TWI533220B - 虛擬系統管理模式裝置以及其控制方法 - Google Patents

Description

虛擬系統管理模式裝置以及其控制方法

本發明主要為一種虛擬系統管理模式裝置，特別係用於電腦系統之系統管理模式。

一般來說，傳統的中央處理單元透過系統管理中斷(System Management Interrupt,SMI)進入系統管理中斷操作，接著中央處理單元則執行系統管理中斷程序。當執行系統管理中斷程序執行完成後，再發出回復系統管理指令以離開系統管理模式，中央處理單元即可回到作業系統，再從被系統管理中斷訊號中斷之處繼續執行。其中系統管理中斷程序包括相當多的功能，且由於其安全性以及高優先權等特性廣為電腦系統所應用，然而這些功能仰賴中央處理單元的支援，一旦中央處理單元不具有系統管理中斷模式，相關系統管理的應用以及維持系統管理功能的安全性將變得更為困難，因此需要一種可替代舊有系統管理中斷模式的方法。

本發明揭露一種虛擬系統管理模式裝置，用以處理一特殊程序所產生之一系統管理中斷(SMI)信號，包括：一轉換單元，轉換上述系統管理中斷信號為一虛擬系統管理中斷信號；一控制單元記憶體，儲存複數系統管理中斷程序；以及一控制單元，根據上述虛擬系統管理中斷信號執行上述系統管理中斷程序之一者。

以下敘述顯示許多藉本發明完成之實施例。其敘述用以說明本發明之基本概念並不帶有限定之含意。本發明之範圍在後附之申請專利範圍中有最佳的界定。

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之虛擬系統管理模式裝置100，用以處理電腦裝置之系統管理中斷(System Management Interrupt)信號SMI，其中虛擬系統管理模式裝置100包括：控制單元110、控制單元記憶體112、轉換單元120以及中央處理單元130。在一些實施例中，控制單元110可為嵌入式控制器或是微處理器，而控制單元記憶體112可儲存對應系統管理中斷信號SMI的系統管理中斷程序。此外，由於系統管理中斷程序的操作通常為系統中相當重要的部份，例如取得系統密碼、溫度管理、電源管理，因此在處理的順序上為最優先的，且系統管理中斷程序的操作對於中央處理單元130所執行的作業系統來說是透明的，若被不當利用則可能危害電腦系統的安全。為了避免這樣的情況，控制單元記憶體112為控制單元110所專用之記憶體，意即除了控制單元110以外的單元皆沒有權限來存取控制單元記憶體112之資料。

再者，系統管理中斷信號SMI可能由電腦系統中的任何一個單元產生，或是中央處理單元130所執行的應用程式產生，舉例來說，一個溫度管理應用程式可藉由系統管理中斷信號來存取電腦系統目前的溫度。然而系統管理模式(System Management Mode)的機制本來是為了中央處理單元而設計的，為了使控制單元110正確的執行系統管理程序，在一些實施例中，系統管理中斷信號SMI會經由轉換單元120轉換，將系統管理中斷信號SMI轉換為控制單元110可正確判讀的虛擬系統管理中斷信號VSMI。另外，雖在第1圖的例子中系統管理中斷信號SMI由中央處理單元130產生，然而本發明並不限定於此，電腦系統中的其他裝置亦可直接傳送系統管理中斷信號SMI至轉換單元120。

在本發明一些實施例中，當控制單元110接收到虛擬系統管理中斷信號VSMI時，控制單元110將根據虛擬系統管理中斷信號VSMI從控制單元記憶體112取得相對應的系統管理中斷程序，接著控制單元110根據虛擬系統管理中斷信號VSMI執行相對應的系統管理中斷程序。在一些實施例中，控制單元110可藉由電腦系統原先就具有的任意嵌入式控制器或微處理器來完成。因此，當控制單元110接收到虛擬系統管理中斷信號VSMI時將立即中斷並暫存目前的操作程序，直到系統管理中斷程序執行完畢之後，再回到原先暫存的操作。

