CN103257922A - 一种快速测试bios与os接口代码可靠性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速测试BIOS与OS接口代码可靠性的方法，涉及计算机技术领域，所述方法包括BOIS执行的以下步骤：A)接收来自测试装置的SMI可用指令，使CPU进入SMM，并运行所述SMI可用指令对应的接口代码；B)在所述SMI可用指令对应的接口代码运行结束后，生成SMM退出指令；C)根据所述SMM退出指令，接收来自测试装置的SMI禁用指令，使CPU运行所述SMI禁用指令对应的接口代码，并退出SMM；D)重复执行上述步骤A)至步骤C)，直至确定BIOS与OS之间的接口代码是否可靠。本发明能够在不安装OS的情况下，对BIOS与OS之间的接口代码进行快速测试，不仅测试步骤更加简便，而且大大节省了测试时间。

Description

一种快速测试BIOS与OS接口代码可靠性的方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种快速测试BIOS与OS接口代码可靠性的方法。

背景技术

BIOS（Basic Input Output System，基本输入输出系统）是一组固化到计算机内主板上的一个ROM芯片上的程序，保存着计算机最重要的基本输入输出程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序，其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。

现代OS（Operation System，操作系统）是指完全符合ACPI（AdvancedConfiguration and Power Interface，高级电源管理配置接口）规约的操作系统，如Microsoft的WINDOWS系列，Linux系列等。所述ACPI规约规定了现代OS与固件之间的标准接口，以及对符合APCI规约要求的硬件要求。

电脑在出厂前，工厂为保证机器品质,需要进行大量Reboot测试，使计算机数百次或者上千次的进入OS，然后再重新启动的循环测试。测试过程中，必须确保每次Reboot测试都成功无误，即电脑不能出现启动死机或者无法进入OS的问题。但是，这个要求很难一次达到，因此需要研发人员不断对出现的问题进行分析，然后找出解决问题的方法。业内人士称之为多次重新启动问题。如果设备制造商不能解决这个问题，电脑是不可以出货的。

进一步地，首先需要安装OS，然后在OS上运行特定软件，让OS不断的自动重新启动方。需要说明的是，安装OS及设定特定软件需要时间，另外，OS不断重启的时间也相当的长，例如，WIN7作1000次重新启动测试一般需要五天左右。

实际上，大部份重新启动问题都发生在BIOS与OS的接口代码里，因此，只要能够快速测试所述接口代码的可靠性，就能够快速确定被测电脑是否达到品质要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速测试BIOS与OS接口代码可靠性的方法，能更好地解决BIOS与OS接口代码可靠性的快速测试问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种快速测试BIOS与OS接口代码可靠性的方法，包括BOIS执行的以下步骤：

A)接收来自测试装置的SMI可用指令，使CPU进入SMM，并运行所述SMI可用指令对应的接口代码；

B)在所述SMI可用指令对应的接口代码运行结束后，生成SMM退出指令；

C)根据所述SMM退出指令，接收来自测试装置的SMI禁用指令，使CPU运行所述SMI禁用指令对应的接口代码，并退出SMM；

D)重复执行上述步骤A)至步骤C)，直至确定BIOS与OS之间的接口代码是否可靠；

其中，所述BIOS是基本输入输出系统，所述OS是操作系统，所述SMI是系统消息中断，所述CPU是中央处理器，所述SMM是系统管理模式。

优选地，在执行所述步骤A)前还包括测试装置执行的以下步骤：

测试装置读取UEFI表格，并利用所述UEFI表格提供的接口信息，读取ACPI表格，得到用作SMI指令端口地址的SMI指令字段数值、用作ACPI可用指令的ACPI可用字段数值、用作ACPI禁用指令的ACPI禁用字段数值；

其中，所述UEFI是通用扩展固件接口，ACPI是高级电源管理配置接口。

优选地，当所述SMI可用指令是ACPI可用指令时，所述步骤A)包括：

接收测试装置通过SMI指令端口地址指定的SMI指令端口发送的用作ACPI可用指令的ACPI可用字段数值；

根据所述ACPI可用指令，使CPU进入SMM，保存CPU所有寄存器组信息，并运行所述ACPI可用指令对应的ACPI可用代码。

优选地，所述步骤B)包括：

在所述ACPI可用代码运行结束后，生成SMM退出指令，并按照所保存的CPU所有寄存器组信息，恢复CPU应用场景。

优选地，所述步骤C)包括：

根据所述SMM退出指令，接收测试装置通过SMI指令端口地址指定的SMI指令端口发送的用作ACPI禁用指令的ACPI禁用字段数值；

根据所述ACPI禁用指令，运行所述ACPI禁用指令对应的接口代码，并使CPU退出SMM。

优选地，当所述SMI可用指令是电源管理模块/USB可用指令时，所述步骤A)包括：

接收测试装置通过SMI指令端口地址指定的SMI指令端口发送用作电源管理模块/USB可用指令的电源管理模块/USB可用数值；

根据所述电源管理模块/USB可用指令，使CPU进入SMM，保存CPU所有寄存器组信息，并运行所述电源管理模块/USB可用指令对应的电源管理模块/USB可用代码；

其中，所述电源管理模块/USB可用数值预先存储在测试装置中。

优选地，所述步骤B)包括：

所述电源管理模块/USB可用代码运行结束后，BIOS代码生成SMM退出指令，并按照所保存的CPU所有寄存器组信息，恢复CPU应用场景。

优选地，所述步骤C)包括：

根据所述SMM退出指令，接收测试装置通过SMI指令端口地址指定的SMI指令端口发送的用作电源管理模块/USB禁用指令的电源管理模块/USB禁用数值；

根据所述电源管理模块/USB禁用指令，运行所述电源管理模块/USB禁用指令对应的接口代码，并使CPU退出SMM。

优选地，所述步骤D)包括：

当重复运行步骤A)至步骤C)的次数达到预定重启次数，且接口代码能够正常运行时，确定BIOS与OS之间的接口代码可靠，否则，确定BIOS与OS之间的接口代码不可靠。

优选地，所述测试装置集成在BIOS中或单独运行在存储介质上。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明能够在不安装OS的情况下，对BIOS与OS之间的接口代码进行快速测试，即在数个小时内模仿上千次OS重新启动场景，既简化了测试步骤，又大大节省了测试时间。

附图说明

图1是本发明提供的快速测试BIOS与OS接口代码可靠性的方法流程图；

图2是本发明提供的FADT表格相关字段图表示意图；

图3是本发明第一实施例提供的快速测试BIOS与OS接口代码可靠性的流程图；

图4是本发明第二实施例提供的快速测试BIOS与OS接口代码可靠性的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明提供的快速测试BIOS与OS接口代码可靠性的方法流程图，如图1所示，包括BIOS执行的以下步骤：

步骤101、接收来自测试装置的SMI可用指令，使CPU进入SMM，并运行所述SMI可用指令对应的接口代码。

在执行所述步骤101前，测试装置读取UEFI表格，并利用所述UEFI表格提供的接口信息，获得ACPI表格，所述ACPI表格中的FADT（Fixed ACPI DescriptionTable，固定ACPI描述表）表格提供了SMI指令字段SMI_CMD、ACPI可用字段ACPI_ENABLE、ACPI禁用字段ACPI_DISABLE，如图2所示，这三个字段的数值分别是用作SMI指令端口地址的SMI指令字段数值、用作ACPI可用指令的ACPI可用字段数值、用作ACPI禁用指令的ACPI禁用字段数值。

其中，所述UEFI表格中定义了UEFI所提供启动服务及运行服务接口的入口地址。所述ACPI表格中给出ACPI规约规定的现代OS与固件之间标准接口和符合APCI规约要求的硬件要求的要求格式。FADT表格定义符合ACPI规约的固定硬件信息，现代ACPI兼容OS会查找此表格来确定相关的符合ACPI规约的固定硬件硬息。如:PM1a_EVT_BLK,PM1b_EVT_BLK,PM1a_CNT_BLK,PM1b_CNT_BLK,PM2_CNT_BLK,PM_TMR_BLK,GPE0_BLK,及GPE1_BLK等。

