CN106681779A - 一种集中更新bios固件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集中更新BIOS固件的方法，所述方法通过SMC和多个BMC构成的服务器管理系统，通过操作SMC的Web管理界面，借助SMC的固件中继作用，由SMC对BIOS固件进行中继进而分发到各个计算单元的BMC上，通过计算单元BMC的SPI控制器执行具体的BIOS固件更新操作，对多个计算单元BIOS固件的同时集中更新。本发明通过操作SMC的Web管理界面，借助SMC的固件中继作用，使用计算单元BMC的SPI控制器实现对多个计算单元BIOS固件的同时集中更新，避免了逐个更新计算单元BIOS固件的繁琐和低效，提高了固件更新效率。
Description
技术领域
本发明涉及服务器管理技术领域，具体涉及一种集中更新BIOS固件的方法。
背景技术
刀片服务器和整机柜服务器由于具有刀片密度高、部署灵活快速的优点，在互联网领域得到了广泛的应用。服务器的每个刀片上往往都有一颗BMC(Baseboard ManagementController，基板管理控制器)对服务器进行管理，BMC又被管理载板上的SMC(SystemManagement Controller，系统管理控制器)通过Web管理界面集中管理。存放BMC固件所使用的Flash芯片与存放BIOS固件所使用的Flash芯片可以是相同的，而且Flash都是具有SPI接口的串行Nor Flash，通过BMC的SPI控制器可以更新BMC的固件，因此通过BMC的SPI控制器也就可以更新BIOS固件。每个刀片的运行都需要BIOS的支持，如何简单高效地对服务器中多个刀片上的BIOS固件进行更新是一个需要解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明针对以上问题，提供一种集中更新BIOS固件的方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种集中更新BIOS固件的方法，所述方法通过SMC和多个BMC构成的服务器管理系统，通过操作SMC的Web管理界面，借助SMC的固件中继作用，由SMC对BIOS固件进行中继进而分发到各个计算单元的BMC上，通过计算单元BMC的SPI控制器执行具体的BIOS固件更新操作，对多个计算单元BIOS固件的同时集中更新。避免了逐个更新计算单元BIOS固件的繁琐和低效，提高了固件更新效率。
所述SMC和多个BMC构成的服务器管理系统包含一个SMC和多个BMC，所述的SMC与多个BMC通过管理交换机建立网络连接，所述的BMC通过选择器挂接BMC SPI Flash和BIOSSPI Flash，计算单元上的PCH通过选择器挂接BIOS SPI Flash。
所述方法包括以下步骤：
1）服务器上电，服务器各个计算单元处于关机状态，此时SPI Flash的连接处于BIOSSPI Flash与PCH连接以及BMC SPI Flash与BMC连接的默认连接状态，待整个管理系统完成启动后登录SMC的Web管理界面；
2）在SMC的Web管理界面的BIOS固件更新页面选择要更新BIOS固件的计算刀片，点击更新BIOS固件按钮进入BIOS固件集中更新阶段；
3）SMC发送Prepare Flash Area命令到被选中的计算刀片的BMC；
4）BMC执行Prepare Flash Area命令为接收和刷新BIOS固件做准备，主要的操作包括准备BMC端固件更新环境和切换SPI Flash硬件链路；
5）SMC获取BMC执行Prepare Flash Area命令的状态；
6）在BMC完成Prepare Flash Area操作后，SMC也执行Prepare Flash Area；
7）在SMC完成Prepare Flash Area操作后，弹出选择BIOS固件的对话框，选择固件后使用SMC的Web服务器提供的文件上传功能上传BIOS固件到SMC，存储到/dev/shm挂载的/mnt目录下，文件名为bios.bin；
8）SMC使用Web服务器的文件上传功能上传BIOS固件完毕后，SMC向BMC发送ReceiveFlash File命令；
9）BMC接收到Receive Flash File命令后，如果已成功执行Prepare Flash Area命令，则向SMC回复可以接收BIOS固件文件；