在一些實施例中，控制單元110所執行之系統管理中斷程序需取得選定裝置的資料時，由於欲存取其資料的選定裝置可能並未直接連接於控制單元110而是連接於中央處理器130，換句話說，僅中央處理器130可以存取選定裝置的資料，控制單元110無法直接存取選定裝置的資料。

在本發明一些實施例中，控制單元110會判斷是否可存取選定裝置的資料，當控制單元110無法存取選定裝置的資料時，轉換單元120則可作為控制單元110與中央處理器130的溝通介面，使控制單元110得以取得選定裝置的資料。舉例來說，當控制單元110判斷無法存取系統管理中斷程序中選定裝置的資料，控制單元110會根據系統管理中斷程序傳送請求信號S_req至轉換單元120。而轉換單元120則將所接收到的請求信號S_req轉換為中央處理單元請求信號S_CPU，並傳送至中央處理單元130，以通知中央處理器單元130取得選定裝置的資料。接著，中央處理單元130根據轉換單元120所傳送的中央處理器請求信號S_CPU取得選定裝置的資料，並根據選定裝置的資料傳送回覆信號S_reply至轉換單元120。最後，轉換單元120再根據回覆信號S_reply傳送控制單元回覆信號S_C給控制單元110，使得控制單元110可以取得選定裝置的資料以進行系統管理中斷程序。

需注意到轉換單元120可以是一種轉換機制而被包含在中央處理器130或是控制單元110之中，因此在控制單元110與中央處理器130互相傳遞資料時，轉換單元120則提供作為二者之間的介面轉換並傳遞訊息。

另一方面，當控制單元110可直接存取選定裝置的資料時，即選定裝置直接與控制單元110連接，則可直接存取選定裝置的資料以執行系統管理中斷程序。

在本發明一些實施例中，控制單元110將所執行之系統管理中斷程序產生的結果資料或是任意選定資料傳送至選定裝置，由於接收資料的選定裝置可能並未直接連接於控制單元110而是連接於中央處理器130，因此控制單元110會判斷是否可將結果資料直接傳送至選定裝置。

當控制單元110判斷可將選定資料直接傳送至選定裝置時，則控制單元110直接將選定資料傳送至選定裝置。另一方面，當控制單元110判斷無法將選定資料直接傳送至選定裝置時，控制單元110會根據系統管理中斷程序傳送請求信號S_req至轉換單元120。而轉換單元120則將所接收到的請求信號S_req轉換為中央處理單元請求信號S_CPU，並傳送至中央處理單元130，以通知中央處理器單元130將選定資料傳送至選定裝置。接著，中央處理單元130根據轉換單元120所傳送的中央處理器請求信號S_CPU將選定資料傳送至選定裝置。

在本發明一些實施例中，當應用程式欲取得系統管理中斷程序後的結果資料來處理時，中央處理單元130根據所執行的應用程式產生系統管理中斷信號SMI，轉換單元120轉換系統管理中斷信號SMI後，將系統管理中斷信號SMI轉換為虛擬系統管理中斷信號VSMI，當控制單元110具虛擬系統管理中斷信號VSMI執行完系統管理中斷程序後，接著則同於上述實施例的流程，將系統管理中斷程序的結果資料傳送至選定裝置，例如將結果數值儲存至特定的記憶體位址中，因此應用程式從特定的記憶體位址取得該結果數值以進行進一步的運算。

在一些實施例中，中央處理程式更可以判斷該應用程式是否需等待系統管理中斷程序結束，若是，則暫停該應用程式的執行直到系統管理中斷程序的結束後，再繼續應用程式的執行。舉例來說，控制單元110在執行系統管理中斷程序完畢後，傳送虛擬系統管理結束信號V_end至轉換單元120。而轉換單元120則將所接收到的虛擬系統管理結束信號V_end轉換為系統管理結束信號S_end，並傳送至中央處理單元130，以通知中央處理器單元130系統管理中斷程序已結束，接著中央處理器單元130則可回復應用程式的執行。

