CN102141920B - 一种动态配置C-State方法和通信设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种动态配置C-State方法和通信设备，其中，所述动态配置C-State方法包括如下步骤：操作系统在启动过程中，读取C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容让CPU在只支持浅度C-State的状态下启动；所述操作系统在启动后，根据触发的中断调用所述BIOS执行相关中断程序，修改所述C-State描述信息，在所述C-State描述信息中允许CPU支持深度C-State；所述操作系统接收所述BIOS修改所述C-State描述信息后发送的通知消息，根据所述通知消息读取所述C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容使能CPU支持深度C-State的功能。本发明实施例通过在OS启动前填写C-State描述信息让OS在启动时让CPU只支持浅度C-State；当OS启动后，通过中断调用BIOS程序修改C-State描述信息，BIOS修改完后通知OS，使得OS收到通知后再次读取BIOS信息使能CPU支持深度C-State，从而既避免了在启动过程中出现的不兼容问题，又能使系统在启动后使用深度C-State节能策略。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种动态配置C-State方法和通信设备。
背景技术
随着节能在IT业中越来越被重视，C-State作为一种节能技术在x86架构服务器和个人计算机中的应用也越来越广泛。在ACPI（Advanced Configurationand Power Interface Specification，高级配置和电源接口规则）定义的系统处理器电源状态中，电源状态被设计为C0、C1、C2、C3…Cn等多个状态，统称为C-State。其中，电源状态C0是活跃状态，表示CPU执行指令。C1到Cn都是CPU睡眠状态，操作系统在CPU空闲时，可以将其置于其中一个睡眠状态中，在该状态下，CPU不执行任何指令；与C0状态相比，处于睡眠状态的CPU消耗更少的能源且释放更少的热量；n值越大，表示睡眠程度越深，耗能更少，发热也更少。n>3的Cn状态称之深度C-State，深度C-State具有非常明显的节能效果。在进入或退出每个睡眠状态时，都有一个时间延迟，一般来说，睡眠程序越深，进入或退出该睡眠状态的延迟时间也越长。
C-State的支持需要由以CPU为主的硬件、BIOS（Basic Input OutputSystem，基本输入输出系统）、OS（Operating System，操作系统）三者共同完成。CPU提供硬件支持，BIOS在ACPI数据结构里面提供C-State描述信息（如_CST、_CSD等对象），C-State描述信息的内容包括如何进出各个C-State，支持哪些C-State，进出各个C-State的延时，各个C-State下CPU的功耗等。OS根据BIOS的描述知道当前CPU支持哪些C-State，根据CPU是否空闲以及空闲时间片的间隔来决定进入哪种CPU C-State，从而以CPU能耗进行更好的控制。
随着C-State技术的发展，新出现的深度C-State技术与一些操作系统（如较老版本的OS）配合时会出现兼容性问题。例如，在系统启动过程或者休眠唤醒过程中，当CPU有一定的时间空间时，会通过加载ACPI驱动程序，根据ACPI数据结构里的描述表让CPU进入深度C-State，以实现最大程序的节能，但由于进出各个C-State存在着不同程度的时延，而一些对时延敏感的设备驱动无法适应这种时延，从而导致驱动加载失败，造成系统死机、蓝屏等故障。
现有技术解决通过禁用C-State一些状态来解决启动或睡眠唤醒过程中的死机问题，例如，在BIOS里设置一个选项来使能或禁止C-State功能，当发生系统设备在启动或睡眠唤醒过程中会出现死机时，则在BIOS将C-State功能禁止，OS在启动过程中检查BIOS上报的信息，如果不支持，则不会让CPU进入深度C-State，从而规避了启动或睡眠唤醒过程中出现死机的问题。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在如下缺点：
由于采用禁止深度C-State的方法来解决因兼容性问题产生的启动或睡眠唤醒过程中的死机问题，使得在系统运行过程中将无法使用深度C-State这项节能技术。
发明内容
本发明实施例提供一种动态配置C-State方法和通信设备，用于避免操作系统在启动过程中出现不兼容问题，并可使系统在启动后使用深度C-State节能策略。其中，
本发明实施例提供了一种动态配置C-State方法，包括如下步骤：
操作系统在启动过程中，读取C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容让CPU在只支持浅度C-State的状态下启动；
所述操作系统在启动后，根据触发的中断调用BIOS执行相关中断程序，修改所述C-State描述信息，在所述C-State描述信息中允许CPU支持深度C-State；