10）SMC获取BMC是否可以接收BIOS固件文件的信息，若存在可以接收BIOS固件文件的BMC，则SMC读取尺寸为整个固件尺寸的整数分之一的数据块并向收到Receive Flash File命令回复的BMC分别发送：
发送完此数据块后，经过一定的延时，等待BMC接收并写入此数据块后，再读取新的数据块并分别发送，直到发送完毕；
11）BMC完成固件接收并关闭固件文件后，向SMC回复已接收完毕；
12）SMC获取BMC执行Receive Flash File命令的状态；
13）如果BMC接收固件文件完毕，则SMC向BMC发送Verify Firmware Image命令，这一命令的数据字段中包含SMC计算得到的BIOS固件的文件校验和；
14）BMC执行Verify Firmware Image命令；
15）SMC获取BMC执行Verify Firmware Image命令的状态；
16）如果BMC校验成功，则SMC向BMC发送Start Image Flash命令；
17）BMC执行Start Image Flash命令进入真正的固件刷新阶段，如果刷新完毕，则向SMC回复固件已刷新完毕并自动重启，BMC重启后SPI Flash恢复到BIOS SPI Flash与PCH连接以及BMC SPI Flash与BMC连接的默认连接状态；
18）SMC向BMC定时发送Get Flash Progress命令以获取BMC执行Start Image Flash命令后BMC的固件刷新进度；
19）如果所有的BMC已完成固件刷新，则SMC自动重启。
步骤4）中准备BMC端固件更新环境时，BMC通过kill固件更新无关的进程，rmmod所有的模块，unmount固件更新无关的文件系统，挂载/dev/shm设备到/mnt目录并格式化为tmpfs文件系统等操作，准备固件更新所需的环境。
准备BMC端固件更新环境完毕后，BMC通过GPIO控制选择器切换SPI Flash硬件链路，断开BIOS SPI Flash与PCH以及BMC SPI Flash与BMC的连接并将BIOS SPI Flash挂接到BMC的SPI控制器上，命令执行完成之后向SMC回复准备完成情况。
步骤10）中SMC读取数据块，当未读到文件末尾时，发送内容为这个数据块及数据块结尾的未发送完毕标志位；
当已读到文件末尾时，由于设置的读取数据块尺寸为整个固件尺寸的整数分之一，因此read()函数返回的实际读取字节为0，为了BMC接收端处理数据的一致性，使发送内容为相同尺寸的未经赋值的数据块及数据块结尾的已发送完毕标志位。
BMC接收BIOS固件文件数据块，解析数据块结尾的标志位：
若标志位指示未发送完毕，则将去除标志位的数据块写入BMC端的固件文件；
若标志位指示已发送完毕，则不再向BMC端的固件文件中写入任何数据，并关闭文件.
BMC执行Verify Firmware Image命令的方法是：读取BIOS固件并计算文件的校验和，如果BMC计算得到的校验和与Verify Firmware Image命令的数据字段中包含的校验和相等，则认为在由SMC发送到BMC的过程中BIOS固件没有差错。
本发明的有益效果为：
本发明通过操作SMC的Web管理界面，借助SMC的固件中继作用，使用计算单元BMC的SPI控制器实现对多个计算单元BIOS固件的同时集中更新，避免了逐个更新计算单元BIOS固件的繁琐和低效，提高了固件更新效率。
附图说明
图1为SPI Flash切换的示意图。
具体实施方式
下面根据说明书附图，结合具体实施方式对本发明进一步说明：
实施例1
一种集中更新BIOS固件的方法，所述方法通过SMC和多个BMC构成的服务器管理系统，通过操作SMC的Web管理界面，借助SMC的固件中继作用，由SMC对BIOS固件进行中继进而分发到各个计算单元的BMC上，通过计算单元BMC的SPI控制器执行具体的BIOS固件更新操作，对多个计算单元BIOS固件的同时集中更新。避免了逐个更新计算单元BIOS固件的繁琐和低效，提高了固件更新效率。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例所述SMC和多个BMC构成的服务器管理系统包含一个SMC和多个BMC，所述的SMC与多个BMC通过管理交换机建立网络连接，所述的BMC通过选择器挂接BMC SPI Flash和BIOS SPI Flash，计算单元上的PCH通过选择器挂接BIOS SPI Flash。
实施例3
在实施例2的基础上，本实施例所述方法包括以下步骤：
1）服务器上电，服务器各个计算单元处于关机状态，此时SPI Flash的连接处于BIOSSPI Flash与PCH连接以及BMC SPI Flash与BMC连接的默认连接状态，待整个管理系统完成启动后登录SMC的Web管理界面；
2）在SMC的Web管理界面的BIOS固件更新页面选择要更新BIOS固件的计算刀片，点击更新BIOS固件按钮进入BIOS固件集中更新阶段；
3）SMC发送Prepare Flash Area命令到被选中的计算刀片的BMC；
4）BMC执行Prepare Flash Area命令为接收和刷新BIOS固件做准备，主要的操作包括准备BMC端固件更新环境和切换SPI Flash硬件链路，准备BMC端固件更新环境时BMC会通过kill固件更新无关的进程，rmmod所有的模块，unmount固件更新无关的文件系统，挂载/dev/shm设备到/mnt目录并格式化为tmpfs文件系统等操作准备固件更新所需的环境；准备BMC端固件更新环境完毕后BMC通过GPIO控制选择器切换SPI Flash硬件链路，断开BIOSSPI Flash与PCH以及BMC SPI Flash与BMC的连接并将BIOS SPI Flash挂接到BMC的SPI控制器上，命令执行完成之后向SMC回复准备完成情况，如图1所示；
5）SMC获取BMC执行Prepare Flash Area命令的状态；
6）在BMC完成Prepare Flash Area操作后，SMC也执行Prepare Flash Area，与BMC执行此操作不同的是，BMC是为了最终执行更新BIOS固件的操作，而SMC只是为了接收Web上传的BMC固件而释放一部分RAM空间，而这正体现了SMC的固件中继作用；
7）在SMC完成Prepare Flash Area操作后，弹出选择BIOS固件的对话框，选择固件后使用SMC的Web服务器提供的文件上传功能上传BIOS固件到SMC，存储到/dev/shm挂载的/mnt目录下，文件名为bios.bin；
8）SMC使用Web服务器的文件上传功能上传BIOS固件完毕后，SMC向BMC发送ReceiveFlash File命令；
9）BMC接收到Receive Flash File命令后，如果已成功执行Prepare Flash Area命令，则向SMC回复可以接收BIOS固件文件；
10）SMC获取BMC是否可以接收BIOS固件文件的信息，若存在可以接收BIOS固件文件的BMC，则SMC读取尺寸为整个固件尺寸的整数分之一的数据块并向收到Receive Flash File命令回复的BMC分别发送：
当未读到文件末尾时，发送内容为这个数据块及数据块结尾的未发送完毕标志位；
当已读到文件末尾时，由于设置的读取数据块尺寸为整个固件尺寸的整数分之一，因此read()函数返回的实际读取字节为0，为了BMC接收端处理数据的一致性，使发送内容为相同尺寸的未经赋值的数据块及数据块结尾的已发送完毕标志位；
发送完此数据块后，经过一定的延时，等待BMC接收并写入此数据块后，再读取新的数据块并分别发送，直到发送完毕；
11）BMC接收BIOS固件文件数据块，解析数据块结尾的标志位：
若标志位指示未发送完毕，则将去除标志位的数据块写入BMC端的固件文件；
若标志位指示已发送完毕，则不再向BMC端的固件文件中写入任何数据，并关闭文件；
BMC端的固件文件存储在与SMC端相同的位置，即将接收到的数据块存储为BMC端/dev/shm挂载的/mnt目录下的bios.bin文件；
BMC完成固件接收并关闭固件文件后，向SMC回复已接收完毕；
12）SMC获取BMC执行Receive Flash File命令的状态；
13）如果BMC接收固件文件完毕，则SMC向BMC发送Verify Firmware Image命令，这一命令的数据字段中包含SMC计算得到的BIOS固件的文件校验和；
14）BMC执行Verify Firmware Image命令，方法是读取BIOS固件并计算文件的校验和，如果BMC计算得到的校验和与Verify Firmware Image命令的数据字段中包含的校验和相等则认为在由SMC发送到BMC的过程中BIOS固件没有差错；
15）SMC获取BMC执行Verify Firmware Image命令的状态；
16）如果BMC校验成功，则SMC向BMC发送Start Image Flash命令；