第2圖係顯示根據本發明第1圖的實施例所示之虛擬系統管理裝置之方法實施例之流程圖。在步驟S202中，轉換單元120接收到系統管理中斷信號SMI，並將系統管理中斷信號SMI轉換為虛擬系統管理中斷信號VSMI。接著於步驟S204中，控制單元110將根據接收到的虛擬系統管理中斷信號VSMI從控制單元記憶體112取得相對應的系統管理中斷程序。

在步驟S206中，控制單元110根據所取得系統管理中斷程序判斷是否可存取選定裝置的資料，當控制單元110可直接存取選定裝置的資料時，則繼續進行步驟S208，當控制單元110無法存取選定裝置的資料時繼續進行步驟S210。

在步驟S208中，控制單元110存取選定裝置的資料並於步驟S218中執行系統管理中斷程序。另一方面，在步驟S210中，控制單元110根據系統管理中斷程序傳送請求信號S_req至轉換單元120。接著於步驟S212中，轉換單元120則將所接收到的請求信號S_req轉換為中央處理單元請求信號S_CPU，並傳送至中央處理單元130，以通知中央處理器單元130取得選定裝置的資料。接著於步驟S214中，中央處理單元130根據轉換單元120所傳送的中央處理器請求信號S_CPU取得選定裝置的資料，並根據選定裝置的資料傳送回覆信號S_reply至轉換單元120。最後於步驟S216中，轉換單元120再根據回覆信號S_reply傳送控制單元回覆信號S_C給控制單元110，使得控制單元110可以在步驟S218中根據選定裝置的資料以進行系統管理中斷程序。

第3圖係顯示根據本發明第1圖所示之虛擬系統管理裝置之另一方法實施例之流程圖。在步驟S302中，轉換單元320接收到系統管理中斷信號SMI，並將系統管理中斷信號SMI轉換為虛擬系統管理中斷信號VSMI。接著於步驟S304中，控制單元110將根據接收到的虛擬系統管理中斷信號VSMI從控制單元記憶體112取得相對應的系統管理中斷程序。

在步驟S306中，控制單元110根據所取得系統管理中斷程序判斷是否可將選定資料直接傳送至選定裝置，當控制單元110可直接傳送至選定裝置時，則繼續進行步驟S308，當控制單元110無法直接傳送至選定裝置時則繼續進行步驟S310。

在步驟S308中，控制單元110將選定資料傳送至選定裝置。而在步驟S310中，控制單元110根據系統管理中斷程序傳送請求信號S_req至轉換單元120。接著於步驟S312中，轉換單元120則將所接收到的請求信號S_req轉換為中央處理單元請求信號S_CPU，並傳送至中央處理單元130，以通知中央處理器單元130將選定資料傳送至選定裝置。最後於步驟S314中，中央處理單元130根據轉換單元120所傳送的中央處理器請求信號S_CPU將選定資料傳送至選定裝置。

應了解到，熟知此技術者在不背離本發明之精神及範疇下可對上述方法之步驟進行刪除、增加或改變順序。例如，中央處理單元130所執行的系統管理程序，可能包括多個操作，因此一個系統管理程序可能包括了存取選定裝置的數值(如第2圖之流程順序)以及將選定資料傳送至選定裝置(如第3圖之流程順序)。

本發明雖已敘述較佳之實施例如上，但因了解上述所揭露並非用以限制本發明實施例。相反地，其涵蓋多種變化以及相似的配置(熟知此技術者可明顯得知)。此外，應根據後附之申請專利範圍作最廣義的解讀以包含所有上述的變化以及相似的配置。

100．．．虛擬系統管理裝置

110．．．控制單元

112．．．控制單元記憶體

120．．．轉換單元

130．．．中央處理單元

S_C．．．控制單元回覆信號

S_CPU．．．中央處理單元請求信號

S_end．．．系統管理結束信號

S_req．．．請求信號

S_reply．．．回覆信號

SMI．．．系統管理中斷信號

VSMI．．．虛擬系統管理中斷信號

V_end．．．虛擬系統管理結束信號

由閱讀以下詳細說明及配合所附圖式之舉例，可更完整地了解本發明所揭露，如下：

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之虛擬系統管理裝置之方塊圖；

第2圖係顯示根據本發明第1圖所示之虛擬系統管理裝置之方法實施例之流程圖；以及

第3圖係顯示根據本發明第1圖所示之虛擬系統管理裝置之方法實施例之流程圖。

100．．．虛擬系統管理裝置

110．．．控制單元

112．．．控制單元記憶體

120．．．轉換單元

130．．．中央處理單元

S_C．．．控制單元回覆信號

S_CPU．．．中央處理單元請求信號

S_end．．．系統管理結束信號

S_req．．．請求信號

S_reply．．．回覆信號

SMI．．．系統管理中斷信號

VSMI．．．虛擬系統管理中斷信號

V_end．．．虛擬系統管理結束信號

Claims (20)

1. 一種虛擬系統管理模式裝置，用以處理一特殊程序所產生之一系統管理中斷(SMI)信號，包括：一轉換單元，轉換上述系統管理中斷信號為一虛擬系統管理中斷信號；一控制單元記憶體，儲存複數系統管理中斷程序；以及一控制單元，根據上述虛擬系統管理中斷信號執行上述系統管理中斷程序之一者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬系統管理模式裝置，更包括一中央處理器，其中當所執行之上述系統管理中斷程序需取得一選定單元之一選定數值時，上述控制單元更判斷所執行之上述系統管理中斷程序是否可取得一選定單元之一選定數值，當所執行之上述系統管理中斷程序無法取得上述選定單元之上述選定數值時，上述控制單元更根據所執行之上述系統管理中斷程序傳送一請求信號至上述轉換單元，上述轉換單元根據上述請求信號傳送一中央處理器請求信號至上述中央處理器。
3. 如申請專利範圍第2項所述之虛擬系統管理模式裝置，其中上述中央處理器根據上述中央處理器請求信號取得上述選定單元之上述選定數值，並根據上述選定數值傳送一回覆信號至上述轉換單元，上述轉換單元根據上述回覆信號傳送一控制單元回覆信號，上述控制單元根據上述控制單元回覆信號取得上述選定單元之上述選定數值，並根據上述選定數值執行所執行之上述系統管理中斷程序。
4. 如申請專利範圍第2項所述之虛擬系統管理模式裝置，其中當所執行之上述系統管理中斷程序可取得上述選定單元之上述選定數值時，上述控制單元根據上述所執行之上述系統管理中斷程序取得上述選定單元之上述選定數值，並根據上述選定數值執行所執行之上述系統管理中斷程序。
5. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬系統管理模式裝置，更包括一中央處理器，其中上述控制單元更判斷所執行之上述系統管理中斷程序是否需傳送一選定數值至一選定單元，當所執行之上述系統管理中斷程序需傳送上述選定數值至上述選定單元時，上述控制單元更根據所執行之上述系統管理中斷程序傳送一請求信號至上述轉換單元，上述轉換單元根據上述請求信號傳送一中央處理器請求信號至上述中央處理器，上述中央處理器根據上述中央處理器請求信號傳送上述選定數值至上述選定單元。
6. 如申請專利範圍第5項所述之虛擬系統管理模式裝置，其中上述控制單元根據所執行之上述系統管理中斷程序產生上述選定數值。
7. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬系統管理模式裝置，更包括一中央處理器，執行上述特殊程序，並根據上述特殊程序產生上述系統管理中斷信號。
8. 如申請專利範圍第7項所述之虛擬系統管理模式裝置，其中當上述中央處理器根據上述特殊程序產生上述系統管理中斷信號後，上述中央處理器暫停執行上述特殊程序。
9. 如申請專利範圍第8項所述之虛擬系統管理模式裝置，其中上述控制單元執行所執行之上述系統管理中斷程序完畢時，上述控制單元傳送一虛擬系統管理結束信號至上述轉換單元，上述轉換單元根據上述虛擬系統管理結束信號傳送一系統管理結束信號至上述中央處理器，當上述中央處理器接收到上述系統管理結束信號信號時，上述中央處理器回復執行上述特殊程序。
10. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬系統管理模式裝置，其中上述控制單元記憶體僅可由上述控制單元所存取。
11. 一種虛擬系統管理模式之控制方法，用以處理一特殊程序所產生之一系統管理中斷(SMI)信號，該控制方法包括：轉換上述系統管理中斷信號為一虛擬系統管理中斷信號；儲存複數系統管理中斷程序至一控制單元記憶體；以及由一控制單元根據上述虛擬系統管理中斷信號執行上述系統管理中斷程序之一者。
12. 如申請專利範圍第11項所述之虛擬系統管理模式之控制方法，更包括：當所執行之上述系統管理中斷程序需取得一選定單元之一選定數值時，藉由上述控制單元判斷所執行之上述系統管理中斷程序是否可取得一選定單元之一選定數值；當所執行之上述系統管理中斷程序無法取得上述選定單元之上述選定數值時，由上述控制單元根據所執行之上述系統管理中斷程序產生一請求信號；以及根據上述請求信號傳送一中央處理器請求信號至一中央處理器。
13. 如申請專利範圍第12項所述之虛擬系統管理模式之控制方法，更包括：由上述中央處理器根據上述中央處理器請求信號取得上述選定單元之上述選定數值；由上述中央處理器根據上述選定數值產生一回覆信號；根據上述回覆信號傳送一控制單元回覆信號至上述控制單元；由上述控制單元根據上述控制單元回覆信號取得上述選定單元之上述選定數值；以及由上述控制單元根據上述選定數值執行所執行之上述系統管理中斷程序。
14. 如申請專利範圍第12項所述之虛擬系統管理模式之控制方法，更包括：當所執行之上述系統管理中斷程序可取得上述選定單元之上述選定數值時，由上述控制單元根據上述所執行之上述系統管理中斷程序取得上述選定單元之上述選定數值；以及由上述控制單元根據上述選定數值執行所執行之上述系統管理中斷程序。
15. 如申請專利範圍第11項所述之虛擬系統管理模式之控制方法，更包括：由上述控制單元更判斷所執行之上述系統管理中斷程序是否需傳送一選定數值至一選定單元；當所執行之上述系統管理中斷程序需傳送上述選定數值至上述選定單元時，由上述控制單元根據所執行之上述系統管理中斷程序產生一請求信號；根據上述請求信號傳送一中央處理器請求信號至一中央處理器；以及由上述中央處理器根據上述中央處理器請求信號傳送上述選定數值至上述選定單元。
16. 如申請專利範圍第15項所述之虛擬系統管理模式之控制方法，更包括由上述控制單元根據所執行之上述系統管理中斷程序產生上述選定數值。
17. 如申請專利範圍第11項所述之虛擬系統管理模式之控制方法，更包括藉由一中央處理器根據上述特殊程序產生上述系統管理中斷信號。
18. 如申請專利範圍第17項所述之虛擬系統管理模式之控制方法，更包括當上述中央處理器根據上述特殊程序產生上述系統管理中斷信號後，暫停執行上述特殊程序。
19. 如申請專利範圍第18項所述之虛擬系統管理模式之控制方法，更包括：當上述控制單元執行所執行之上述系統管理中斷程序完畢時，由上述控制單元產生一虛擬系統管理結束信號；根據上述虛擬系統管理結束信號傳送一系統管理結束信號至上述中央處理器；以及當上述中央處理器接收到上述系統管理結束信號信號時，回復執行上述特殊程序。
20. 如申請專利範圍第11項所述之虛擬系統管理模式之控制方法，其中上述控制單元記憶體僅可由上述控制單元所存取。