TWI503673B - 電腦系統、初始化電腦系統之方法及電腦程式產品 - Google Patents

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Description

電腦系統、初始化電腦系統之方法及電腦程式產品
本發明係關於電腦的開機，具體而言，本發明係關於減少電腦開機時間的方法。
在電腦開機期間，電腦會先發生一系列的事件，才能讓使用者使用電腦。在此系列的事件之初，系統韌體(通常在Intel電腦系統上稱為開機自我測試/基本輸入輸出系統”POST/BIOS”)初始化並測試系統硬體。此初始化及測試需要幾分鐘的時間完成，因而延遲後續的步驟，例如載入作業系統(OS)及其他應用程式。減少此延遲對滿足電腦客戶的需求而言是一項重要的課題。
電腦中有許多元件需要被初始化及/或測試。系統記憶體是尤其需要最長時間進行初始化的元件。在許多電腦系統中，系統記憶體利用錯誤檢測及校正(ECC)演算法/電路來偵測及/或校正記憶體陣列中特定位元的失效。初始化ECC記憶體一般包含將資料寫入每個記憶體位置，進而利用已知的數值及匹配的ECC位元來設定記憶體。再者，此記憶體可被讀回，以確認記憶體/ECC，並可以其他資料圖案寫入/確認，以確保系統記憶體的完整性。由於在確認記憶體前或設定ECC位元前，先存取記憶體可能導致無法校正的記憶體錯誤，進而導致資料完整性的問題及/或系統暫停，因此必須在載入OS前先行完成上述程序。
有些系統利用具有可協助記憶體初始化/測試的記憶體控制器，來提供設定(將已知的數值寫入記憶體)並擦除(讀取/確認/校正記憶體)的功能，而無需用到系統處理器(進而以較快的速度運作)。即使以此等記憶體控制器運作，仍需要4-10多分鐘的時間運作記憶體初始化/測試之後，才能啟動作業系統。
在一特定實施例中，藉由減少系統初始時間來減少電子系統開機時間，係利用邏輯性地將安裝的系統記憶體區分為二個區域，其中第一區係記憶體的一個小子集。在另一實施例中，第一區的大小比系統韌體(例如POST/BIOS等)需要完成系統初始化，以及啟動OS所需的大小來的大。在又一實施例中，第一區有足夠的記憶體得以允許應用程式開始執行。在又一實施例中，第一區的實際大小可由使用者作組態。在又一實施例中，第二區係記憶體剩餘的區域。在又一實施例中，第二區係系統記憶體大部分的區域。
在另一實施例中，減少系統初始化/測試時間的方法，係透過在第一記憶體區運作記憶體初始化的方式完成。在又一實施例中，此方法係藉由在進階組態及電源介面(ACPI)表中表示第一記憶體區已完成安裝並可使用的方式來完成。
在又一實施例中，減少系統初始化時間的方法係透過在第二記憶體區開始記憶體初始化的方式完成。在又一實施例中，記憶體控制器係可被組態以在完成記憶體初始化時，產生一系統管理介面(SMI)請求。
在又一實施例中，減少系統初始化時間的方法係藉由僅利用第一記憶體區，持續POST/BIOS開機程序及作業系統載入的方式完成。在又一實施例中，POST/BIOS開機程序及作業系統載入係在第二記憶體區與記憶體初始化同步進行。在又一實施例中，當記憶體控制器完成第二區的擦除時，會產生一個SMI請求。
在又一實施例中，減少系統初始化時間的方法係透過利用SMI處理器核心模擬增加實體記憶體的方式完成。在又一實施例中，OS開始利用記憶體的第二區如同第二區係新增的實體記憶體一般。
參照以下描述、專利申請範圍以及伴隨圖式，熟此技藝者當可了解以上及其他特徵、面向及優勢。
有些電腦系統(如IBM x460)及作業系統(如視窗伺服器2003企業版)支援所謂熱記憶體新增的功能。此功能允許在硬體開機且作業系統執行時，增加實體記憶體。這是透過1)電腦中感測記憶體閂鎖動作的感測電路，藉此啟動SMI碼來控制記憶體的電源與初始化，2)當記憶體已組態時，(利用ACPI)作業系統會被告知記憶體變更事件，以及接著3)作業系統決定新記憶體組態，並開始利用已「熱新增」的記憶體的方式而達成。