所述操作系统接收所述BIOS修改所述C-State描述信息后发送的通知消息，根据所述通知消息读取所述C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容使能CPU支持深度C-State的功能。
本发明实施例还提供了一种通信设备，包括：
基本输入输出系统处理BIOS处理单元，操作系统处理单元OS；
所述操作系统处理单元OS用于在操作系统OS启动过程中，读取C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容让CPU在只支持浅度C-State的状态下启动；
所述操作系统处理单元OS还用于在操作系统OS启动后，根据触发的中断调用所述BIOS处理单元执行相关中断程序；
所述BIOS处理单元通过执行相关中断程序修改所述C-State描述信息，在所述C-State描述信息中允许CPU支持深度C-State；
所述BIOS处理单元修改完所述C-State描述信息后通知所述操作系统处理单元OS；
所述操作系统处理单元OS收到所述通知后读取所述C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容使能CPU支持深度C-State的功能。
上述技术方案中具有如下的优点：
本发明实施例通过在OS启动前填写C-State描述信息让OS在启动时让CPU只支持浅度C-State；当OS启动后，通过中断调用BIOS程序修改C-State描述信息，BIOS修改完后通知OS，使得OS收到通知后再次读取BIOS信息使能CPU支持深度C-State，从而既避免了在启动过程中出现的不兼容问题，又能使系统在启动后使用深度C-State节能策略。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一方法流程示意图；
图2为本发明实施例二方法流程示意图；
图3为本发明实施例三通信设备结构示意图；
图4为本发明实施例三通信设备具体应用时一种应用结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
实施例一
本发明实施例一提供了一种动态配置C-State的方法，包括如下步骤：
S11、操作系统在启动过程中，读取C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容让CPU在只支持浅度C-State的状态下启动；
其中，在操作系统启动之前，BIOS先填写ACPI数据结构中的C-State描述信息，在C-State描述信息中只允许CPU支持浅度C-State；操作系统在启动过程中，读取C-State描述信息中的内容，使得操作系统根据这一信息在CPU只支持浅度C-State的状态下启动，这样可以避免操作系统因深度C-State而造成的一些不兼容问题的发生（如死机、蓝屏等）。
这里的浅度和深度是一个相对的概念，例如，在实际应用中，如果操作系统在启动过程中容易在C5状态下发生死机，而在C4状态下不会发生，那么，这里的深度C-State可以理解为C5及其以后的一些状态，而C4之前的状态可以理解为浅度C-State。同理，如果在C4状态下容易死机而C3不会出现死机的情况，那么深度C-State可以理解为C4及其以后的一些状态（如C5、C6…），浅度C-State可以理解为C4之前的一些状态（如C3、C2…）。实际应用中，可以根据系统的实际情况对浅度C-State和深度C-State进行定义。
S12、所述操作系统在启动后，根据触发的中断调用所述BIOS执行相关中断程序，修改所述C-State描述信息，在所述C-State描述信息中允许CPU支持深度C-State；
具体的，可以通过SCI（System Control Interrupt，系统控制中断）来触发中断，SCI触发中断的方式并不唯一，包括：
（1）通过定时器触发
例如，通过设置相关寄存器的值，让相关硬件产生定时器中断；在操作系统启动一定时间后触发该中断。
（2）通过GPIO触发
例如，南桥的一些GPIO引脚状态改变时的动作可以被定义为是否触发中断，因此，可以将其中一个或多个GPIO允许触发中断，并在系统运行过程当中，通过改变GPIO引脚电平来触发中断；改变GPIO电平可以由BMC（BoardbaseManagement Controller,单板管理控制器）来执行，BMC为一单板管理单元，用于对单板进行管理。
当产生中断后，OS会收到中断通知，并判断中断的类型（如定时器中断或GPIO中断等），根据中断的类型调用相关中断程序，修改C-State描述信息，在所述C-State描述信息中允许CPU支持深度C-State。
S13、所述操作系统接收所述BIOS修改所述C-State描述信息后发送的通知消息，根据所述通知消息读取所述C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容使能CPU支持深度C-State的功能。
在BIOS修改完C-State描述信息后，操作系统并不知道C-State描述信息已经发生改变，此时，操作系统仍然只使能CPU支持浅度C-State。为了让操作系统得到C-State描述信息更新信息，BIOS在修改完后发送通知给操作系统，操作系统收到通知消息后会重新查找C-State描述信息，根据C-State描述信息里的内容使能CPU支持深度C-State的功能。