步骤102、在所述SMI可用指令对应的接口代码运行结束后，生成SMM退出指令。

步骤103、根据所述SMM退出指令，接收来自测试装置的SMI禁用指令，使CPU运行所述SMI禁用指令对应的接口代码，并退出SMM；

步骤104、重复执行上述步骤101至步骤103，直至确定BIOS与OS之间的接口代码是否可靠。具体地说，当重复运行步骤101至步骤103的次数达到预定重启次数，且接口代码能够正常运行时，确定BIOS与OS之间的接口代码可靠，否则，确定BIOS与OS之间的接口代码不可靠。

所述测试装置运行在UEFI Shell环境下，是一个完全基于UEFI规范开发的软件工具，可在所有家BIOS平台上运行，是一个完全与BIOS供应商无关的通用SMI测试工具，既可以集成在BIOS中，又可以单独运行在存储介质上。

其中，UEFI（Unified Extensible Firmware Interface，通用扩展固件接口）是OS及固件之间的接口，所述UEFI SHELL指UEFI命令行运行环境。

SMM(System Management Mode，系统管理模式)是X86CPU运行模式之一，机器通过对SMI（Software Message Interrupt，软件消息中断）指令端口发出SMI可用指令进入SMM。在进入SMM时，CPU会自动存储当前CPU所有寄存器组资料至SMMRAM中，为将来退出SMM做准备。SMI可用指令对应的接口代码由BIOS提前准备好，且当CPU工作在SMM时，系统处于最高特权级别，SMM代码可以自由访问任意硬件及软件资源，完全不受任何第三方监控管理。当SMM代码执行完毕时，需执行SMM退出指令，CPU根据之前存储的所有寄存器组资料，恢复CPU应用场景，回到执行IO指令的下一步。机器通过对SMI指令端口发出SMI禁用指令，退出SMM，SMI禁用指令对应的接口代码由BIOS提前准备好。其中，SMI指令端口指触发进入SMM的IO端口。

图3是本发明第一实施例提供的快速测试BIOS与OS接口代码可靠性的流程图，如图3所示，步骤包括：

步骤301、测试装置获取FADT表格中的SMI指令字段数值、ACPI可用字段数值、ACPI禁用字段数值。

具体地说，UEFI规约规定了以下两组GUID：

ACPI1.0RSDP GUID：EB9D2D30-2D88-11D3-9A16-0090273FC14D.

ACPI2.0或更高版本RSDP GUID：8868E871-E4F1-11D3-BC22-0080C73C8881.

所述UEFI表格中提供了启动服务和运行服务的接口，另外，其中也提供了ACPI表格的入口。对于遵循UEFI规约的系统来说，UEFI表格中会提供一个RSDP指针指向ACPI表格入口。测试装置读取UEFI表格，即可在UEFI表格中找到上述两个GUID，找到后，即可获得RSDP（Root System Description Pointer，根系统描述指针）。测试装置根据所述RSDP，即可获得ACPI表格。所述ACPI表格中的FADT提供了图2所示的ACPI可用字段数值、ACPI禁用字段数值、SMI指令端口地址。

步骤302、测试装置向SMI指令字段数值对应的SMI指令端口下发用作ACPI可用指令的ACPI可用字段数值，即测试装置对以SMI_CMD字段的数值所表示的IO地址写ACPI可用指令，以便使系统进入SMM，执行BIOS代码。

步骤303、根据所述ACPI可用指令，使CPU进入SMM，保存CPU所有寄存器组信息，并运行所述ACPI可用指令对应的ACPI可用代码。

其中，ACPI可用代码是一段BIOS代码，运行在SMI处理程序中。

步骤304、在所述ACPI可用代码运行结束后，生成SMM退出指令，并按照所保存的CPU所有寄存器组信息，恢复CPU应用场景，以便使系统退出SMM。

步骤305、测试装置通过SMI指令端口地址指定的SMI指令端口发送用作ACPI禁用指令的ACPI禁用字段数值，即测试装置对以SMI_CMD字段的数值所表示的IO地址写ACPI禁用指令。

步骤306、根据所述ACPI禁用指令，运行所述ACPI禁用指令对应的接口代码，并使CPU退出SMM。

重复上述步骤302至步骤306，即利用测试装置不断的发出ACPI可用指令，使BIOS不断运行ACPI可用指令对应的ACPI可用代码，即可模似机器多次重新启动时的现像。这样，就能够快速发现问题，例如，系统多次反复进出SMM时，由于BIOS程序设计考虑不周或者硬件不够稳定而导致的BIOS死机等情况，从而得到减少了系统测试时间。

当模拟重新启动的次数达到预定重启次数，且接口代码运行正常，系统无死机现像，则测试结果为可靠，否则测试结果为不可靠。或者，测试装置连续工作预定时间（例如1小时），系统没有出现死机现像，则测试结果为可靠，否则测试结果为不可靠。

BIOS与OS的接口代码中最重要的是ACPI可用代码和ACPI禁用代码，在本实施例中，测试装置通过对以SMI指令字段数值为SMI指令端口的IO端口多次下发ACPI可用指令及ACPI禁用指令，调动BIOS中对应的接口代码反复运行，从而确保BIOS代码的稳定性，本实施例所述的测试工具是一个完全与BIOS运营商无关的通用SMI测试工具。

在第一实施例基础上，本发明还可以根据用户需求，设定特定的SMI测试指令集合，例如电源管理模块/USB可用指令、电源管理模块/USB禁用指令等。需要指出的是，由于用作电源管理模块/USB可用指令的电源管理模块/USB可用数值、用作电源管理模块/USB禁用指令的电源管理模块/USB禁用数值因供应商各异，即不是通用指令，因此，测试装置需要预先存储用作电源管理模块/USB可用指令的电源管理模块/USB可用数值和电源管理模块/USB禁用数值，以便对电相应的接口代码进行测试。

图4是本发明第二实施例提供的快速测试BIOS与OS接口代码可靠性的流程图，如图4所示，步骤包括：

步骤401、测试装置获取FADT表格中的SMI指令字段数值，所述SMI指令字段数值即为SMI指令端口地址。

步骤402、测试装置向SMI指令字段数值对应的SMI指令端口下发其预存的用作电源管理模块/USB可用指令的电源管理模块/USB可用数值，即测试装置对以SMI_CMD字段的数值所表示的IO地址写电源管理模块/USB可用指令，以便使系统进入SMM，执行BIOS代码。

步骤403、根据所述电源管理模块/USB可用指令，使CPU进入SMM，保存CPU所有寄存器组信息，并运行所述电源管理模块/USB可用指令对应的电源管理模块/USB可用代码。

其中，电源管理模块/USB可用代码是一段BIOS代码，运行在SMI处理程序中。

步骤404、在所述电源管理模块/USB可用代码运行结束后，生成SMM退出指令，并按照所保存的CPU所有寄存器组信息，恢复CPU应用场景，以便使系统退出SMM。

步骤405、测试装置通过SMI指令端口地址指定的SMI指令端口发送其预存的用作电源管理模块/USB禁用指令的电源管理模块/USB禁用数值，即测试装置对以SMI_CMD字段的数值所表示的IO地址写电源管理模块/USB禁用指令。

步骤406、根据所述电源管理模块/USB禁用指令，运行所述电源管理模块/USB禁用指令对应的接口代码，并使CPU退出SMM。

重复上述步骤402至步骤406，即利用测试装置不断的发出电源管理模块/USB可用指令，使BIOS不断运行电源管理模块/USB可用指令对应的电源管理模块/USB可用代码，即可检测其它部分BIOS代码的可靠性，从而快速发现问题。

例如，有些机器将USB可用数值0x5B作为USB可用指令，本实施例中的测试装置可以预先存储所述0x5B，利用测试装置不断的向SMI指令端口写0x5B来反复触发0x5B对应的USB可用代码，从而确定与USB相关的接口代码是否可靠。

