CN110764831B - 无盘工作站启动阶段预安装显卡驱动的方法 - Google Patents

无盘工作站启动阶段预安装显卡驱动的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无盘工作站启动阶段预安装显卡驱动的方法，其主要逻辑是通过提供一种安装好显卡驱动的机器，进行显卡资源(注册表和显卡文件)的提取。该技术提前将显卡资源写入到网络盘，使得无盘客户机在运行起来之后，可以直接用驱动去创建显卡文件符号到C盘，并去导入注册表，之后等待操作系统起来后便可以顺利加载显卡驱动。这种方式极大地提高了网吧客户机驱动安装与升级的效率，使客户机可以摆脱需要单独U盘拷贝安装的限制，实现批量客户机无盘同步安装的效果，并且之后的驱动升级与更新也只需要在无盘服务端操作即可，极为高效的节省网吧资源，提高网络资源应用效益。

Description

无盘工作站启动阶段预安装显卡驱动的方法
技术领域
本发明属于计算机无盘启动技术领域，具体涉及一种无盘工作站启动阶段预安装显卡驱动的方法。
背景技术
无盘启动技术，一般是指通过网络下载系统镜像并启动的计算机，无盘工作站(Client)本身并没有硬盘，即本地是没有系统镜像的，系统镜像存储于服务端(Server)。Client通过其自身网卡Rom中的启动代码，使用DHCP协议获取IP地址，使用TFTP协议下载镜像或引导文件，构建镜像或引导文件的运行环境，使Client通过服务端的镜像启动，它并非传统的无盘工作站，因为使用该技术的PC在网络方式下的运行速度甚至比有盘还要快。
从传统应用来说，通常用户在无盘环境上安装显卡驱动，需要开通超管模式并安装显卡驱动到C盘，保存还原点之后客户机起来才能生效；然而在win7以上版本，不同厂商的同型号显卡即使安装了相同驱动程序，还是需要开通超管模式并由操作系统确认所安装的驱动程序，才能正常使用显卡驱动，这样大大的增加维护成本；因此未来解决这一问题，提高驱动安装的效率，需要研发出无盘服务端自动更新无盘工作站应用资源方法。
从无盘服务端自动更新无盘工作站应用资源方法的产品性质上来说，其实为一种资源同步技术，通过客户机对于服务器的关系，实现客户机无需自身独自安装驱动软件的步骤，直接从服务器系统中的控制中心进行驱动资源调用，实现驱动的快速安装或升级，节省客户机硬件资源，提高资源利用效率。
该技术的主要用途也可以多样化，现阶段无盘服务端自动更新无盘工作站应用资源方法主要应用于网吧环境或相类似场景中，主要的用途是提高控制中心与所属多个终端的资源利用效率，实现下属终端驱动资源的高效同步，简化终端的驱动流程；而通过技术的衍生，其还可以应用于各种需要提高服务器控制中心资源同步效益的场景或企业，实现控制中心与下属终端的强关联。
因此从产品意义上来说，无盘服务端自动更新无盘工作站应用资源方法对于如网吧这样的环境可以极大地提高客户机驱动安装或升级的效率，同时也为诸如需要提供服务器控制中心服务的行业或企业进行技术支持，可以高效的实现控制中心对于终端的资源同步，实现资源优化。
但是，目前显卡PNP功能不能完全保证其所提供的驱动与客户机硬件完成匹配，存在客户机显卡与服务器所提供驱动程序的兼容性问题，例如当驱动升级为高版本时，高版本的驱动不一定完全适合当前使用的显卡，即使是官方提供的显卡驱动，也有可能出现更新驱动之后导致电脑蓝屏、死机等现象；或者是网吧代理商所采购的显卡为非主流市场产品，服务器所提供的的显卡读取程序，难以读取相关硬件信息，导致客户机不能调取服务器显卡驱动程序。
发明内容
鉴于上述，本发明提供了一种无盘工作站启动阶段预安装显卡驱动的方法，该方法是一种基于iPXE或UEFI环境下的显卡PNP解决方案，旨在将显卡资源与镜像分离出去，并能根据Client显卡型号下载对应的显卡资源，从而解决多种配置的客户机可以使用同一个镜像启动。
一种无盘工作站启动阶段预安装显卡驱动的方法，即利用显卡PNP功能在客户机无盘系统启动开始阶段获取到显卡的硬件ID并发送给服务端，服务端根据硬件ID下发显卡驱动程序及相关显卡信息给客户机，借由客户机无盘系统的显卡PNP功能完成显卡驱动的加载；
在具体实施过程中服务端需对显卡资源进行提取，即根据显卡的硬件ID导出注册表，进而提取显卡资源文件进行匹配，并将提取到的显卡资源文件打包后进行分发。
所述显卡驱动程序及相关显卡信息也可以预先放置在安装目录中、或由用户自行导入、或从IDC服务端自动获取，同时用户也可以在服务端对显卡属性进行个性化设置和调整。
进一步地，当对象为NVIDIA显卡资源时，其提取方案如下：
A1.根据显卡硬件ID，导出HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Enum\PCI\硬件ID的文件，并将其命名为pci.reg；
A2.打开pci.reg，将其路径后缀Enum\PCI\硬件ID全部替换成Services\PostPNP\Parameters\video并保存；