本发明实施例通过在OS启动前填写C-State描述信息让OS在启动时让CPU只支持浅度C-State；当OS启动后，通过中断调用BIOS程序修改C-State描述信息，BIOS修改完后通知OS，使得OS收到通知后再次读取BIOS信息使能CPU支持深度C-State，从而既避免了在启动过程中出现的不兼容问题，又能使系统在启动后使用深度C-State节能策略。
此外，当系统处理休眠唤醒状态时，唤醒过程与启动过程类似，完成可以参考上述流程来进行休眠唤醒操作，从而既避免了在休眠唤醒过程中出现的不兼容问题，又能使系统在休眠唤醒后使用深度C-State节能策略。
实施例二
本发明实施例基于实施例一提供了一种动态配置C-State的方法，参见图2，包括如下步骤：
S21、BIOS在OS启动前修改C-State描述信息，在C-State描述信息中只允许CPU支持浅度C-State；
系统在OS启动前先执行BIOS程序，BIOS通过修改C-State描述信息（例如修改C-State描述信息中的_CST、_CSD等对象），在C-State描述信息中只允许CPU支持浅度C-State，具体的浅度C-State等级（如C1、C2等）可以根据实际应用情况确定，例如系统启动过程中如果容易在C3以及以上状态出现兼容性问题，则可在描述表中设置只允许CPU支持C2以其以下C-State。
S22、OS启动过程中，读取C-State描述信息中的内容；
S23、OS根据C-State描述信息中的内容在CPU只支持浅度C-State状态下启动；
在步骤S21中BIOS已经填写C-State描述信息让CPU只支持浅度C-State，步骤S22、S23通过读取C-State描述信息，根据表中的信息在CPU只支持浅度C-State状态下启动，可以避免CPU因进入深度C-State时出现的兼容性问题（如蓝屏、死机等）。
S24、OS启动后根据触发的中断调用所述BIOS执行相关中断程序，修改所述C-State描述信息；
在OS正常启动后，此时的OS还是只能支持浅度C-State，而不能支持深度C-State，也无法实现更进一步的节能。为了让OS支持深度C-State，OS先通过触发的中断调用BIOS中的中断程序修改C-State描述信息；
这里触发的中断为SCI中断，具体可以为定时中断，或者GPIO引脚状态改变时触发的中断；BIOS中存储有SCI中断相关的中断程序；OS收到中断通知后先判断是哪种中断类型，然后调用BIOS中相应的中断程序。
S25、BIOS通过中断程序修改C-State描述信息，在C-State描述信息中允许CPU支持深度C-State；
S26、BIOS通知OS已更改C-State；
在BIOS中断程序中，当修改完C-State描述信息后，需要通知OS；否则OS不会得到已更改C-State描述信息的内容，仍会使用旧C-State描述信息中的内容，只支持浅度C-State。
S27、OS收到通知后读取C-State描述信息中的内容，使能CPU支持深度C-State。
本发明实施例通过在OS启动前填写C-State描述信息让OS在启动时让CPU只支持浅度C-State；当OS启动后，通过中断调用BIOS程序修改C-State描述信息，BIOS修改完后通知OS，使得OS收到通知后再次读取BIOS信息使能CPU支持深度C-State，从而既避免了在启动过程中出现的不兼容问题，又能使系统在启动后使用深度C-State节能策略。
实施例三
本发明实施例还提供了一种通信设备，参见图3，包括：基本输入输出系统BIOS处理单元31，操作系统OS处理单元32；
所述OS处理单元32用于在OS启动过程中，读取C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容让CPU在只支持浅度C-State的状态下启动；
所述OS处理单元还用于在OS启动后，根据触发的中断调用所述BIOS处理单元执行相关中断程序；
所述BIOS处理单元通过执行相关中断程序修改所述C-State描述信息，在所述C-State描述信息中允许CPU支持深度C-State；
所述BIOS处理单元修改完所述C-State描述信息后通知所述OS处理单元；
所述OS处理单元收到所述通知后读取所述C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容使能CPU支持深度C-State的功能。
本发明实施例BIOS处理单元在OS启动前，还用于填写C-State描述信息，在描述信息中只允许CPU支持浅度C-State。
本发明实施例中，上述触发的中断可以为SCI中的定时中断，或者GPIO中断，发生中断后，OS处理单元会判断是哪种中断程序，并调用BIOS处理单元执行相关的中断程序。此外，本发明实施例还可以包括BMC单元33，用于实现管理功能，也可以改变GPIO引脚电平来触发GPIO中断。
本发明实施例中，BIOS处理单元以及OS处理单元可以通过各种硬件处理单元及结合相关硬件器件来实现，参见图4，为本发明实施例具体应用时的一个示意图，包括：
业务处理单元41，BMC单元42，其他单元43；