本發明一般係提供一種加速系統開機時間的方法，係透過在系統韌體測試/初始期間，初始化一個記憶體子集，並允許系統利用此安裝記憶體的子集啟動作業系統。當系統利用此安裝記憶體的子集完成作業系統的啟動時，剩餘的安裝系統記憶體會被初始化/測試。當記憶體控制器或系統韌體開始/完成剩餘的系統記憶體的初始時(且在作業系統啟動之後)，會啟動SMI處理器。SMI處理器接著進行一個實體記憶體「熱新增」事件的模擬，並向作業系統報告此事件。這使記憶體初始化/測試活動得以與韌體初始化/測試及作業系統啟動程序平行發生，進而減少開機到OS啟動的時間。
參照圖1。圖1繪示本發明之一實施例中作業系統開機前系統韌體(即POST/BIOS等)的流程圖。POST/BIOS流程圖開始於POST/BIOS韌體啟動(方塊4)。爾後，前記憶體初始化及前POST/BIOS程序開始(方塊6)。POST/BIOS程序及/或記憶體初始化或測試及/或記憶體擦除發生於第一記憶體區(方塊8)。在一實施例中，第一記憶體區係系統記憶體之二個邏輯區分的其中之一。在另一實施例中，第一記憶體區與第二記憶體區相比，係相對較小的記憶體。第二記憶體區係系統記憶體的剩餘部份。第二記憶體區一般係系統記憶體的主要部分。在一特定實施例中，第一記憶體區的大小係大於POST/BIOS程序完成及作業系統啟動所需的記憶體大小。在另一實施例中，第一記憶體區係足夠系統應用程式開始執行的大小。在另一實施例中，第一記憶體區的實際大小可由使用者作組態。在另一實施例中，一旦POST/BIOS程序及/或記憶體初始化及/或記憶體擦除在第一記憶體區完成，則ACPI表會被設定以顯示第一記憶體已完成安裝並可使用(SRAT表)。
POST/BIOS程序及/或記憶體初始化/測試及/或記憶體擦除發生於第二記憶體區(方塊10)。由於第一記憶體區小於第二記憶體區，因此POST/BIOS程序、記憶體初始化及記憶體擦除在第一記憶體區內完成的比在第二記憶體區內完成的要快。在另一實施例中，第二記憶體區的POST/BIOS程序、記憶體初始化及記憶體擦除僅在第一記憶體區內的此等程序完成後才會完成。第二記憶體區的POST/BIOS程序及/或記憶體初始化/測試及/或記憶體擦除與以下所述之其他程序相關，此等程序始於方塊26。
一旦完成第一記憶體區的記憶體初始化/測試及/或記憶體擦除(方塊14)，SMI中斷處理器會被啟動(方塊16)。SMI中斷處理器與以下所述之其他程序相關，此等程序始於方塊24。POST/BIOS程序僅利用第一記憶體區完成(方塊18)。POST/BIOS定義安裝的記憶體，僅報告第一記憶體區，並開始作業系統(方塊20)。OS啟動與以下所述之其他程序相關，此等程序始於方塊22。
參照圖2。圖2繪示本發明之一實施例中作業系統啟動後模擬熱新增記憶體的流程圖。模擬熱新增記憶體流程圖始於方塊22。作業系統利用POST/BIOS報告已安裝的記憶體開始作業(方塊42)。所報告的記憶體係第一區的記憶體。隨後，作業系統開始ACPI介面。在某些實施例中，ACPI表係設定為顯示第一區已完成安裝且可使用(SRAT表)。
SMI處理器核心模擬實體記憶體的新增(方塊54)。此模擬事件描述如下。隨後，作業系統啟動ACPI介面，進而提供ACPI事件(方塊44)。若有ACPI事件(方塊46)，以及記憶體熱新增事件(方塊48)，則報告為熱插的記憶體會被增加到記憶池中(即系統記憶體等)(方塊50)。換句話說，作業系統開始利用第二記憶體區，有如第二記憶體係新增的實體記憶體一般。若尚未有模擬的熱新增事件，但作業系統已發佈一ACPI事件，則OS處理其他ACPI事件(即非記憶體熱新增事件)(方塊52)。
