TWI599876B - 開機自我測試中的除錯方法以及使用該方法的裝置 - Google Patents

開機自我測試中的除錯方法以及使用該方法的裝置 Download PDF

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Description

開機自我測試中的除錯方法以及使用該方法的裝置
本發明關連於一種除錯技術，特別是一種開機自我測試中的除錯方法以及使用該方法的裝置。
開機自我測試(POST,Power-On Self-Test)是一種於計算機設備開機後馬上由韌體或軟體常式(firmware or software routine)執行的程序，而測試結果可顯示於顯示面板，輸出至外部裝置或儲存起來供診斷工具將來存取。通常，於開機自我測試中為不同硬體所執行的驅動程式由不同的供應商提供，例如，基本輸出入(BIOS,Basic Input Output System)廠商、晶片組(chipset)廠商、代工製造商(OEM,Original Equipment Manufacturer)等，而每個供應商都會在提供的驅動程式中插入檢查點(check points)。然而，由於不同供應商為不同硬體所提供之驅動程式的識別編號可能重複，而造成執行到檢查點時錯認發生中斷的驅動程式。因此，需要一種開機自我測試中的除錯方法以及使用該方法的裝置，用以避免如上所述的問題。
本發明的實施例提出一種開機自我測試中的除錯 方法，由處理單元執行，包含以下步驟：設定階段編號，用以指出進入開機自我測試的階段；從排程佇列選擇一個驅動程式；取得驅動程式的全域唯一識別碼；儲存或輸出階段編號以及全域唯一識別碼，使得當執行到驅動程式中的中斷點時，可辨認是此階段中的此驅動程式發生中斷；以及執行驅動程式。
本發明的實施例提出一種開機自我測試中的除錯裝置，包含揮發性記憶體以及處理單元。處理單元包含快取記憶體以及耦接於揮發性記憶體，用以設定階段編號，用以指出進入開機自我測試的階段；從排程佇列選擇一個驅動程式；取得驅動程式的全域唯一識別碼；儲存或輸出階段編號以及全域唯一識別碼，使得當執行到驅動程式中的中斷點時，可辨認是此階段中的驅動程式發生中斷；以及執行驅動程式。
110‧‧‧處理單元
120‧‧‧顯示單元
130‧‧‧輸入裝置
140‧‧‧非揮發性記憶體
150‧‧‧揮發性記憶體
160‧‧‧連接介面
210‧‧‧核心分配模組
230_1~230_n‧‧‧驅動程式
250‧‧‧回叫紀錄處理模組
P21‧‧‧安全階段
P23‧‧‧前擴充韌體介面初始階段
P25‧‧‧驅動程式執行環境階段
S311~S391‧‧‧方法步驟
260_1、260_2、260_3‧‧‧核心分配模組
510a、510b、530a、530b‧‧‧非揮發性記憶體中之區域
第1圖係依據本發明實施例的運算裝置的系統架構圖。
第2圖係依據本發明實施例的開機自我測試的示意圖。
第3圖係依據本發明實施例之開機自我測試中的除錯方法流程圖。
第4圖係依據本發明實施例之核心分配模組的儲存示意圖。
第5圖係依據本發明實施例之階段編號以及驅動程式的全域唯一識別碼的儲存示意圖。
以下說明係為完成發明的較佳實現方式，其目的 在於描述本發明的基本精神，但並不用以限定本發明。實際的發明內容必須參考之後的權利要求範圍。
必須了解的是，使用於本說明書中的”包含”、”包括”等詞，係用以表示存在特定的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理、元件以及/或組件，但並不排除可加上更多的技術特徵、數值、方法步驟、作業處理、元件、組件，或以上的任意組合。
於權利要求中使用如”第一”、"第二"、"第三"等詞係用來修飾權利要求中的元件，並非用來表示之間具有優先權順序，先行關係，或者是一個元件先於另一個元件，或者是執行方法步驟時的時間先後順序，僅用來區別具有相同名字的元件。
第1圖係依據本發明實施例的運算裝置的系統架構圖。此系統架構可實施於桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、手機等，至少包含處理單元110。處理單元110可使用多種方式實施，例如以專用硬體電路或通用硬體(例如，單一處理器、具平行處理能力的多處理器、圖形處理器或其他具運算能力的處理器)，並且在執行韌體或軟體時，提供之後所描述的功能。系統架構另包含非揮發性記憶體140，例如唯讀記憶體(ROM,Read Only Memory)、可抹除及程式化唯讀記憶體(EPROM,Erasable Programmable Read Only Memory)、非揮發性隨機存取記憶體(NVRAM,Non-Volatile Random Access Memory)等，用以儲存由不同廠商提供於開機自我測試(POST,Power-On Self-Test)為不同硬體所執行的驅動程式；揮發性記 憶體150，例如動態隨機隨取記憶體(DRAM,Dynamic Random Access Memory)，用以儲存執行過程中需要的資料，例如，變數、資料表(data tables)、驅動程式等；以及暫存器170，用以儲存目前正執行以及上一個執行的驅動程式的全域唯一識別碼(GUID,Globally Unique Identifier)。