附图标记：

300：计算机系统；    310：中央处理单元；

320：芯片；          321：ACPI定时器；

323：实时时钟芯片；  330：SMM RAM；

331：SMI处理程序；   340：NVRAM；

S105～S135：本发明第一实施例的SMI处理程序的自我诊断方法各步骤；

S405～S450：本发明第二实施例的SMI处理程序的自我诊断方法各步骤。

具体实施方式

一般而言，计算机系统的运作仅会注重SMI处理程序功能的正确性，往往忽略了SMI处理程序的执行过程中是否合理或符合规定。例如，SMI处理程序是否逾时、中央处理单元的使用率是否过高等情形。为此，本发明提出一种SMI处理程序的自我诊断方法，使得SMI处理程序能够自我诊断其在执行过程中是否合理或符合规定。为了使本发明的内容更为明了，以下特举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。

第一实施例

图1是依照本发明第一实施例的SMI处理程序的自我诊断方法的流程图。请参照图1，步骤S105中，当系统管理中断(System ManagementInterrupt，SMI)被触发至中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)时，由中央处理单元执行系统管理中断处理程序(SMI handler，以下简称SMI处理程序)。在此，例如可于SMI处理程序中加入一程序代码，使得SMI处理程序能够进行自我诊断。

具体而言，系统管理中断为优先权(priority)最高的中断，其包括软件系统管理中断、硬件系统管理中断及周期性系统管理中断。软件SMI是由软件对输入输出端口做写入而触发的SMI。硬件系统管理中断是由硬件对其所侦测到的某一个事件所触发的SMI。周期性系统管理中断则由芯片每隔一段固定时间对中央处理单元所触发的系统管理中断。

一旦系统管理中断被触发到中央处理单元，中央处理单元将会立刻进入系统管理模式(System Management Mode，SMM)。而当中央处理单元于系统管理模式时，会立刻将其环境(context)，也就是中央处理单元所有缓存器的值，写入至系统管理模式随机存取内存(Random AccessMemory，RAM)内，之后中央处理单元则跳至SMI处理程序的进入点(entry)来执行SMI处理程序。

接着，在步骤S110中，自先进组态与电源接口(AdvancedConfiguration and Power Interface，ACPI)定时器取得执行SMI处理程序的第一时间值，也就是开始执行SMI处理程序的时间点。在此，由于ACPI定时器的时间分辨率(resolution)较高，能够更精确地计算时间，因而用此作为时间单位的基准，藉此来记录每次SMI处理程序所花费的时间。

之后，在步骤S115中，取得系统管理中断的来源路径。来源路径所指为触发此系统管理中断所经过的路径，也就是从发出系统管理中断的来源装置到中央处理单元所经过的所有控制点的路径。举例来说，图2是依据本发明一实施例的系统管理中断的来源路径的示意图。请参照图2，硬件1的系统管理中断的来源路径为控制点1。硬件2的系统管理中断的来源路径为控制点2、控制点3。芯片的系统管理中断的来源路径为控制点4、控制点3。硬件3的系统管理中断的来源路径为控制点5、控制点6、控制点7。硬件4的系统管理中断的来源路径为控制点8、控制点7。在此，系统管理中断自来源装置(例如，硬件1～4及芯片)传送至中央处理单元所经过的控制点要全部致能(enable)，才能触发到中央处理单元。

在本实施例中，来源路径的表示法例如为{控制点1，控制点2，...}。而每个控制点则以(状态位，致能位)来表示。另外，状态位与致能位则是以输入输出地址(IO address)与其位所在的位置(bit offset)来表示。例如，{((状态位的IO address，状态位的offset)，(致能位的IO address，致能位的offset))}。

接着，在步骤S120中，在SMI处理程序执行结束之后，自ACPI定时器取得SMI处理程序执行结束时的第二时间值，也就是SMI处理程序执行结束的时间点。

之后，在步骤S125中，比较SMI处理程序的执行时间与逾时时间。在此，执行时间即是第二时间值与第一时间值的差值。

值得注意的是，逾时时间可由使用者输入，或是由操作系统取得，亦或动态得知(例如，可读取实时时钟(Real Time Clock，RTC)芯片的周期性中断所设定的周期，例如1/18.2秒的周期)。在此，使用者可于基本输入输出系统的设定选项中来设定SMI处理程序的逾时时间，但其它情况可类推。

若执行时间大于或等于逾时时间，如步骤S130所示，记录执行时间、来源路径及逾时时间至内存。在此，内存例如为非挥发性随机存取内存(Non-Volatile Random Access Memory，NVRAM)。在其它实施例中，SMI处理程序更可透过基板管理控制器(BMC)将上述执行时间、来源路径及逾时时间记录在其系统事件日志(System Event Log，SEL)中，再将此系统事件日志储存至NVRAM中。

最后，在步骤S135中，中央处理单元会执行回复(Resume，RSM)指令，使得中央处理单元离开系统管理模式。并且，从SMM RAM中取出先前的中央处理单元的环境(context)内容，以将上述内容写入至中央处理单元的各个缓存器中。然后，再回到系统管理中断发生时被中断的程序点。

由于SMI处理程序每一次的执行时间有其一定的限制，不能因为执行SMI处理程序而漏掉其它的重要中断，因此便要判断SMI处理程序是否逾时。举例来说，假设周期性系统定时器，其每秒将产生18.2次的中断，其中部分是用来作为系统时间的计时单位(tick)，部分是用来作为操作系统处理排程(process schedule)的定时器基准(timer base)。倘若其中一次的SMI处理程序执行超过1/18.2秒，则将会失去一次计时单位的更新，而造成系统时间错误。据此，通过上述步骤S105～步骤S135，可将逾时的系统管理中断的相关信息记录下来，以供使用者查询。

除了上述SMI处理程序的执行时间是否逾时之外，中央处理单元的使用率、是否在执行SMI处理程序时发生当机(hang)等情形也会影响计算机系统的运作与效能。以下再举另一实施例来说明。

第二实施例

图3是依照本发明第二实施例的计算机系统的示意图。图4是依照本发明第二实施例的SMI处理程序的自我诊断方法的流程图。

请参照图3，在本实施例中，计算机系统300包括中央处理单元310、芯片320、SMM RAM 330及NVRAM 340。其中，芯片320包括ACPI定时器321与实时时钟芯片323。并且，SMM RAM 330储存有SMI处理程序331。在此，芯片320会发送系统管理中断至中央处理单元310，使得中央处理单元310执行SMM RAM 330中的SMI处理程序331。倘若SMI处理程序331在执行自我诊断过程中发生异样，其会将发生异样的系统管理中断的相关信息储存至NVRAM 340。在其它实施例中，更可透过基板管理控制器(未绘示)将发生异样的系统管理中断的相关信息记录在其系统事件日志中，再将此系统事件日志储存至NVRAM 340中。

以下即详细描述SMI处理程序331的自我诊断各步骤。

请同时参照图3及图4。首先，在步骤S405中，通过基本输入输出系统(Basic Input Output System，BIOS)(在此未绘示)执行开机自我测试(Power On Self Test，POST)，以进行系统管理中断机制的初始化。

值得一提的是，在POST过程中，使用者可依据需求来决定是否进入BIOS设定选单中来进行设定。例如，是否要致能SMI处理程序331的自我诊断功能、设定SMI处理程序331的逾时时间、中央处理单元310使用率的上限值...等。

接着，在步骤S410中，通过BIOS自实时时钟芯片323读取第一时间戳记(timestamp)，并将第一时间戳记储存至NVRAM 340中的起始时间区位中。并且，将NVRAM 340中的SMI处理程序331的一累计时间区位归零。在此，起始时间区位是为了计算中央处理单元310的使用率。

之后，在步骤S415中，当系统管理中断透过芯片320被触发至中央处理单元310时，中央处理单元310会去执行SMM RAM 330中的SMI处理程序331。例如，可于SMI处理程序331中加入一程序代码，使得SMI处理程序331能够进行自我诊断。在此，步骤S415与第一实施例的步骤S105相似，故不再详述。

然后，在步骤S420中，自ACPI定时器321取得第一时间值，并且自实时时钟芯片323取得进入SMI处理程序331的第二时间戳记，藉以依据第一时间戳记与第二时间戳记来计算中央处理单元310的使用率。在此，可自BIOS设定选单所储存的值中，取出逾时时间以及中央处理单元使用率的上限值。并且，自NVRAM 340的起始时间区位及累计时间区位分别取得第一时间戳记及累计时间(初始值为0，之后会随着SMI处理程序每次的执行时间来进行累加)。

接着，在步骤S425中，取得系统管理中断的来源路径。此步骤与第一实施例的步骤S115相同，在此不再详述。另外，取得系统管理中断的来源路径也可于步骤S415之后即执行，在此并不限制。

而在SMI处理程序331执行时，如步骤S430所示，当SMI处理程序331当掉(hang)时，写入1至NVRAM 340的当机状态区位中，并且记录SMI来源路径与第二时间戳记。也就是说，当机状态区位的值为1时，表示SMI处理程序331当掉。倘若NVRAM 340中的多个当机状态区位的值皆为1，或是NVRAM 340中并无当机状态区位，则当SMI处理程序331当掉时，其会于NVRAM 340中建立一个新的当机状态区位，并将1写入至此当机状态区位，同时将SMI来源路径与第二时间戳记写入。另外，倘若NVRAM 340中仅有一个当机状态区位且其值为0，则当SMI处理程序331当掉时，直接将1写入至此当机状态区位，同时将SMI来源路径与第二时间戳记写入。

接着，当SMI处理程序331执行结束之后，如步骤S435所示，自ACPI定时器321取得第二时间值。之后，执行步骤S440与步骤S445。

步骤S440与第一实施例的步骤S125及步骤S130相同，故在此不再详述。在步骤S440中，比较SMI处理程序331的执行时间(第二时间值减去第一时间值)与逾时时间。当执行时间大于或等于逾时时间，便将此系统管理中断的来源路径记录下来，同时也将执行时间、逾时时间、第二时间戳记记录下来。

而在步骤S445中，比较中央处理单元的使用率与一上限值。当使用率大于或等于上限值时，将此系统管理中断的来源路径、第二时间戳记、中央处理单元的使用率及上限值记录下来。上述中央处理单元的使用率的计算是依据第一时间值、第二时间值、第一时间戳记及第二时间戳记而获得。在此假设第一时间值为t1，第二时间值为t2，第一时间戳记为ts1，第二时间戳记为ts2。

详细地说，在SMI处理程序331执行结束之后，计算第二时间戳记与第一时间戳记之间的差值(tt)，并转换为以ACPI定时器321为单位的值(ttt)。接着，将ttt加上SMI处理程序331的执行时间，藉以取得计算机系统300自启动至今所经过的一总时间，也就是ttt+t2-t1。再来，累加执行时间与累计时间区位的值ACT，藉以取得SMI处理程序331自计算机系统300启动至今所累计执行的累计时间t，即t＝(t2-t1)+ACT。之后，依据累计时间与总时间，计算中央处理单元的使用率CU，即CU＝(t/(ttt+t2-t1))*100。

值得一提得是，在SMI处理程序331执行结束之后，其会写入0至上述当机状态区位中，藉此表示目前SMI处理程序331并未当掉。另外，SMI处理程序331也会将累计时间t记录至累计时间区位中。

最后，在步骤S450中，由中央处理单元310执行回复(RSM)指令，使得中央处理单元310离开系统管理模式。在此，步骤S450与第一实施例的步骤135相同，在此不再赘述。

综上所述，通过上述实施例的方法，可于执行SMI处理程序的时候，将异样的系统管理中断的相关信息记录下来。之后，使用者便可通过检查NVRAM中的记录来取得SMI处理程序逾时的系统管理中断，或是取得中央处理单元使用率是否曾经超过上限值的当时系统管理中断，甚至能够得知计算机系统是否曾在SMI处理程序中当掉。据此，使用者便能够进一步去找出异常所在，确保计算机系统在执行SMI处理程序的合理性与计算机系统的稳定性与效率性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种系统管理中断处理程序的自我诊断方法，适于计算机系统，所述自我诊断方法包括：

当系统管理中断被触发至中央处理单元时，由所述中央处理单元执行所述系统管理中断处理程序；

自先进组态与电源接口定时器取得执行所述系统管理中断处理程序的第一时间值；

取得所述系统管理中断的来源路径；

在所述系统管理中断处理程序执行结束之后，自所述先进组态与电源接口定时器取得所述系统管理中断处理程序执行结束时的第二时间值；

比较所述系统管理中断处理程序的执行时间与逾时时间，其中所述执行时间为所述第二时间值与所述第一时间值的差值；以及

若所述执行时间大于或等于所述逾时时间，则记录所述执行时间、所述来源路径及所述逾时时间至内存。

2.根据权利要求1所述的系统管理中断处理程序的自我诊断方法，其中在所述系统管理中断被触发至所述中央处理单元的步骤之前，还包括：

通过基本输入输出系统执行开机自我测试，以初始化系统管理中断机制；以及

通过所述基本输入输出系统自实时时钟芯片读取第一时间戳记，并记录至所述内存。

3.根据权利要求2所述的系统管理中断处理程序的自我诊断方法，其中当所述中央处理单元执行所述系统管理中断处理程序时，还包括：

自所述实时时钟芯片取得第二时间戳记，以依据所述第一时间戳记与所述第二时间戳记来计算所述中央处理单元的使用率。

4.根据权利要求3所述的系统管理中断处理程序的自我诊断方法，其中计算所述中央处理单元的使用率的步骤，包括：

在所述系统管理中断处理程序执行结束之后，将所述第二时间戳记与所述第一时间戳记之间的差值加上所述执行时间，藉以取得所述计算机系统自启动至今所经过的总时间；

累加所述执行时间与累计时间区位的值，藉以取得所述系统管理中断处理程序自所述计算机系统启动至今所累计执行的累计时间；以及

依据所述累计时间与所述总时间，计算所述中央处理单元的使用率。

5.根据权利要求4所述的系统管理中断处理程序的自我诊断方法，其中在所述系统管理中断处理程序执行结束之后，还包括：

将所述累计时间写入至所述累计时间区位。

6.根据权利要求3所述的系统管理中断处理程序的自我诊断方法，其中在所述系统管理中断处理程序执行结束之后，还包括：

比较所述中央处理单元的使用率与上限值；以及

若所述中央处理单元的使用率大于或等于所述上限值，则记录所述来源路径、所述第二时间戳记、所述中央处理单元的使用率及所述上限值至所述内存。

7.根据权利要求3所述的系统管理中断处理程序的自我诊断方法，其中如果所述执行时间大于或等于所述逾时时间，还包括：

记录所述第二时间戳记至所述内存。

8.根据权利要求1所述的系统管理中断处理程序的自我诊断方法，其中在所述中央处理单元执行所述系统管理中断处理程序之后，还包括：

如果所述系统管理中断处理程序当掉，则记录默认值至当机状态区位中。

9.根据权利要求1所述的系统管理中断处理程序的自我诊断方法，其中所述内存为非挥发性随机存取内存。

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