17）BMC执行Start Image Flash命令进入真正的固件刷新阶段，如果刷新完毕，则向SMC回复固件已刷新完毕并自动重启，BMC重启后SPI Flash恢复到BIOS SPI Flash与PCH连接以及BMC SPI Flash与BMC连接的默认连接状态；
18）SMC向BMC定时发送Get Flash Progress命令以获取BMC执行Start Image Flash命令后BMC的固件刷新进度；
19）如果所有的BMC已完成固件刷新，则SMC自动重启。
实施例4
一个具有多个刀片的服务器，有一个管理载板和若干个计算单元，及机箱电源、风扇等必备组件。管理载板上放置一颗SMC，每个计算单元上各放置一颗BMC。计算单元上的BMC通过选择器挂接BMC SPI Flash和BIOS SPI Flash，计算单元上的PCH通过选择器挂接BIOSSPI Flash。
具体实现步骤如下：
(1)扩展Web接口调用扩展固件刷新库向BMC发送Prepare Flash Area、Receive FlashFile、Verify Firmware Image、Start Image Flash和Get Flash Progress命令；
(2)在扩展固件刷新库中增加了文件发送功能模块，发送通过Web上传到SMC的BIOS固件文件/mnt/bios.bin到BMC，Web的文件上传功能和扩展固件刷新库中的文件发送功能模块相结合起到了SMC对BMC固件的中继作用，文件发送功能模块的主要作用是高效可靠地分发BMC固件；
(3)在固件刷新进程中增加了“处理BMC回复线程”的功能模块，对BMC的回复信息进行解析处理，存放到BMC回复信息的存储空间中，并由Web调用扩展Web接口进而调用扩展固件刷新库获取BMC更新BIOS固件的状态以更新Web显示；
(4)BMC端通过修改固件刷新进程进行具体的固件更新操作，在固件刷新进程中增加了“处理SMC命令线程”，接收并执行SMC发出的Prepare Flash Area、Receive Flash File、Verify Firmware Image、Start Image Flash和Get Flash Progress命令；
特别地，当“处理SMC命令线程”接收到Receive Flash File命令时，启动文件接收功能模块，接收SMC发送的BMC固件文件，并写入为BMC的/mnt/bios.bin文件，文件接收功能模块起到了Web的文件上传功能的部分作用；
(5)BMC在执行Prepare Flash Area阶段通过GPIO控制BIOS SPI Flash由附图中虚线显示的与PCH连接切换为附图中实线显示的与BMC连接，同时，BMC SPI Flash由附图中虚线显示的与BMC连接切换为与PCH和BMC都不连接的悬空状态，BMC完成BIOS固件更新重启后恢复为附图中虚线所示的默认连接状态。
实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (8)
1.一种集中更新BIOS固件的方法，其特征在于，所述方法通过SMC和多个BMC构成的服务器管理系统，通过操作SMC的Web管理界面，借助SMC的固件中继作用，由SMC对BIOS固件进行中继进而分发到各个计算单元的BMC上，通过计算单元BMC的SPI控制器执行具体的BIOS固件更新操作，对多个计算单元BIOS固件的同时集中更新。
2.根据权利要求1所述的一种集中更新BIOS固件的方法，其特征在于，所述SMC和多个BMC构成的服务器管理系统包含一个SMC和多个BMC，所述的SMC与多个BMC通过管理交换机建立网络连接，所述的BMC通过选择器挂接BMC SPI Flash和BIOS SPI Flash，计算单元上的PCH通过选择器挂接BIOS SPI Flash。
3.根据权利要求2所述的一种集中更新BIOS固件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1）登录SMC的Web管理界面；
2）在SMC的Web管理界面的BIOS固件更新页面选择要更新BIOS固件的计算刀片，点击更新BIOS固件按钮进入BIOS固件集中更新阶段；
3）SMC发送Prepare Flash Area命令到被选中的计算刀片的BMC；
4）BMC执行Prepare Flash Area命令为接收和刷新BIOS固件做准备，主要的操作包括准备BMC端固件更新环境和切换SPI Flash硬件链路；