A3.打开pci.reg，查找Driver值为{4d36e968-e325-11ce-bfc1-08002be10318}\0001，导出HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Control\Class\{4d36e968-e325-11ce-bfc1-08002be10318}\0001的文件，并将其命名为class.reg；
A4.打开pci.reg，查找Service值为nvlddmkm，导出HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\services\nvlddmkm的文件，并将其命名为services.reg；
A5.将pci.reg、class.reg以及services.reg三份注册表合成为system.reg；
A6.打开显卡的inf文件，解析DestinationDirs分组，得到SysWOW64、System32、drivers三个目录下总的文件分组列表；
A7.根据当前系统和硬件ID前缀得到显卡程序安装的分组，根据显卡程序安装分组得到显卡驱动文件的分组列表；
A8.根据显卡驱动文件的分组列表得到显卡驱动文件在SysWOW64、System32、drivers三个目录下的分组，然后根据文件分组得到相应的文件地址，进而提取显卡驱动文件。
进一步地，当对象为AMD显卡资源时，其提取方案如下：
B1.根据显卡硬件ID，导出HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Enum\PCI\硬件ID的文件，并将其命名为pci.reg；
B2.打开pci.reg，将其路径后缀Enum\PCI\硬件ID全部替换成Services\PostPNP\Parameters\video并保存；
B3.打开pci.reg，查找Driver值为{4d36e968-e325-11ce-bfc1-08002be10318}\0001，导出HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Control\Class\{4d36e968-e325-11ce-bfc1-08002be10318}\0001的文件，并将其命名为class.reg；
B4.打开pci.reg，查找Service值为amdkmdap，导出HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\services\amdkmdap、HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\services\amdkmdag以及HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Enum\Root\LEGACY_AMDKMDAG的文件，并将其命名为services.reg；
B5.将pci.reg、class.reg以及services.reg三份注册表合成为system.reg；
B6.打开显卡的inf文件，解析DestinationDirs分组，得到SysWOW64、System32、drivers三个目录下总的文件分组列表；
B7.根据当前系统和硬件ID前缀得到显卡程序安装的分组，根据显卡程序安装分组得到显卡驱动文件的分组列表；
B8.根据显卡驱动文件的分组列表得到显卡驱动文件在SysWOW64、System32、drivers三个目录下的分组，然后根据文件分组得到相应的文件地址，进而提取显卡驱动文件，同时提取c:\Windows\System32\catroot\{F750E6C3-38EE-11D1-85E5-00C04FC295EE}中显卡驱动的安全文件。
进一步地，在无盘启动过程中实现显卡PNP功能，首先要将显卡资源从镜像中分离出来，即要了解从显卡插入计算机到显卡可以工作的中间过程。
进一步地，无盘系统启动时会枚举驱动PNP资源池下的每个硬件设备，并建立设备链，进而为这些设备加载对应的设备驱动；在枚举设备过程中若碰到当前设备为总线设备，系统就会继续枚举该总线下的其他设备，一直会把所有的设备都枚举到，并尝试为其安装对应的设备驱动。
进一步地，显卡位于PCI总线下，其驱动程序包内包含显卡驱动程序以及对应的inf文件(设备设置信息文件)，inf文件包含驱动名称和位置、驱动版本信息以及注册信息，系统在安装显卡驱动程序时会解析该inf文件，并将其复制到％SystemRoot％\inf目录下。
本发明通过将显卡资源提前写入网络盘，使得客户机在无盘环境启动过程中，通过驱动将网络盘上的显卡文件创建文件符号到C盘，导入注册表，等待操作系统起来后加载显卡驱动。本发明是一种客户机驱动资源高效配置技术，通过对于服务端控制中心的技术提升，实现客户机驱动安装的无盘化、批量化操作；通过无盘服务端驱动资源的自动更新，用户无需要开超管模式装显卡驱动到C盘，通过无盘环境装显卡驱动，提高了驱动的安装效率，实现直接进行显卡PNP的驱动升级。
在研发过程中，本发明克服了诸多技术难题，解决了传统PNP技术的缺陷，其中以显卡生效的时间、显卡PNP对于显卡硬的读取问题最为突出；研究的最终成果是使得服务器提供的显卡PNP功能，可以高效的为客户机提供显卡驱动安装及升级服务。因此，本发明具有以下有益技术效果：
1.本发明提供了驱动安装的便捷性，不需要传统条件下开启超管模式进行客户机驱动批量升级，解决了现有客户端和服务器显卡驱动的资源同步问题。
2.本发明能够优化服务器对于客户端的管理模式，实现客户端驱动程序的批量化升级管理，解放了客户机单机升级驱动的局限性。
3.本发明能够促进驱动程序及时更新版本，保证显卡版本的高效管理。
4.本发明具备智能显卡适配功能，可以对于硬件设备的多种驱动类型进行系统化的自动适配。
附图说明
图1为NVIDIA显卡资源-注册表提取实现流程示意图。
图2为NVIDIA显卡资源-文件提取实现流程示意图。
图3为AMD显卡资源-注册表提取实现流程示意图。
图4为AMD显卡资源-文件提取实现流程示意图。
图5为显卡资源文件组成资源包的结构示意图。
图6为显卡pnp驱动安装实现流程示意图。
图7为显卡资源下载流程示意图。
图8为显卡pnp开关和使用上端驱动名单下发流程示意图。
图9为显卡pnp白名单和开关win7配置下发流程示意图。
图10为显卡pnp白名单和开关win10配置下发流程示意图。
图11为显卡pnp驱动工作流程示意图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明显卡PNP功能可以在系统启动比较早的阶段获取到显卡的硬件ID，发送给服务端，服务端下发驱动文件及相关显卡信息给客户机，借由客户机无盘系统显卡PNP驱动完成显卡驱动的加载；显卡驱动文件及相关信息可以预先放置在安装目录中，也可以由用户自行导入，更可以从IDC服务端自动获取，同时用户也可以在服务端对显卡属性进行个性化设置和调整。
要实现无盘启动过程中的显卡PNP，第一步就是要将显卡资源从镜像中分离出来，分离就要了解从显卡插入到计算机到显卡可以工作的中间的过程。
首先进行显卡资源提取，当对象为NVIDIA显卡资源时，其提取方案为提取资源注册表，并根据硬件ID导出注册表，以GTX550ti为例，如图1所示；然后再提取显卡资源文件，进行匹配，其实现流程如图2所示。
而当对象为AMD显卡资源时，其提取方案为提取资源注册表，并根据硬件ID导出注册表，以AMD Radeon HD 7700Series为例，如图3所示；然后再提取显卡资源文件，进行匹配，其实现流程如图4所示。
当完成对显卡资源的匹配提取后，再将提取到的显卡资源文件组成资源包，并进行分发，如图5所示。
注：win7X64.ini中存放在显卡对应资源路径，这份是给显卡pnp驱动用的，例如：VEN_10DE&DEV_1244＝win7x64\video\nv\NVIDIA GeForce GTX 550Ti\10.18.13.6143
Info.db存放着显卡对应资源路径，这份是给barserver用的；linkf.ini中存放着windows文件夹中的文件对应的目录，例如：
[destdir]
1＝\windows\system32
2＝\windows\system32\drivers
3＝\windows\SysWOW64
[srcdir]
1＝c:\Windows\System32
2＝c:\Windows\System32\drivers
3＝c:\Windows\SysWOW64
[action]
CreateFileLink＝1,1,nv3dappshext.dll
CreateFileLink＝2,2,nvlddmkm.sys
CreateFileLink＝3,3,nvwgf2um.dll
本发明中显卡pnp实现方案的具体过程如下：
(1)安装显卡pnp驱动，如图6所示。
拷贝文件：B:\NBMSClient\ClientTool\display\amd64\DisplayFiles.sys拷贝到C:\Windows\System32\drivers中；
导入注册表：导入B:\NBMSClient\ClientTool\display\display.reg，导入后位置HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\services\DisplayFiles；
开超管：保存还原点的目的是让DisplayFiles.sys(显卡pnp驱动)安装到镜像中，下次以这个还原点启动时，DisplayFiles.sys驱动可以正常工作。
(2)显卡资源下载流程如图7所示。
注：这就是客户机显卡pnp驱动上报显卡硬件ID；BV界面上主动触发或界面不触发的话，BS五分钟定时器会主动触发下载显卡资源写入到B盘。
(3)显卡pnp开关和使用上端驱动名单下发。
勾上或取消显卡pnp功能开关+使用本地驱动或上端驱动，如图8所示。
vga_config.ini表示为：
[General]
Enable＝1
[VGA]
VEN_10DE&DEV_1402:3
其中：Enable＝1代表勾选了显卡pnp开关，Enable＝0代表取消了显卡pnp开关；Bv操作使用上端驱动，[VGA]中就会加入相应的数据；Bv操作使用本地驱动，[VGA]中相应的数据就会被删除掉。
VEN_10DE&DEV_1402:3中VEN_10DE&DEV_1402表示NVIDIA GeForce GTX 950硬件ID的前缀，3代表操作系统(win7 64位)；vga_config.ini配置下发如图9和图10所示。
(4)查看显卡pnp驱动工作状态。
如图11所示，当客户机启动时，加载DisplayFiles.sys驱动，然后进行DisplayFiles.sys驱动读取，读取路径为HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\services\vDiskBus的Boot_DiscoverAckFlags字段，例如值为388(16进制的388换算成2进制为：1110001000；第1位表示超管状态：0为普通，1为超管；第10位表示显卡pnp开关：0为关闭显卡pnp，1为开启显卡pnp)，超管或显卡pnp开关关闭的情况下，显卡PnP驱动不做任何操作。
在普通和显卡pnp开关都开启的情况下，DisplayFiles.sys驱动去读取[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\services\vDiskBus\Boot Param]中的QueryVGAAck字段(包含显卡硬件ID和操作系统版本)，例如："QueryVGAAck"＝hex:01,00,00,00,de,10,02,14,03表示硬件ID为VEN_10DE&DEV_1402，操作系统为3(win7 64位)；如果当前客户机的系统和显卡硬件id在QueryVGAAck中，那显卡pnp驱动开始显卡硬件id上报和创建显卡驱动文件连接。
接下来进行显卡硬件ID上报：DisplayFiles.sys读取当前客户机中显卡硬件id写入到HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\iCafe8中的VideoInfo字段。
BC菜单启动的时候，BT会读取这个VideoInfo字段的值上报给BS，BS收到后和显卡pnp资源中的info.db数据库去匹配，如果上报的硬件id前缀在数据库中匹配到，那就在BV菜单中展现出来。
然后创建显卡驱动文件连接：DisplayFiles.sys根据当前客户机的操作系统来读取相应配置文件，Win7 64位就去读取win7x64的配置，然后根据当前客户机的显卡硬件id匹配和配置文件中的进行匹配，匹配成功的话，读取后面路径，然后按顺序去访问路径；DisplayFiles.sys把system.reg导入系统，根据linkf的配置把文件创建连接到系统相应的路径下；客户机启动成功后，加载的是B盘中的显卡驱动。
上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种无盘工作站启动阶段预安装显卡驱动的方法，其特征在于：利用显卡PNP功能在客户机无盘系统启动开始阶段获取到显卡的硬件ID并发送给服务端，服务端根据硬件ID下发显卡驱动程序及相关显卡信息给客户机，借由客户机无盘系统的显卡PNP功能完成显卡驱动的加载；
所述显卡驱动程序及相关显卡信息可以预先放置在安装目录中、或由用户自行导入、或从IDC服务端自动获取，同时用户也可以在服务端对显卡属性进行个性化设置和调整；
无盘系统启动时会枚举驱动PNP资源池下的每个硬件设备，并建立设备链，进而为这些设备加载对应的设备驱动；在枚举设备过程中若碰到当前设备为总线设备，系统就会继续枚举该总线下的其他设备，一直会把所有的设备都枚举到，并尝试为其安装对应的设备驱动；
在无盘启动过程中实现显卡PNP功能，首先要将显卡资源从镜像中分离出来，即要了解从显卡插入计算机到显卡可以工作的中间过程；显卡位于PCI总线下，其驱动程序包内包含显卡驱动程序以及对应的inf文件，inf文件包含驱动名称和位置、驱动版本信息以及注册信息，系统在安装显卡驱动程序时会解析该inf文件，并将其复制到％SystemRoot％\inf目录下；
在具体实施过程中服务端需对显卡资源进行提取，即根据显卡的硬件ID导出注册表，进而提取显卡资源文件进行匹配，并将提取到的显卡资源文件打包后进行分发；当对象为NVIDIA显卡资源时，其提取方案如下：
A1.根据显卡硬件ID，导出HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Control Set001\Enum\PCI\硬件ID的文件，并将其命名为pci.reg；
A2.打开pci.reg，将其路径后缀Enum\PCI\硬件ID全部替换成Services\PostPNP\Parameters\video并保存；
A3.打开pci.reg，查找Driver值为{4d36e968-e325-11ce-bfc1-08002be10318}\0001，导出HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Control\Class\{4d36e968-e325-11ce-bfc1-08002be10318}\0001的文件，并将其命名为class.reg；
A4.打开pci.reg，查找Service值为nvlddmkm，导出HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\services\nvlddmkm的文件，并将其命名为services.reg；
A5.将pci.reg、class.reg以及services.reg三份注册表合成为system.reg；
A6.打开显卡的inf文件，解析DestinationDirs分组，得到SysWOW64、System32、drivers三个目录下总的文件分组列表；
A7.根据当前系统和硬件ID前缀得到显卡程序安装的分组，根据显卡程序安装分组得到显卡驱动文件的分组列表；
A8.根据显卡驱动文件的分组列表得到显卡驱动文件在SysWOW64、System32、drivers三个目录下的分组，然后根据文件分组得到相应的文件地址，进而提取显卡驱动文件；
当对象为AMD显卡资源时，其提取方案如下：
B1.根据显卡硬件ID，导出HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Control Set001\Enum\PCI\硬件ID的文件，并将其命名为pci.reg；
B2.打开pci.reg，将其路径后缀Enum\PCI\硬件ID全部替换成Services\PostPNP\Parameters\video并保存；
B3.打开pci.reg，查找Driver值为{4d36e968-e325-11ce-bfc1-08002be10318}\0001，导出HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Control\Class\{4d36e968-e325-11ce-bfc1-08002be10318}\0001的文件，并将其命名为class.reg；
B4.打开pci.reg，查找Service值为amdkmdap，导出HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\services\amdkmdap、HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\services\amdkmdag以及HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Enum\Root\LEGACY_AMDKMDAG的文件，并将其命名为services.reg；
B5.将pci.reg、class.reg以及services.reg三份注册表合成为system.reg；
B6.打开显卡的inf文件，解析DestinationDirs分组，得到SysWOW64、System32、drivers三个目录下总的文件分组列表；
B7.根据当前系统和硬件ID前缀得到显卡程序安装的分组，根据显卡程序安装分组得到显卡驱动文件的分组列表；
B8.根据显卡驱动文件的分组列表得到显卡驱动文件在SysWOW64、System32、drivers三个目录下的分组，然后根据文件分组得到相应的文件地址，进而提取显卡驱动文件，同时提取c:\Windows\System32\catroot\{F750E6C3-38EE-11D1-85E5-00C04FC295EE}中显卡驱动的安全文件。
2.根据权利要求1所述无盘工作站启动阶段预安装网卡驱动的方法，其特征在于：该方法通过将显卡资源提前写入网络盘，使得客户机在无盘环境启动过程中，通过驱动将网络盘上的显卡文件创建文件符号到C盘，导入注册表，等待操作系统起来后加载显卡驱动；通过对于服务端控制中心的技术提升，实现客户机驱动安装的无盘化、批量化操作；通过无盘服务端驱动资源的自动更新，用户无需要开超管模式装显卡驱动到C盘，通过无盘环境装显卡驱动，提高了驱动的安装效率，实现直接进行显卡PNP的驱动升级。
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