於此須注意的是，非揮發性記憶體140以及/或暫存器170可整合至處理單元110中，本發明並不因此受限。系統架構另包含連接介面160，讓處理單元110可藉以跟其他電子裝置進行溝通。連接介面160可以是通用序列匯流排(USB,Universal Serial Bus)介面、元件埠(COM port)等。輸入裝置130可包含鍵盤、滑鼠、觸控面板等。使用者可按壓鍵盤上的硬鍵來輸入字元，藉由操作滑鼠來控制鼠標，或者是在觸控面板製造手勢來控制執行中的應用程式。手勢可包含單擊、雙擊、單指拖曳、多指拖曳等，但不限定於此。顯示單元120可包含顯示面板(例如，薄膜液晶顯示面板、有機發光二極體面板或其他具顯示能力的面板)，用以顯示輸入的字元、數字、符號、拖曳鼠標的移動軌跡、繪製的圖案或應用程式所提供的畫面，提供給使用者觀看。
第2圖係依據本發明實施例的開機自我測試的示意圖。開機自我測試至少包含三個階段：安全階段(SEC,Security)P21、前擴充韌體介面初始階段(PEI,Pre Extensible-firmware-interface Initialization)P23以及驅動程式執行環境階段(DXE,Driver Execution Environment)P25。這三個階段又可統稱為平台初始化(platform initialization)，而每個階段會使用一個特定的核心分配模組來協調所有的硬體初始 化作業。當每個階段的一開始，處理單元110會載入並執行此階段的核心分配模組(Core Dispatcher)210。處理單元110於執行核心分配模組210時從排程佇列(Scheduled Queue)選擇並儲存一個驅動程式至處理單元110中的快取記憶體(cache，未顯示)或揮發性記憶體150，例如驅動程式230_1至230_n中之一者，n為大於0的整數(此操作又可稱為載入驅動程式)。每個驅動程式擁有一個全域唯一識別碼。全域唯一識別碼為獨一無二的參考數字，用來作為驅動程式230_1至230_n的識別碼。全域唯一識別碼可使用128位元儲存，並且可表示為使用連字號隔開的幾組十六進位數字，例如{21EC2020-3AEA-4069-A2DD-08002B30309D}。於載入驅動程式後，處理單元110更呼叫並執行回叫紀錄處理模組(Callback Record Handle)250。當執行回叫紀錄處理模組250時，處理單元110可儲存或輸出階段編號以及此驅動程式的全域唯一識別碼。於一個範例，處理單元110可儲存階段編號以及此驅動程式的全域唯一識別碼於非揮發性記憶體140。於另一個範例，處理單元110可將階段編號以及此驅動程式的全域唯一識別碼寫入埠80(port 80)的暫存器，使得階段編號以及此驅動程式的全域唯一識別碼可顯示於顯示單元120。於更另一個範例，處理單元110可將階段編號以及此驅動程式的全域唯一識別碼寫入連接介面160的暫存器，使得階段編號以及此驅動程式的全域唯一識別碼可輸出到其他電子裝置。執行完回叫紀錄處理模組250後，處理單元110開始提取並執行儲存之驅動程式的指令，用以完成指定硬體的初始化作業。處理單元110反覆執行 核心分配模組210，用以從排程佇列載入下一個驅動程式，呼叫並執行回叫紀錄處理模組250，以及執行載入的驅動程式，直到此階段中所有驅動程式都執行完為止。於此須注意的是，當執行到任何的中斷點時，使用者可透過瀏覽顯示單元120上的資訊，透過連接介面160取得最近輸出的階段編號及全域唯一識別碼，或讀取揮發性記憶體150的最新階段編號及全域唯一識別碼來辨認是哪個階段中的哪個驅動程式發生中斷。
透過安全階段P21的核心分配模組的執行，例如，可完成設定處理單元110中的快取記憶體(未顯示)，使得快取記憶體可用以儲存微指令(micro code)，或設定處理單元110中的其他元件等。透過前擴充韌體介面初始階段P23的核心分配模組的執行，例如，可完成初始化揮發性記憶體150，使得揮發性記憶體150可用以儲存驅動程式，或初始化特定的晶片組、通用型輸入輸出(GPIO,General Purpose Input Output)裝置等。透過驅動程式執行環境階段P25的核心分配模組的執行，例如，可完成初始化變數、顯示單元120、通用序列匯流排裝置、周邊元件互連(PCI,Peripheral Component Interconnect)裝置等。
第3圖係依據本發明實施例之開機自我測試中的除錯方法流程圖。此方法由處理單元110於載入並執行相關韌體時實施。此流程反覆載入並執行(下)一個階段的核心分配模組(步驟S311)，直到完成整個平台初始化，並且於執行之核心分配模組的控制下，完成各階段中所需的硬體初始化作業(步驟S331至S371)。第4圖係依據本發明實施例之核心分配模組的 儲存示意圖。非揮發性記憶體140儲存三個核心分配模組210_1至210_3，用以於處理單元110執行時分別管理安全階段P21、前擴充韌體介面初始階段P23以及驅動程式執行環境階段P25中所需硬體的初始化作業。於特定核心分配模組的控制下，處理單元110首先設定階段編號(步驟S331)。例如，當核心分配模組210_1執行時，變數”Progress Code”設為”01”，用以代表進入安全階段P21；當核心分配模組210_2執行時，變數”Progress Code”設為”02”，用以代表進入前擴充韌體介面初始階段P23；以及當核心分配模組210_3執行時，變數”Progress Code”設為”03”，用以代表進入驅動程式執行環境階段P25。接著，處理單元110反覆執行一個迴圈(步驟S333至S371)，直到完成此階段中所有相關硬體的初始化作業。詳細來說，處理單元110從排程佇列選擇並儲存一個驅動程式至處理單元110中的快取記憶體(未顯示)或揮發性記憶體150(步驟S333)，取得此驅動程式的全域唯一識別碼(步驟S335)，呼叫並執行回叫紀錄處理模組250(步驟S337)，執行儲存於快取記憶體(未顯示)或揮發性記憶體150中的驅動程式(步驟S339)，以及判斷是否執行完此階段中所有的驅動程式(步驟S351)。若是，則繼續進行下一個判斷(步驟S371)；否則，繼續從排程佇列選擇下一個驅動程式進行處理(步驟S333)。於步驟S333，當處理單元110中的快取記憶體已初始化完成但揮發性記憶體150尚未初始化時，驅動程式可被儲存於處理單元110中的快取記憶體。另外，當揮發性記憶體150初始化完成時，驅動程式可被儲存於處理單元110中的揮發性記憶體150。於步驟S337，當執行回叫紀錄處 理模組250時，處理單元110可儲存或輸出階段編號以及此驅動程式的全域唯一識別碼。於此須注意的是，回叫紀錄處理模組250執行完畢後，執行控制權(execution control)回到核心分配模組以接著進行步驟S339的處理。於步驟S339，驅動程式執行完畢後，執行控制權回到核心分配模組以接著進行步驟S351的判斷。
當執行完此階段中所有的驅動程式後(步驟S351中”是”的路徑)，判斷是否執行完整個平台初始化作業，亦即是，是否完成以上所述的三個階段P21、P23及P25(步驟S371)。若是，則執行作業系統開機(OS boot)(步驟S391)；否則，載入並執行下一個階段的核心分配模組，用以繼續下一個階段的硬體初始化作業(步驟S311)。
驅動程式中斷後，使用者可能會重開機(reboot)而重新執行核心分配模組。當處理單元110於步驟S337將中斷前的階段編號以及此驅動程式的全域唯一識別碼儲存於非揮發性記憶體140時，重新執行的核心分配模組可能會將新取得的階段編號以及此驅動程式的全域唯一識別碼覆蓋掉中斷前的階段編號以及此驅動程式的全域唯一識別碼。為了避免以上的問題，重開機的程序中包含一個步驟，用以複製中斷前的階段編號以及此驅動程式的全域唯一識別碼至新的位置。第5圖係依據本發明實施例之階段編號以及驅動程式的全域唯一識別碼的儲存示意圖。非揮發性記憶體140中的區域510a儲存最新取得的階段編號，並且區域510b儲存最新取得之代表驅動程式的全域唯一識別碼。當執行重開機的程序時，處理單元110將 非揮發性記憶體140中之區域510a及510b的值(亦即是中斷前的階段編號以及代表驅動程式的全域唯一識別碼)分別複製到區域530a及530b。
雖然第1圖中包含了以上描述的元件，但不排除在不違反發明的精神下，使用更多其他的附加元件，已達成更佳的技術效果。此外，雖然第3圖方法流程圖採用特定的順序來執行，但是在不違法發明精神的情況下，熟習此技藝人士可以在達到相同效果的前提下，修改這些步驟間的順序，所以，本發明並不侷限於僅使用如上所述的順序。
雖然本發明使用以上實施例進行說明，但需要注意的是，這些描述並非用以限縮本發明。相反地，此發明涵蓋了熟習此技藝人士顯而易見的修改與相似設置。所以，申請權利要求範圍須以最寬廣的方式解釋來包含所有顯而易見的修改與相似設置。
S311、S331~S339、S351、S371、S391‧‧‧方法步驟

Claims (16)

  1. 一種開機自我測試中的除錯方法，由一處理單元執行，包含：設定一階段編號，用以指出進入開機自我測試的一階段；從一排程佇列選擇一驅動程式；取得上述驅動程式的一全域唯一識別碼；儲存或輸出上述階段編號以及上述全域唯一識別碼，使得當執行到上述驅動程式中的一中斷點時，可辨認是上述階段中的上述驅動程式發生中斷；以及執行上述驅動程式；其中，於從一排程佇列選擇一驅動程式的步驟中，更包含：當上述處理單元中之一快取記憶體已初始化完成但一揮發性記憶體尚未初始化時，從上述排程佇列選擇上述驅動程式並儲存上述驅動程式於上述處理單元中之上述快取記憶體；以及當上述揮發性記憶體已初始化完成時，從上述排程佇列選擇上述驅動程式並儲存上述驅動程式於上述揮發性記憶體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的開機自我測試中的除錯方法，其中，上述揮發性記憶體為一動態隨機存取記憶體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的開機自我測試中的除錯方法，其中，上述階段編號代表進入一安全階段、一前擴充韌體介面初始階段以及一驅動程式執行環境階段中之一者。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的開機自我測試中的除錯方法，其中，上述全域唯一識別碼使用128位元儲存，用以作為上 述驅動程式的唯一識別。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的開機自我測試中的除錯方法，於儲存或輸出上述階段編號以及上述全域唯一識別碼的步驟中，更包含：將上述階段編號以及上述全域唯一識別碼寫入一埠80的一暫存器，使得上述階段編號以及上述全域唯一識別碼顯示於一顯示單元。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的開機自我測試中的除錯方法，於儲存或輸出上述階段編號以及上述全域唯一識別碼的步驟中，更包含：將上述階段編號以及上述全域唯一識別碼寫入一連接介面的一暫存器，使得上述階段編號以及上述全域唯一識別碼輸出到一電子裝置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的開機自我測試中的除錯方法，其中，上述連接介面為一通用序列匯流排介面或一元件埠。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的開機自我測試中的除錯方法，於儲存或輸出上述階段編號以及上述全域唯一識別碼的步驟中，更包含：將上述階段編號以及上述全域唯一識別碼儲存於一非揮發性記憶體。
  9. 一種開機自我測試中的除錯裝置，包含：一揮發性記憶體；以及一處理單元，包含一快取記憶體，耦接於上述揮發性記憶體，設定一階段編號，用以指出進入開機自我測試的一階 段；從一排程佇列選擇一驅動程式；取得上述驅動程式的一全域唯一識別碼；儲存或輸出上述階段編號以及上述全域唯一識別碼，使得當執行到上述驅動程式中的一中斷點時，可辨認是上述階段中的上述驅動程式發生中斷；以及執行上述驅動程式；其中當上述處理單元中之上述快取記憶體已初始化完成但上述揮發性記憶體尚未初始化時，上述處理單元從上述排程佇列選擇上述驅動程式並儲存上述驅動程式於上述處理單元中之上述快取記憶體；以及當上述揮發性記憶體初始化時，上述處理單元從上述排程佇列選擇上述驅動程式並儲存上述驅動程式於上述揮發性記憶體。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的開機自我測試中的除錯裝置，其中，上述揮發性記憶體為一動態隨機存取記憶體。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的開機自我測試中的除錯裝置，其中，上述階段編號代表進入一安全階段、一前擴充韌體介面初始階段以及一驅動程式執行環境階段中之一者。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的開機自我測試中的除錯裝置，其中，上述全域唯一識別碼使用128位元儲存，用以作為上述驅動程式的唯一識別。
  13. 如申請專利範圍第8項所述的開機自我測試中的除錯裝置，更包含：一顯示單元；其中，上述處理單元將上述階段編號以及上述全域唯一識 別碼寫入一埠80的一暫存器，使得上述階段編號以及上述全域唯一識別碼顯示於上述顯示單元。
  14. 如申請專利範圍第8項所述的開機自我測試中的除錯裝置，更包含：一連接介面；其中，上述處理單元將上述階段編號以及上述全域唯一識別碼寫入上述連接介面的一暫存器，使得上述階段編號以及上述全域唯一識別碼輸出到一電子裝置。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的開機自我測試中的除錯裝置，其中，上述連接介面為一通用序列匯流排介面或一元件埠。
  16. 如申請專利範圍第8項所述的開機自我測試中的除錯裝置，更包含：一非揮發性記憶體；其中，上述處理單元將上述階段編號以及上述全域唯一識別碼儲存於上述非揮發性記憶體。
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