5）SMC获取BMC执行Prepare Flash Area命令的状态；
6）在BMC完成Prepare Flash Area操作后，SMC也执行Prepare Flash Area；
7）在SMC完成Prepare Flash Area操作后，选择固件后使用SMC的Web服务器提供的文件上传功能上传BIOS固件到SMC；
8）SMC使用Web服务器的文件上传功能上传BIOS固件完毕后，SMC向BMC发送ReceiveFlash File命令；
9）BMC接收到Receive Flash File命令后，如果已成功执行Prepare Flash Area命令，则向SMC回复可以接收BIOS固件文件；
10）SMC获取BMC是否可以接收BIOS固件文件的信息，若存在可以接收BIOS固件文件的BMC，则SMC读取尺寸为整个固件尺寸的整数分之一的数据块并向收到Receive Flash File命令回复的BMC分别发送：
发送完此数据块后，经过一定的延时，等待BMC接收并写入此数据块后，再读取新的数据块并分别发送，直到发送完毕；
11）BMC完成固件接收并关闭固件文件后，向SMC回复已接收完毕；
12）SMC获取BMC执行Receive Flash File命令的状态；
13）如果BMC接收固件文件完毕，则SMC向BMC发送Verify Firmware Image命令；
14）BMC执行Verify Firmware Image命令；
15）SMC获取BMC执行Verify Firmware Image命令的状态；
16）如果BMC校验成功，则SMC向BMC发送Start Image Flash命令；
17）BMC执行Start Image Flash命令进入真正的固件刷新阶段，如果刷新完毕，则向SMC回复固件已刷新完毕并自动重启，BMC重启后SPI Flash恢复到BIOS SPI Flash与PCH连接以及BMC SPI Flash与BMC连接的默认连接状态；
18）SMC向BMC定时发送Get Flash Progress命令以获取BMC执行Start Image Flash命令后BMC的固件刷新进度；
19）如果所有的BMC已完成固件刷新，则SMC自动重启。
4.根据权利要求3所述的一种集中更新BIOS固件的方法，其特征在于，步骤4）中准备BMC端固件更新环境时，BMC通过kill固件更新无关的进程，rmmod所有的模块，unmount固件更新无关的文件系统，挂载/dev/shm设备到/mnt目录并格式化为tmpfs文件系统，准备固件更新所需的环境。
5.根据权利要求4所述的一种集中更新BIOS固件的方法，其特征在于，准备BMC端固件更新环境完毕后，BMC通过GPIO控制选择器切换SPI Flash硬件链路，断开BIOS SPI Flash与PCH以及BMC SPI Flash与BMC的连接并将BIOS SPI Flash挂接到BMC的SPI控制器上，命令执行完成之后向SMC回复准备完成情况。
6.根据权利要求3所述的一种集中更新BIOS固件的方法，其特征在于，步骤10）中SMC读取数据块，当未读到文件末尾时，发送内容为这个数据块及数据块结尾的未发送完毕标志位；
当已读到文件末尾时，由于设置的读取数据块尺寸为整个固件尺寸的整数分之一，因此read()函数返回的实际读取字节为0，为了BMC接收端处理数据的一致性，使发送内容为相同尺寸的未经赋值的数据块及数据块结尾的已发送完毕标志位。
7.根据权利要求6所述的一种集中更新BIOS固件的方法，其特征在于，BMC接收BIOS固件文件数据块，解析数据块结尾的标志位：
若标志位指示未发送完毕，则将去除标志位的数据块写入BMC端的固件文件；
若标志位指示已发送完毕，则不再向BMC端的固件文件中写入任何数据，并关闭文件。
8.根据权利要求3所述的一种集中更新BIOS固件的方法，其特征在于，BMC执行VerifyFirmware Image命令的方法是：读取BIOS固件并计算文件的校验和，如果BMC计算得到的校验和与Verify Firmware Image命令的数据字段中包含的校验和相等，则认为在由SMC发送到BMC的过程中BIOS固件没有差错。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170517 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |