CN104737134A - 用于操作系统无关的硬件验证的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种用于在计算系统中执行操作系统(OS)无关的硬件验证的系统及方法。在一个示例中，由管理处理器调用硬件验证测试。此外，由管理处理器基于硬件验证测试获得输入参数。而且，由管理处理器基于硬件验证测试以及输入参数确定硬件设备。此外，由管理处理器向系统处理器发送用于对硬件设备执行硬件验证测试的请求。而且，由系统处理器通过调用系统固件(SFW)中关联的硬件特定运行时驱动程序，对硬件设备运行硬件验证测试。此外，由系统处理器向管理处理器发送硬件验证测试的结果。

Description

用于操作系统无关的硬件验证的系统和方法
背景技术
通常，硬件验证工具帮助检测计算系统中的潜在缺陷并且降低维持成本。此外，在企业服务器、存储器和联网设备中、利用不同算法的许多硬件验证工具可用于测试硬件设备。例如，不同类别的服务器具有它们自己的一组硬件验证工具，这些硬件验证工具具有不同的用于测试硬件设备的用户界面和算法。一般来说，这些硬件测试方案和验证工具可以被分类为基于操作系统(OS)的方案(还被称为联机诊断硬件工具)和使用缩减的内核启动的基于脱机的诊断方案。
由于服务器卖方支持多OS策略，所以基于OS的方案需要用于每个支持的OS的硬件验证工具。这将意味着为支持不同OS上的硬件测试方案而增加的开发和维护成本。此外，当系统不可启动至OS或统一可扩展固件接口(UEFI)外壳时，当前方案需要启动至脱机诊断环境。这种基于脱机的诊断方案可能导致更多停机时间，并且在一些情况中需要配置修改以启动至硬件设备(包括外壳和所需的硬件诊断工具)。
目前有许多硬件验证工具。一种现有技术是基于OS的硬件验证工具。这是OS应用程序，并且通常需要被移植至所有支持的OS。然而，该方案在服务器不可启动时不起作用。另一现有技术使用基于可扩展的固件接口(EFI)的硬件验证工具。然而，该基于EFI的硬件验证工具通常不能在服务器完全启动时或在服务器不可启动至EFI时使用。又一现有脱机诊断硬件验证工具需要使用在磁盘或通用串行总线(USB)设备上掌管的不同镜像来启动，并且可能进一步需要更多管理性开销和客户配置。一种现有技术使用硬件校验固件来验证原型(这需要不同的固件)，并且被设计为主要在原型验证期间使用。
附图说明
现在将参考附图详细地描述本发明的示例，其中：
图1图示用于在计算系统中执行操作系统(OS)无关的硬件验证的方法的示例流程图；并且
图2图示包括图1所示用于实现OS无关的硬件验证的计算系统的主要组件及它们互连关系的示例框图。
本文描述的图仅是用于图示目的，而绝不旨在限制本公开的范围。
具体实施方式
公开一种用于操作系统(OS)无关(agnostic)的硬件验证的系统和方法。在本主题内容的示例的以下详细描述中，参考附图，附图形成本主题内容的一部分，并且在附图中通过图示示出可以实践本主题内容的特定示例。这些示例是足够详细地描述的，以使本领域技术人员能够实现本主题内容，并且应理解，可以使用其它示例并且可以在不脱离本主题内容的范围的情况下进行变化。因此，下面的详细描述不是从限制意义上去进行的，并且本主题内容的范围由所附权利要求限定。
图1图示用于在计算系统中执行OS无关的硬件验证的方法的示例流程图100。在框102中，由管理处理器调用硬件验证测试。在一个示例性实现方式中，该管理处理器通过共享的存储器或物理的处理器间通信(IPC)接口与该计算系统中的系统处理器通信地联接。例如，该物理IPC接口包括使用IPC的以太网接口，如插槽等。在情景中，使用基于该计算系统和关联硬件设备的健康状况和利用数据的算法，选择要对一个或多个硬件设备运行的硬件验证测试。在框104中，由该管理处理器基于所调用的硬件验证测试，获得输入参数。
在框106中，由该管理处理器基于所调用的硬件验证测试及所获得的输入参数，确定该计算系统中的该一个或多个硬件设备以及要对这些硬件设备执行的测试的性质。例如，这些硬件设备、硬件验证测试的类型以及压力水平，是基于该计算系统中所选择的硬件设备的空间关系数据而自动地选择的。基于当前利用数据以及使用历史利用数据获得的预测的未来利用数据，确定该压力水平。例如，在系统设计时间框架上限定空间关系数据，以提供该计算系统中不同子系统之间的硬件链接。
在框108中，由管理处理器通过共享的存储器或物理IPC接口，基于要对所确定的硬件设备执行的测试的性质，向系统处理器发送用于对所确定的硬件设备执行硬件验证测试的请求。在框110中，由系统处理器在收到来自管理处理器的用于执行硬件验证测试的请求时，通过调用系统固件(SFW)中关联的一个或多个硬件特定运行时驱动程序，对所确定的硬件设备运行硬件验证测试。参照图2更详细地解释这一方面。在框112中，由系统处理器使用共享的存储器或物理IPC接口，通过请求/响应协议向管理处理器发送硬件验证测试的结果。
在一个实施例中，如果OS未在运行以及计算系统未处于可启动的状态，则由管理处理器检测不可启动的计算系统状态。此外，由系统管理器在检测到不可启动的计算系统状态时在共享的存储器中设置适合的标志，以向SFW表示对恢复模块的需要。而且，SFW检测所设置的适合的标志，从而忽略正常启动并加载包含一个或多个硬件特定运行时驱动程序的恢复固件卷的映像用于硬件验证。此外，由管理处理器通过对这些硬件设备的每个运行硬件验证测试，确定出故障的硬件设备。此外，由管理处理器对所确定的出故障的硬件设备进行解除配置。此外，重置所设置的适合的标志以从恢复固件卷启动，且由管理处理器重启动该计算系统。
在另一实施例中，当OS已启动且支持工程师想要运行主动的硬件验证测试时，由管理处理器将硬件验证测试分解成具有更小的硬件验证测试的块。例如，这些更小的硬件验证测试是非破坏性测试，如对存储器的只读测试、保存情境测试、用于恢复情境策略的中央处理单元(CPU)测试等。此外，由管理处理器使用SFW和管理固件(MFW)请求/响应协议，对所确定的硬件设备主动地、周期性地运行每个更小的硬件验证测试。例如，基于从OS获得的利用数据，对所确定的硬件设备主动地、周期性地运行每个更小个硬件验证测试，以减小由硬件验证测试造成的性能影响。该利用数据包括计算系统负载数据等。管理处理器在负载较少时利用周期窃取(cycle stealing)技术，基于从OS获得的该利用数据，使用智能算法来调度硬件验证测试，由此降低客户应用程序性能的退化。
在又一实施例中，当需要OS支持以运行硬件验证测试时，需要OS注册中断处理程序，由管理处理器利用高级配置与电源接口通用事件(ACPI GPE)机制从OS调用硬件验证测试，来中断OS。此外，由所注册的中断处理程序调用适合的硬件特定统一可扩展固件接口(UEFI)运行时驱动程序，以执行硬件验证测试。而且，对这些硬件设备执行硬件验证测试。此外，使用请求/响应协议，通过共享的存储器向管理处理器发送硬件验证测试的结果。
现在参照图2，图2是包括图1所示用于实现OS无关的硬件验证的计算系统202的主要部件及它们互联关系的示例框图200。如图2中示出的，计算系统202包括管理处理器204、共享的存储器220、系统存储器222、系统处理器224、系统固件(SFW)226、风扇232、处理器存储器234、输入/输出(I/O)卡236以及电源238。此外，管理处理器204包括管理处理器固件206。而且，管理处理器固件206包括OS无关的硬件验证模块208。此外，OS无关的硬件验证模块208包括硬件自测试管理器(HSTM)210、分析引擎212、硬件健康状况数据库214、平台硬件空间关系数据储存器216以及SFW接口层218；分析引擎212用于主动地确定计算系统202的健康状况，硬件健康状况数据库214包含计算系统202中所有硬件设备的当前健康状况，平台硬件空间关系数据储存器216包含计算系统202中不同硬件设备之间的关系信息。而且，SFW 226包括恢复模块228以及硬件特定运行时驱动程序230。此外，系统存储器222包括OS 240。另外，OS 240包括资源利用数据计算模块242。
此外，管理处理器固件206通过共享的存储器220或物理IPC接口通信地联接至系统处理器224。此外，系统处理器224通信地联接至SFW 226、系统存储器222以及SFW接口层218。而且，SFW 226通信地联接至风扇232、处理器存储器234、I/O卡236以及电源238。即便管理处理器204直接控制风扇232及电源238，SFW 226也通信地联接至风扇232以及电源238。此外，HSTM 210联接至分析引擎212、平台硬件空间关系数据储存器216以及SFW接口层218。此外，分析引擎212联接至硬件健康状况数据库214。而且，系统存储器222联接至管理处理器固件206。
在操作时，HSTM 210调用硬件验证测试。例如，HSTM 210发起和管理对不同硬件设备的硬件验证测试调用，且可以配置在自动模式或手动模式。在情境中，HSTM 210利用基于从硬件健康状况数据库214以及资源利用数据计算模块242获得的计算系统202及关联硬件设备的健康状况及利用数据的算法，选择要对一个或多个硬件设备运行的硬件验证测试。资源利用数据计算模块242通过带内接口(如智能平台管理接口(IPMI)等)向HSTM 210发送利用数据。例如，这些硬件设备包括风扇232、处理器存储器234、I/O卡236、电源238等等。在一些情况下，管理处理器204直接控制这些硬件设备，如风扇232及电源238。默认情况下，HSTM 210在OS 240已启动时关闭硬件验证测试的自动调用，运行商业应用程序。在手动模式下，HSTM 210提供用于调用硬件验证测试的用户接口。
此外，HSTM 210基于所调用的硬件验证测试获得输入参数。而且，基于所调用的硬件验证测试以及所获得的输入参数，HSTM 210确定计算系统202中的一个或多个硬件设备以及要对这些硬件设备执行的测试的性质。在自动模式下，HSTM210支持不同类型的测试(例如，周期性的、基于事件的、等等)，且利用计算系统202的条件和状态来配置适合的策略。在一个示例性实现方式中，基于从平台硬件空间关系数据储存器216获得的计算系统202中被选择的硬件设备的空间关系数据，HSTM 210自动地选择硬件设备、测试的类型以及压力水平。例如，基于当前利用数据以及使用历史利用数据获得的预测的未来利用数据，HSTM 210确定压力水平。例如，在系统设计时间框架上限定空间关系数据，以提供计算系统202中不同子系统之间的硬件链接。在手动模式下，用户接口允许输入参数的选择，如硬件设备类型、测试类型、压力水平等等。
此外，利用共享的存储器220或物理IPC接口、通过请求/响应协议、基于要对所确定的硬件设备执行的测试的性质，HSTM 210向系统处理器224发送用于对这些硬件设备执行硬件验证测试的请求。在一个情况下，HSTM 210发送共享的存储器220中的参数，并触发电源管理中断/系统管理中断(PMI/SMI)，SFW 226注册了用于电源管理中断/系统管理中断(PMI/SMI)的中断处理程序。而且，SFW226在收到来自HSTM 210的用于执行硬件验证测试的请求时，通过调用关联的一个或多个硬件特定运行时驱动程序230，对所确定的硬件设备运行硬件验证测试。硬件特定运行时驱动程序230包括具有用于支持正常启动的UEFI运行时驱动程序的固件卷。此外，系统处理器224使用共享的存储器220或物理IPC接口，通过请求/响应协议向HSTM 210发送硬件验证测试的结果。例如，系统处理器224使用中断机制(如管理处理器中断机制)，通过管理处理器通用I/O(MP GPIO)管脚向HSTM 210发送该结果。在管理处理器204和系统处理器224之间传输时，硬件验证测试数据和结果是整理的/未整理的。
在一个实施例中，如果OS 240未运行以及计算系统202未处于可启动状态，则HSTM 210利用分析引擎212检测不可启动的计算系统状态。此外，在检测到不可启动的计算系统状态时，HSTM 210在共享的存储器220中设置适合的标志，以向SFW 226表示对恢复模块228的需要。而且，SFW 226检测所设置的适合的标志，以绕开正常启动并加载包含一个或多个硬件特定运行时驱动程序的恢复固件卷的映像用于硬件验证测试。恢复模块228包括具有为运行硬件验证测试并以最小功能启动所需的驱动程序的恢复固件卷，且在计算系统202处于不可启动的状态时使用。仅在HSTM 210检测到计算系统202处于不可启动状态时加载恢复模块228。此外，HSTM 210通过对每个硬件设备运行硬件验证测试，确定出故障的硬件设备。而且，HSTM 210对所确定的出故障的硬件设备进行解除配置。此外，HSTM 210重置所设置的适合的标志以从恢复固件卷启动，并重启动计算系统202。当被配置在自动模式下时，HSTM 210以串行方式，基于计算系统202的健康状况，一次一个子系统以及一次一个硬件设备地运行一组硬件验证测试，并识别出故障的硬件设备。在手动模式下，HSTM 210等待支持工程师或管理员提供输入，以运行所需要的硬件验证测试。
在另一实施例中，当OS 240已启动以及客户/支持工程师想要运行主动的硬件验证测试时，HSTM 210将硬件验证测试分解成多个具有更小的硬件验证测试的块。例如，更小的硬件验证测试是非破坏性测试，如对存储器的只读测试、保存情境测试、关于恢复情境策略的CPU测试等等。此外，利用SFW和MFW请求/响应协议，HSTM 210对所确定的硬件设备主动地、周期性地运行每个更小的硬件验证测试。例如，基于从资源利用数据计算模块242获得的利用数据，HSTM 210对所确定的一个或多个硬件设备主动地、周期性地运行每个更小的硬件验证测试，以减小由硬件验证测试造成的性能影响。例如，该利用数据包括计算系统负载数据等等。
在又一实施例中，当OS支持用于运行硬件验证测试时，需要OS 240注册中断处理程序，HSTM 210利用ACPI GPE机制从OS 240调用硬件验证测试，来中断OS 240。此外，所注册的中断处理程序调用适合的硬件特定UEFI运行时驱动程序，以执行硬件验证测试。而且，SFW 226对硬件设备执行硬件验证测试。此外，SFW 226使用请求/响应协议，通过共享的存储器220向管理处理器204发送硬件验证测试的结果。
在各示例中，图1和图2中描述的系统及方法提供了OS无关的硬件验证技术。OS无关的硬件验证技术使能够基于利用数据、健康状况数据以及计算系统的不同硬件设备之间的空间关系数据来验证计算系统中的一个或多个硬件设备。因此，消除了对OS的依赖，并提供了迎合许多客户特定配置和需要的综合和优化的硬件验证测试。此外，上述OS无关的硬件验证技术使得能够在计算系统处于不可启动的状态时验证一个或多个硬件设备。
尽管本文已描述特定方法、装置和制造品，但是本专利的保护范围不限于此。相反，本专利覆盖真正地或在等价物的教导下完全落入所附权利要求的范围内的所有方法、装置和制造品。

Claims (15)

1.一种在计算系统中执行操作系统(OS)无关的硬件验证的方法，包括：
由管理处理器调用硬件验证测试；
由所述管理处理器基于所调用的硬件验证测试，获得输入参数；
由所述管理处理器基于所调用的硬件验证测试以及所获得的输入参数，确定一个或多个硬件设备；
由所述管理处理器向系统处理器发送用于对所确定的一个或多个硬件设备执行所述硬件验证测试的请求；
由所述系统处理器通过调用在系统固件(SFW)中驻留的关联的一个或多个硬件特定运行时驱动程序，对所确定的一个或多个硬件设备运行所述硬件验证测试；以及
由所述系统处理器向所述管理处理器发送所述硬件验证测试的结果。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
由所述管理处理器检测不可启动的计算系统状态；
由所述管理处理器在检测到所述不可启动的计算系统状态时，在共享的存储器中设置适合的标志，以向所述SFW表示对恢复模块的需要；
由所述SFW检测所设置的适合的标志，以忽略正常启动并且加载包含一个或多个硬件特定运行时驱动程序的恢复固件卷的映像用于所述硬件验证；
由所述管理处理器通过对所述一个或多个硬件设备中的每个运行所述硬件验证测试，确定出故障的硬件设备；
由所述管理处理器对所确定的出故障的硬件设备进行解除配置；以及
重置所设置的适合的标志以从所述恢复固件卷启动，并且由所述管理处理器重启动所述计算系统。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
由所述管理处理器，将所述硬件验证测试分解成具有更小的硬件验证测试的块；以及
由所述管理处理器利用SFW以及管理固件(MFW)请求/响应协议，对所确定的一个或多个硬件设备主动地、周期性地运行所述更小的硬件验证测试中的每个。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述更小的硬件验证测试是非破坏性测试，其中所述非破坏性测试是从由对存储器的只读测试、保存情境测试以及关于恢复情境策略的中央处理单元(CPU)测试组成的组中选择的。
5.根据权利要求3所述的方法，其中对所确定的一个或多个硬件设备主动地、周期性地运行所述更小的硬件验证测试中的每个包括：
基于从所述OS获得的利用数据，对所确定的一个或多个硬件设备主动地、周期性地运行所述更小的硬件验证测试中的每个，以减小由所述硬件验证测试造成的性能影响，其中所述利用数据包括计算系统负载数据。
6.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：
当需要所述OS的支持来运行所述硬件验证测试时，需要所述OS注册中断处理程序，由所述管理处理器利用高级配置与电源接口通用事件(ACPI GPE)机制从所述OS调用所述硬件验证测试，来中断所述OS；
由所注册的中断处理程序调用适合的一个或多个硬件特定运行时驱动程序，以执行所述硬件验证测试；
对所确定的一个或多个硬件设备执行所述硬件验证测试；以及
使用请求/响应协议，通过所述共享的存储器向所述管理处理器发送所述硬件验证测试的结果。
7.根据权利要求1所述的方法，其中由管理处理器调用硬件验证测试包括：
利用基于所述计算系统和关联的硬件设备的健康状况和利用数据的算法，选择要对所确定的一个或多个硬件设备运行的所述硬件验证测试。
8.根据权利要求1所述的方法，其中确定一个或多个硬件设备包括：
基于所述计算系统中被选择的一个或多个硬件设备的空间关系数据，自动地选择所述一个或多个硬件设备、测试的类型以及压力水平，其中在系统设计时间框架上限定所述空间关系数据，以提供所述计算系统中不同子系统之间的硬件链接。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
基于当前利用数据以及利用历史利用数据获得的预测的未来利用数据，确定所述压力水平。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述物理IPC接口包括使用IPC的以太网接口。
11.一种计算系统，包括：
系统处理器；
系统固件(SFW)，通信地联接至所述系统处理器；
系统存储器，联接至所述系统处理器；
操作系统(OS)，驻留在所述系统存储器中；
管理处理器；
管理处理器固件，驻留在所述管理处理器中；以及
OS无关的硬件验证模块，驻留在所述管理处理器固件中，其中所述OS无关的硬件验证模块包括硬件自测试管理器(HSTM)、分析引擎、硬件健康状况数据库、平台硬件空间关系数据储存器和系统固件接口层，所述分析引擎用于主动地确定所述计算系统的健康状况，所述硬件健康状况数据库包含所述计算系统中所有硬件设备当前的健康状况，所述平台硬件空间关系数据储存器包含所述计算系统中不同硬件设备之间的关系信息，其中所述HSTM调用硬件验证测试，其中所述HSTM基于所调用的硬件验证测试获得输入参数，其中所述HSTM基于所调用的硬件验证测试及所获得的输入参数确定一个或多个硬件设备，其中所述HSTM向所述系统处理器发送对所确定的一个或多个硬件设备执行所述硬件验证测试的请求，其中所述系统处理器通过调用所述SFW中关联的一个或多个硬件特定运行时驱动程序，对所确定的一个或多个硬件设备运行所述硬件验证测试，且其中所述系统处理器向所述HSTM发送所述硬件验证测试的结果。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述HSTM进一步检测不可启动的计算系统状态，且其中所述HSTM在检测到所述不可启动的计算系统状态时，在共享的存储器中设置适合的标志以向所述SFW表示对恢复模块的需要。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述SFW进一步检测所设置的适合的标志，以忽略正常启动并加载包含一个或多个硬件特定运行时驱动程序的恢复固件卷的映像用于所述硬件验证。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述HSTM进一步通过对所述一个或多个硬件设备中的每个运行所述硬件验证测试，确定出故障的硬件设备，其中所述HSTM对所确定的出故障的硬件设备进行解除配置，且其中所述HSTM重置所设置的适合的标志以从所述恢复固件卷启动，并重启动所述计算系统。
15.一种非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质用于在计算系统中执行操作系统(OS)无关的硬件验证，所述非暂时性计算机可读存储介质具有指令，所述指令在由计算设备执行时引起所述计算设备：
由管理处理器调用硬件验证测试；
由所述管理处理器基于所调用的硬件验证测试，获得输入参数；
由所述管理处理器基于所调用的硬件验证测试及所获得的输入参数，确定一个或多个硬件设备；
由所述管理处理器向系统处理器发送用于对所确定的一个或多个硬件设备执行所述硬件验证测试的请求；
由所述系统处理器通过调用在系统固件(SFW)中驻留的关联的一个或多个硬件特定运行时驱动程序，对所确定的一个或多个硬件设备运行所述硬件验证测试；以及
由所述系统处理器向所述管理处理器发送所述硬件验证测试的结果。
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