例如，有些机器将电源管理模块可用数值0x58作为电源管理模块可用指令，本实施例中的测试装置可以预先存储所述0x58，利用测试装置不断的向SMI指令端口写0x58来反复触发0x58对应的电源管理模块可用代码，从而确定与电源管理模块相关的接口代码是否可靠。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种快速测试BIOS与OS接口代码可靠性的方法，其特征在于，包括BOIS执行的以下步骤：

A)接收来自测试装置的SMI可用指令，使CPU进入SMM，并运行所述SMI可用指令对应的接口代码；

B)在所述SMI可用指令对应的接口代码运行结束后，生成SMM退出指令；

C)根据所述SMM退出指令，接收来自测试装置的SMI禁用指令，使CPU运行所述SMI禁用指令对应的接口代码，并退出SMM；

D)重复执行上述步骤A)至步骤C)，直至确定BIOS与OS之间的接口代码是否可靠；

其中，所述BIOS是基本输入输出系统，所述OS是操作系统，所述SMI是系统消息中断，所述CPU是中央处理器，所述SMM是系统管理模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行所述步骤A)前还包括测试装置执行的以下步骤：

测试装置读取UEFI表格，并利用所述UEFI表格提供的接口信息，读取ACPI表格，得到用作SMI指令端口地址的SMI指令字段数值、用作ACPI可用指令的ACPI可用字段数值、用作ACPI禁用指令的ACPI禁用字段数值；

其中，所述UEFI是通用扩展固件接口，ACPI是高级电源管理配置接口。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述SMI可用指令是ACPI可用指令时，所述步骤A)包括：

接收测试装置通过SMI指令端口地址指定的SMI指令端口发送的用作ACPI可用指令的ACPI可用字段数值；

根据所述ACPI可用指令，使CPU进入SMM，保存CPU所有寄存器组信息，并运行所述ACPI可用指令对应的ACPI可用代码。

4.根据权利要求3述的方法，其特征在于，所述步骤B)包括：

在所述ACPI可用代码运行结束后，生成SMM退出指令，并按照所保存的CPU所有寄存器组信息，恢复CPU应用场景。

5.根据权利要求4述的方法，其特征在于，所述步骤C)包括：

根据所述SMM退出指令，接收测试装置通过SMI指令端口地址指定的SMI指令端口发送的用作ACPI禁用指令的ACPI禁用字段数值；

根据所述ACPI禁用指令，运行所述ACPI禁用指令对应的接口代码，并使CPU退出SMM。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述SMI可用指令是电源管理模块/USB可用指令时，所述步骤A)包括：

接收测试装置通过SMI指令端口地址指定的SMI指令端口发送用作电源管理模块/USB可用指令的电源管理模块/USB可用数值；

根据所述电源管理模块/USB可用指令，使CPU进入SMM，保存CPU所有寄存器组信息，并运行所述电源管理模块/USB可用指令对应的电源管理模块/USB可用代码；

其中，所述电源管理模块/USB可用数值预先存储在测试装置中。

7.根据权利要求6述的方法，其特征在于，所述步骤B)包括：

所述电源管理模块/USB可用代码运行结束后，BIOS代码生成SMM退出指令，并按照所保存的CPU所有寄存器组信息，恢复CPU应用场景。

8.根据权利要求7述的方法，其特征在于，所述步骤C)包括：

根据所述SMM退出指令，接收测试装置通过SMI指令端口地址指定的SMI指令端口发送的用作电源管理模块/USB禁用指令的电源管理模块/USB禁用数值；

根据所述电源管理模块/USB禁用指令，运行所述电源管理模块/USB禁用指令对应的接口代码，并使CPU退出SMM。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D)包括：

当重复运行步骤A)至步骤C)的次数达到预定重启次数，且接口代码能够正常运行时，确定BIOS与OS之间的接口代码可靠，否则，确定BIOS与OS之间的接口代码不可靠。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的方法，其特征在于，所述测试装置集成在BIOS中或单独运行在存储介质上。

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