业务处理单元41具体包括处理器411，Flash Rom412，硬盘413，以及内存、外设、总线等器件414；
其中，处理器411用于执行相应的程序，完成业务处理单元的处理功能；Flash Rom412用于存储BIOS程序，BIOS程序包括正常启动所需的程序、OS启动前填写C-State描述信息的程序以及OS启动后修改C-State描述信息的中断程序；其中，C-State描述信息也位于Flash Rom412当中，在系统启动时，C-State描述信息会加载到内存中，OS启动过程中及启动后从内存读取C-State信息；硬盘413用于存储OS程序以及相应的业务处理程序；内存、外设、总线等器件413用于提供相应的功能，在此不再赘述。
可以将处理器411及Flash Rom412看成是本发明实施例中的BIOS处理单元；将处理器411及硬盘413看成是本发明实施例中的OS处理单元；需要说明的是，上述硬件形式并不唯一，实际应用中也可以采用具有类似功能的硬件设备来实现本发明实施例。
BMC单元42用于完成对业务处理单元41及其他单元43的控制管理，其他单元可以是散热、电源、监控等单元，在此不再赘述。
本发明实施例通信设备具体可以为服务器或者PC机（Personal Computer，个人计算机）。
本发明实施例当设备上电后，处理器首先运行BIOS程序，修改C-State描述信息，在描述信息中只允许CPU支持浅度C-State；接着，CPU运行OS程序，读取修改后的C-State描述信息，在只支持浅度C-State的状态下启动，以避免出现不兼容的情况；OS启动后，接收相关中断，判断中断类型，并调用BIOS中的相应中断程序，BIOS通过中断程序修改C-State描述信息，在描述信息中允许CPU支持深度C-State，修改完成后通知OS，OS收到通知后再读取C-State描述信息，使能CPU支持深度C-State。
本发明实施例通过在OS启动前填写C-State描述信息让OS在启动时让CPU只支持浅度C-State；当OS启动后，通过中断调用BIOS程序修改C-State描述信息，BIOS修改完后通知OS，使得OS收到通知后再次读取BIOS信息使能CPU支持深度C-State，从而既避免了在启动过程中出现的不兼容问题，又能使系统在启动后使用深度C-State节能策略。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种动态配置C-State方法，其特征在于，包括如下步骤：
操作系统在启动过程中，读取C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容让CPU在只支持浅度C-State的状态下启动；
所述操作系统在启动后，根据触发的中断调用BIOS执行相关中断程序，修改所述C-State描述信息，在所述C-State描述信息中允许CPU支持深度C-State；
所述操作系统接收所述BIOS修改所述C-State描述信息后发送的通知消息，根据所述通知消息读取所述C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容使能CPU支持深度C-State的功能。
2.如权利要求1所述的动态配置C-State方法，其特征在于，还包括：
在所述操作系统启动前，所述BIOS填写所述C-State描述信息，在所述C-State描述信息中只允许CPU支持浅度C-State。
3.如权利要求1所述的动态配置C-State方法，其特征在于：
所述触发的中断为系统控制中断SCI；所述SCI为定时器中断，或者所述SCI为通用输入输出引脚GPIO中断。
4.一种通信装置，其特征在于，包括：
基本输入输出系统处理BIOS处理单元，操作系统处理单元OS；
所述操作系统处理单元OS用于在操作系统OS启动过程中，读取C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容让CPU在只支持浅度C-State的状态下启动；
所述操作系统处理单元OS还用于在操作系统OS启动后，根据触发的中断调用所述BIOS处理单元执行相关中断程序；
所述BIOS处理单元通过执行相关中断程序修改所述C-State描述信息，在所述C-State描述信息中允许CPU支持深度C-State；
所述BIOS处理单元修改完所述C-State描述信息后通知所述操作系统处理单元OS；
所述操作系统处理单元OS收到所述通知后读取所述C-State描述信息中的内容，根据所述C-State描述信息中的内容使能CPU支持深度C-State的功能。
5.如权利要求4所述的通信装置，其特征在于：
所述BIOS处理单元在OS启动前，还用于填写C-State描述信息，在描述信息中只允许CPU支持浅度C-State。
6.如权利要求4所述的通信装置，其特征在于：
所述触发的中断为系统控制中断SCI；所述SCI为定时器中断，或者所述SCI为通用输入输出引脚GPIO中断。
7.如权利要求4所述的通信装置，其特征在于，还包括：
单板管理控制器BMC单元，用于改变GPIO引脚电平来触发GPIO中断。
8.如权利要求4所述的通信装置，其特征在于：
所述通信装置可应用在服务器，或者个人计算机内。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |