DE4309149C1

DE4309149C1 - Protecting status of portable personal computer having power management - removing address from data partition in e.g. magnetic disk memory, and reading first block of secure area contg. characterising symbols and size of secure area

Info

Publication number: DE4309149C1
Application number: DE19934309149
Authority: DE
Inventors: Reza Erig; Michael Gaida; Wolfgang Karpa; Nikolaus Reinhold
Original assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Current assignee: Fujitsu Technology Solutions GmbH
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1993-03-22
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2013-03-23

Abstract

The computer status protection method provides a secure area (35) with a permanent memory, e.g. a magnetic disc divided into partitions (P5,P6) with block addresses. A predetermined first block (18) is read from the permanent memory contg. a partition table (20). The table contains a type field (21a,21b) and the addresses (22a,22b) of the partition (P5,P6) characterised by the type field. The entry of a predetermined type (5) in the partition table is searched and the address (22b) is removed from the data partition (P5) whose first block is a parameter block (BPB). This address is used as a possible address in the secure area (35). The first block of the secure area is read, the block contg. a marking (36) and the size of the secure area. ADVANTAGE - Protects memory from erroneous use.

Description

Technical field

Das Verfahren betrifft die Sicherung des Maschinenzustands bei vorübergehender Inaktivität des Benutzers, insbesondere bei tragbaren Personal Computern.The procedure concerns the securing of the machine condition in the event of temporary inactivity of the user, in particular for portable personal computers.

State of the art

Bei tragbaren Personal Computern wird, um die Lebensdauer der Batterie bei netzunabhängigem Betrieb zu verlängern, über ein sogenanntes Power-Management bei Phasen der Inakti vität der Computer in einen Ruhezustand gebracht, in dem durch Abschalten von Komponenten oder beispielsweise Reduk tion der Taktgeschwindigkeit der Stromverbrauch erniedrigt wird. Ziel ist dabei, innerhalb weniger Sekunden nach Been digung des Ruhezustands den Computer wieder in den vorheri gen Zustand zu versetzen, als ob die Unterbrechung nicht stattgefunden habe. Eine Übersicht über dieses "Power Mana gement" findet sich bei J. Carls, Eight notebooks keep a tight grip on power, Byte September 1992, S. 238-244.Portable personal computers will increase the lifespan to extend the battery during off-grid operation, via a so-called power management during phases of the inactivity vity of the computer in a hibernation state in which by switching off components or, for example, Reduk tion of the clock speed of the power consumption decreased becomes. The goal is to be within a few seconds after Been to restore the computer to its previous state as if the interruption was not took place. An overview of this "Power Mana gement "can be found in J. Carls, Eight notebooks keep a tight grip on power, Byte September 1992, pp. 238-244.

Da der Hauptspeicher einen groben Teil des Energieverbrauchs ausmacht, ist es wünschenswert, auch den Hauptspeicher in den Ruhezeiten abzuschalten. Da es sich um flüchtigen Spei cher handelt, muß der Speicherinhalt auf einen nicht flüchtigen Speicher, beispielsweise die Festplatte, gesi chert werden. Dies wird durch Programmcode im sogenannten BIOS-ROM durchgeführt. Dazu muß auf der Festplatte ein Be reich reserviert werden, der mindestens die Größe der zu sichernden Hauptspeicherinformation sowie einiger Zusatz speicher, beispielsweise des Videospeichers, umfaßt. Dieser Bereich wird als sogenannte Partition angelegt. Die Struktur der Partition-Organisation ist im IBM Personal Computer AT Technical Reference Manual beschrieben. Weitere Hinweise zur Aufteilung einer Festplatte in Partitions können dem Artikel "Datenrettung auf der Festplatte" in Heft 4, S. 72 bis 74, von "Design und Elektronik" von 16.2.1988 entnommen werden. Hierbei wird der ge samte Plattenbereich in bis zu vier zusammenhängende Teile aufgeteilt, die mit Kennzeichnungsnummern versehen werden. Beispielsweise wird der Datenbereich für das Betriebssystem MS-DOS als Betriebssystem-Partition bezeichnet und mit der Zahl 6 gekennzeichnet. Ein beispielsweise mit 9 gekennzeich neter Bereich wird von MS-DOS nicht verwendet und kann als Sicherungspartition für die Abspeicherung der angegebene Daten benutzt werden. Die Größe dieser Sicherungspartition richtet sich nach der Menge der abzuspeichernden Daten und damit nach der Konfiguration des PC, also insbesondere der Größe des Hauptspeichers. Für einen PC mit 1 Megabyte Spei cher sind noch 1 Megabyte für den Videospeicher und 1 Mega byte für sonstige Information bereitzustellen, so daß die Größe der Sicherungspartition 3 Megabyte betragen muß. Der Rest der Platte wird vom Anwender üblicherweise als Betriebssystem- Partition angelegt und verwendet.Since the main storage accounts for a large part of the energy consumption, it is desirable to also switch off the main storage during the rest periods. Since the memory is volatile, the memory content must be saved to a non-volatile memory, for example the hard disk. This is done by program code in the so-called BIOS ROM. For this purpose, a loading area must be reserved on the hard disk, which includes at least the size of the main memory information to be backed up and some additional memory, for example the video memory. This area is created as a so-called partition. The structure of the partition organization is described in the IBM Personal Computer AT Technical Reference Manual. Further information on the division of a hard disk into partitions can be found in the article "Data recovery on the hard disk" in volume 4, pages 72 to 74, from "Design and Electronics" from February 16, 1988. Here, the entire plate area is divided into up to four contiguous parts, which are provided with identification numbers. For example, the data area for the MS-DOS operating system is referred to as the operating system partition and is identified by the number 6 . An area marked with 9 , for example, is not used by MS-DOS and can be used as a backup partition for storing the specified data. The size of this backup partition depends on the amount of data to be saved and thus on the configuration of the PC, in particular the size of the main memory. For a PC with 1 megabyte memory, 1 megabyte for the video memory and 1 megabyte for other information must be provided so that the size of the backup partition must be 3 megabytes. The rest of the disk is usually created and used by the user as an operating system partition.

Viele tragbare PC sind für eine Erweiterung des Haupt speichers durch steckbare Moduln vorgesehen. Diese Erweite rung erfolgt durch den Benutzer selbst. Mit Erweiterung des Hauptspeichers muß aber auch die Sicherungspartition ver größert werden. Hierzu muß der Anwender zunächst seine ge samten Daten sichern, da die Größe der Betriebssystem-Parti tion nicht ohne vollständigen Datenverlust geändert werden kann, nämlich nur durch Löschen und Neueinrichtung. Bei ei ner angenommenen Magnetplattengröße von 40 Megabyte und dar auf benutzten 30 Megabyte Daten sind für die Datensicherung etwa 20 Disketten notwendig, die beschrieben und gelesen werden müssen. Dieser Zeitaufwand übersteigt den der Instal lation des erweiterten Hauptspeichers um ein Mehrfaches.Many portable PCs are for an expansion of the main memory provided by pluggable modules. This expanse tion is carried out by the user himself. With extension of the Main memory must also ver the backup partition be enlarged. To do this, the user must first have his ge Back up all data because the size of the operating system part tion cannot be changed without complete data loss can, namely only by deleting and re-setting. With egg an assumed magnetic disk size of 40 megabytes and 30 megabytes of data are used for data backup about 20 floppy disks necessary, which are written and read Need to become. This time expenditure exceeds that of the instal expanded main memory by a multiple.

Alternativ zur Sicherung der Daten kann auch die Sicherungs partition auf die maximale Größe gesetzt werden. Sind maxi mal 16 Megabyte Hauptspeicher möglich, so muß die Siche rungspartition mit 16+2=18 Megabyte angelegt werden. Damit sind andererseits bei kleinem Hauptspeicher. z. B. 1 Mega byte, von der vorhandenen Plattenkapazität über ein Drittel ungenutzt, die gerade bei kleinem Hauptspeicher von Anwen dungsprogrammen wie Microsoft Windows als Swap-Speicher benötigt werden würden.As an alternative to backing up the data, you can also use the backup partition to the maximum size. Are maxi times 16 megabytes of main memory possible, so the security partition with 16 + 2 = 18 megabytes. In order to are on the other hand with a small main memory. e.g. B. 1 mega bytes, of the existing disk capacity over a third unused, especially with small main memory from users programs such as Microsoft Windows as swap memory would be needed.

Object of the invention

Die Aufgabe besteht darin, den im aktuellen Ausbau ungenutz ten Speicher einer Sicherungspartition dem Betriebssystem und damit dem Anwender zugänglich zu machen, wobei die Sicherungspartition möglichst gegen Fehlbedienung geschützt sein soll.The task is to wastage the current expansion the memory of a backup partition to the operating system and thus to make it accessible to the user, the backup partition should be protected against incorrect operation if possible.

Presentation of the invention

Die Erfindung nutzt aus, daß zusätzlich zu der Betriebs system-Partition eine Daten-Partition definiert werden kann. Diese Partition wird in der aus dem maximal möglichen Spei cherausbau bestimmten Maximalgröße eingerichtet. Durch die nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorkehrungen kann die Datenpartition gleichzeitig von einem im BIOS realisierten, nur wenig erweiterten Sicherungsverfahren und dem Betriebssystem benutzt werden. Wird der Hauptspeicher erweitert, so sind lediglich die Daten in der Daten-Parti tion zu sichern. Daher werden vorzugsweise temporäre Da teien, insbesondere beispielsweise Swap-Dateien, in diese Partition gelegt, die nicht gesichert zu werden brauchen, so daß bei einer Erweiterung des Hauptspeichers gar keine Daten sicherung notwendig ist.The invention takes advantage of that in addition to the operating system partition a data partition can be defined. This partition is made up of the maximum possible memory Certain maximum size set up. Through the Precautions according to the invention described below can the data partition from one in the BIOS realized, little expanded security procedures and the operating system. The main memory extended, so are only the data in the data parti tion. Therefore, temporary Da parts, especially swap files, for example Partition that does not need to be backed up so that when the main memory is expanded, no data at all fuse is necessary.

Die Lösung besteht darin, in der Datenpartition eine Sicherungsdatei einzurichten. Diese Sicherungsdatei wird mit den Mitteln des Betriebssystems MS-DOS als verborgene, nicht beschreibbare Systemdatei gekennzeichnet und ist daher über Kommandos und normale Anwenderprogramme nicht zugänglich. Das BIOS wird um eine Komponente für Dateizugriff nach dem vom Betriebssystem MS-DOS vorgegebenen Verfahren erweitert. The solution is to have one in the data partition Set up backup file. This backup file comes with the means of the operating system MS-DOS as hidden, not writable system file is marked and is therefore about Commands and normal user programs are not accessible. The BIOS will add a component for file access after the procedures specified by the MS-DOS operating system extended.

Häufig steht jedoch für den Programmcode des BIOS nur noch wenig Platz für Ergänzungen zur Verfügung. Auch ist eine Ab hängigkeit von der Art der Datenspeicherung des Betriebs systems MS-DOS nicht erwünscht. Zudem sind Dateien des Betriebssystems MS-DOS im allgemeinen über die Platte ge streut, so daß bei der Sicherung viele Bewegungen des Plattenarms notwendig sind. Daher wird in der be vorzugten Ausführungsform der Erfindung dafür gesorgt, daß der für die Sicherung verwendete Plattenbereich am Anfang des Dateibereichs liegt und ab dort zusammenhängend vor liegt. Zur Identifikation wird dieser Sicherungsbereich mit einer Markierung und der Angabe seiner Länge versehen. Zu sätzlich ist eine Tabelle von defekten Blöcken vorgesehen, da während der Sicherung des Maschinenzustands keine Zeit für die Behandlung defekter Blöcke vorhanden ist.Often, however, only stands for the program code of the BIOS little space for additions available. Also is an ab dependence on the type of data storage of the company systems MS-DOS not desired. In addition, files of the Operating system MS-DOS in general on the disk scatters, so that many movements of the plate arm are necessary when securing. Therefore, in the be preferred embodiment of the invention ensures that the disk area used for the backup at the beginning of the file area and is contiguous from there lies. This security area is used for identification a mark and its length. To a table of defective blocks is also provided, because there is no time while backing up the machine condition for the treatment of defective blocks.

Brief description of the drawings

Es zeigenShow it

Fig. 1 die Komponenten eines Rechners mit ROM-BIOS und partitioniertem Plattenspeicher, Fig. 1 shows the components of a computer with ROM-BIOS and partitioned disk,

Fig. 2 die Verkettung der Partitionstabelle und der Auf bau einer Partition, Fig. 2 shows the concatenation of the partition table and the construction on a partition,

Fig. 3 den Ablauf, mit dem die Adresse des Sicherungs bereichs bestimmt wird. Fig. 3 shows the process by which the address of the security area is determined.

Detailed description of the invention

Fig. 1 stellt als Prinzipschaltung die Komponenten eines Rechners mit Zentraleinheit 10, flüchtigem Speicher RAM 11, Festspeicher ROM 12, Bussystem 13, Plattensteuerung 14 und Magnetplatte 15 dar. Die Magnetplatte ist in einzeln adres sierbaren und direkt zugreifbaren Blöcken von 512 Byte Länge organisiert. Nicht dargestellt sind die Komponenten zur Überwachung und Auslösung einer Sicherungsaktivität, die von einem Teil des im ROM 12 gespeicherten Programms, dem BIOS 16 durchgeführt werden. Dieses BIOS 16 speichert Werte aus der Zentraleinheit 10 und insbesondere den Inhalt des flüch tigen Speichers 11 auf der Magnetplatte 15, um anschließend die Zentraleinheit in einen Ruhezustand mit vermindertem Stromverbrauch bringen und das RAM 11 ganz abschalten zu können. Fig. 1 illustrates a basic circuit components of a computer with CPU 10, volatile memory RAM 11, the ROM 12, bus 13, disk controller 14 and the magnetic plate 15. The magnetic disc is organized length in individually adres sierbaren and directly accessible blocks of 512 bytes. The components for monitoring and triggering a backup activity, which are carried out by a part of the program stored in the ROM 12 , the BIOS 16 , are not shown. This BIOS 16 stores values from the central unit 10 and in particular the content of the volatile memory 11 on the magnetic disk 15 in order to subsequently bring the central unit into an idle state with reduced power consumption and to be able to switch off the RAM 11 entirely.

Die Magnetplatte 15 ist unterteilt in Partitions, im Fig. 1 zum Beispiel die Partitions PS und P6. Der erste Block 18 der Magnetplatte 15 enthält Verwaltungsinformation über die Aufteilung der Magnetplatte 15.The magnetic disk 15 is divided into partitions, for example the partitions PS and P6 in FIG. 1. The first block 18 of the magnetic disk 15 contains management information about the division of the magnetic disk 15 .

In Fig. 2 ist die Aufteilung der Magnetplatte 15 und die Struktur der Verweise dargestellt, wobei die Bereiche nicht gemäß ihrer Größe dargestellt sind. Der erste Block 18 der Platte 15 enthält an seinem Ende die Partitionstabelle 20 mit zwei Einträgen. Mit der Kennziffer 6 ist der erste Eintrag 21a, mit der Kennziffer 5 der zweite Eintrag 21b versehen. Beide enthalten die Adresse des Beginns des jeweiligen Plat tenbereichs, also 22a für den vom Typ 5 und 22b für den vom Typ 6.In FIG. 2, the division of the magnetic disk 15 and the structure of the links is shown, wherein the regions are not shown according to their size. The first block 18 of disk 15 contains partition table 20 with two entries at its end. The first entry 21 a is provided with the reference number 6 , the second entry 21 b with the reference number 5 . Both contain the address of the start of the respective plate area, i.e. 22 a for the type 5 and 22 b for the type 6 .

Die Partition PS mit dem Typ 5 ist eine Datenpartition, in der der schraffierte Bereich 35 als Sicherungsbereich dienen soll. Sie beginnt mit einem als BIOS-Parameter-Block BPB be zeichneten Bereich, in dem das Betriebssystem Verwaltungs information hinterlegt. Dieses ist insbesondere das Feld 31, in dem die Adresse des Beginns des Dateibereichs, der "File Area", enthalten ist. Als Sicherungsbereich 35 wird der An fang des Dateibereichs verwendet. Damit muß die BIOS-Rou tine, die die Adresse des Sicherungsbereichs ermittelt, zunächst den ersten Block 18 der Platte mit der Partition tabelle lesen, dort den Eintrag 21b mit dem Kennzeichen 5 suchen, mit der dort vorhandenen Adresse 22b den ersten Block BPB der Partition lesen und dort die Adresse 31 ent nehmen.The partition PS with the type 5 is a data partition in which the hatched area 35 is to serve as a security area. It begins with an area called the BIOS parameter block BPB, in which the operating system stores management information. This is in particular the field 31 in which the address of the beginning of the file area, the "file area", is contained. The beginning of the file area is used as the backup area 35 . Thus, the BIOS Rou must tine, which determines the address of the save area, first table read the first block 18 of the plate with the partition, where the entry 21b search with the indicator 5, b with the present there address 22 the first block BPB Read the partition and take address 31 from there.

Mit dieser Adresse wird der erste Block eines möglichen Sicherungsbereichs gelesen und auf Vorhandensein einer Mar kierung 36 verglichen. Diese Markierung ist beispielsweiseThe first block of a possible security area is read with this address and compared for the presence of a marking 36 . This marker is for example

"?!&$%007/%_Power-Save-Area_!?#007ˆ$]?"."?! & $% 007 /% _ Power-Save-Area _!? # 007ˆ $]?".

Wenn diese Markie rung vorhanden ist, gilt der Bereich als gültiger Siche rungsbereich und wird vom der Sicherungsroutine im BIOS ver wendet. Hierbei enthält dieser erste Block des Sicherungs bereichs auch die Länge des Sicherungsbereichs und eine Tabelle der Blöcke, die nicht verwendbar sind. Die Markie rung wird ergänzt durch eine Prüfsumme unter Einschluß des Längenfeldes und der Tabelle nicht benutzbarer Blöcke.If this markie the area is considered a valid security area and is used by the backup routine in the BIOS turns. This contains the first block of the backup the length of the backup area and a Table of blocks that cannot be used. The markie is supplemented by a checksum including the Length field and the table of unusable blocks.

Falls die Markierung nicht gültig ist, wird weiter nach einem Sicherungsbereich gesucht. Der BIOS-Parameter-Block ist dazu ähnlich wie der erste Block auf der Platte aufge baut, enthält insbesondere eine Partitiontabelle mit mögli cherweise einem Eintrag vom Typ 5, der auf einen Teilbereich P5′ innerhalb der Partition PS verweist, der seinerseits in derselben Form wie die Partition PS selbst organisiert ist. Der dafür notwendige Platz ist durch die Verweise im BIOS- Parameter-Block nicht belegt. In dieser Partition P5′ wird erneut über die der Adresse 31 von P5 entsprechende Adresse des Dateibereichs geprüft, ob dieser an seinem Beginn eine Markierung als Sicherungsbereich enthält.If the marking is not valid, a search continues for a security area. The BIOS parameter block is similar to how the first block builds on the disk, in particular contains a partition table with possibly an entry of type 5 , which refers to a partial area P5 'within the partition PS, which in turn has the same form as the partition PS is organized itself. The space required for this is not occupied by the references in the BIOS parameter block. In this partition P5 'it is checked again via the address of the file area corresponding to the address 31 of P5 whether this contains a marking as a backup area at the beginning.

Dieser rekursive Suchprozeß wird solange fortgesetzt, bis entweder ein Sicherungsbereich gefunden oder keine geschach telte Partition mehr in der Partitiontabelle eingetragen ist.This recursive search process continues until either a security area found or none chess Partition more entered in the partition table is.

Die Markierung wird durch ein spezielles Programm, das als Anwenderprogramm unter dem Betriebssystem MS-DOS abläuft, angebracht. Dieses prüft, ob der Dateibereich einer Parti tion vollständig leer ist, legt dann unter Verwendung des Dateisystems von MS-DOS eine Datei der für die Sicherung notwendigen Größe an. Im Namen dieser Datei werden Sonder zeichen verwendet, die nicht vom Betriebssystem über die Kommandoschnittstelle angenommen werden, beispielsweise ESC mit dem Code 27 oder ein Punkt. Zusätzlich wird die Datei als schreibgeschützt, verborgen und als Systemdatei gekenn zeichnet. Das Programm führt auch mehrere Lese- und Schreib versuche durch, um eine Tabelle nicht brauchbarer Blöcke an zulegen. Blöcke mit Schreib-Lese-Problemen können während einer Sicherung nicht behandelt werden, weil die Sicherung insbesondere auch bei nachlassender Batteriespannung wirksam werden soll.The marking is made by a special program that runs as a user program under the MS-DOS operating system. This checks whether the file area of a partition is completely empty, then creates a file of the size required for backup using the MS-DOS file system. Special characters are used in the name of this file that are not accepted by the operating system via the command interface, for example ESC with code 27 or a period. In addition, the file is marked as read-only, hidden and identified as a system file. The program also makes several read and write attempts to create a table of unusable blocks. Blocks with read / write problems cannot be dealt with during a backup because the backup should also be effective when the battery voltage drops.

Der beschriebene Ablauf ist in Fig. 3 zur weiteren Verdeut lichung als Flußdiagramm dargestellt. Damit wird deutlich, daß durch die geschickte Anordnung und Benutzung der Verweis strukturen keine komplexe Programmierung zur Lokalisation des Sicherungsbereichs notwendig ist.The sequence described is shown in FIG. 3 for further clarification as a flow chart. This makes it clear that the clever arrangement and use of the reference structures means that no complex programming is required to locate the security area.

Claims

1. Method for determining a security area ( 35 ) and its size when securing the machine status of a computer by means of a basic program (BIOS) on a permanent memory ( 15 ) divided into blocks, addressable in blocks and divided into disjoint partitions (PS, P6), for example a magnetic disk, with the following steps:

- Reading a predetermined, preferably first, block ( 18 ) of the permanent memory ( 15 ), which contains a partition table ( 20 ), the entries of which are at least one type field ( 21 a, 21 b) and the address ( 22 a, 22 b) partition (P5, P6) identified by the type field.
- Searching for an entry of a predetermined type ( 5 ) in the partition table ( 20 ) and extracting the address ( 22 b) of the data partition (P5) determined thereby, the first block of which is preferably a parameter block (BPB) in which at a predetermined position ( 31 ) an address is included at which the file data begin, and extraction of this address as a possible address of the security area ( 35 ).
- Reading the first block of the possible security area ( 35 ), which contains a marking ( 36 ) characterizing the security area and the size of the security area.

2. The method according to claim 1, wherein in the event that the possible security area ( 35 ) does not contain the marking ( 36 ), the parameter block is examined to determine whether it contains a valid partition table, to which the method may be applied again.

3. The method according to claim 1 or 2, wherein the fuse area also has a table of blocked blocks contains which are skipped when saving the data.

4. The method of claim 1 or 2, wherein the fuse portion (35) distinctive mark (36) is calculated when setting or modification of the securing region (35) functioning as a result of redundancy, in particular a checksum, the characteristic over the range of values, for example Size, address or list of blocked blocks.

5. Use of the method according to one of the preceding claims for protecting the subsequently determined backup area ( 35 ), an operating system with a file control (BIOS) being used to access the data partition (PS) and the backup area ( 35 ) in the one For this purpose, certain, otherwise unusable, single file with continuously allocated data blocks occupied space is contained.

6. Use of the method according to claim 5, wherein the File name not via the command interface of the Operating system input characters or as hidden, read-only or as a system file is marked.