參照圖3。圖3繪示本發明之一實施例中作業系統啟動後模擬熱新增記憶體的流程圖。圖3進一步描述產生模擬一記憶體熱新增事件的ACPI事件的程序(即方塊54)。產生模擬一記憶體熱新增事件的ACPI事件的程序係始於方塊24及26(上述之方塊24及26)。SMI處理器始於(方塊24)，而第二記憶體區初始化/擦除始於(方塊26)。一旦第二記憶體區完成初始化/擦除(方塊74)，即產生一SMI中斷(方塊76)。
若收到一SMI中斷(方塊62)，且因為第二區初始/擦除完成而有SMI(方塊64)，且若第二區初始化成功(方塊66)，則一個修改過的SMI碼會產生一個ACPI事件給作業系統，進而模擬第二區記憶體的記憶體熱新增(方塊68)。若收到一個SMI中斷(方塊62)，但SMI事件不是基於第二區完成初始化(方塊64)，則SMI處理器處理其他SMI事件(方塊70)。若收到SMI中斷(方塊62)，且因為第二區初始化/擦除完成而有一個SMI(方塊64)，但第二區初始化/擦除未成功(方塊66)，則產生一個報告，表示第二區初始化/擦除失效(方塊72)。
需要知道的是，此方法的許多實施例需要記憶體擦除器，根據實體位置(例如0-2GB的位址範圍)定義開始/停止擦除區，因為這是系統處理器識別記憶體的方法。有些記憶體擦除器係在記憶體位址解譯後運作，並根據記憶體子系統定址以系列方式作擦除(即以位階、列、行等方式定址)。
伴隨圖式及此敘述描述本發明之各實施例及其特徵與構件。熟此技藝者當知，在此描述中所使用的任何特定程式僅因便利而使用之，因此本發明並不受限於任何指定及/或暗喻的特定應用程式。因此，舉例而言，執行用來實施本發明之實施例的例行程式，不管是實施為作業系統的一部分或一特定應用程式、構件、程式、模組、物件或指令的序列，皆可稱為「程式」、「方法」、或其他有意義的命名。因此、在理想的情況下，在此所述之實施例係考慮到所繪示之所有面向而無限制，且應參照申請專利範圍決定本發明之範疇。
本發明之特定描述當可參照其實施例與所示圖式了解細節。然而，需要知道的是，伴隨圖式僅繪示本發明之實施例且並不限制本發明之範疇，本發明可包含其他均等實施例。
圖1繪示本發明之一實施例中作業系統開機前的POST/BIOS流程圖；
圖2繪示本發明之一實施例中作業系統開機後模擬熱新增記憶體的流程圖；以及
圖3繪示本發明之一實施例中作業系統開機後模擬熱新增記憶體的流程圖。

Claims (20)

  1. 一種電腦系統，該系統包含：一記憶體，係被分割為一第一區與一第二區，該第一區相對小於該第二區；一記憶體控制器，係組態以初始化該第一區；一作業系統，係在第一區初始化完成後僅利用該第一區啟動該作業系統；當完成該作業系統的啟動時，初始化該第二區；以及一系統管理介面(SMI)處理器，係完成第二區的初始時啟動，並模擬在該作業系統上該第二區之一實體熱新增。
  2. 如請求項1所述之系統，其中該作業系統在該模擬實體熱新增事件後，利用該第一區與該第二區。
  3. 如請求項2所述之系統，其中該作業系統利用該第二區如同該第二區係在該模擬熱新增事件後新增的實體記憶體。
  4. 如請求項3所述之系統，其中該SMI處理器亦被組態以調整一進階組態及電源介面(ACPI)表，以告知該作業系統該模擬實體熱新增事件。
  5. 一種初始化一電腦系統之方法，該方法包含：完成系統記憶體之一第一區之該初始化，該第一區係相對小於該系統記憶體之一第二區；開始該系統記憶體之該第二區之初始化； 僅利用該系統記憶體之該第一區啟動一作業系統；模擬該系統記憶體之該第二區之一實體熱新增；以及允許該作業系統利用該系統記憶體之該第一區以及該系統記憶體之該第二區。
  6. 如請求項5所述之方法，其中該第一區比該第二區佔該系統記憶體之一相對較小部分。
  7. 如請求項6所述之方法，其中模擬該第二區記憶體之一實體熱新增係僅在該第二區之該記憶體初始化完成後才完成。
  8. 如請求項7所述之方法，其中完成該第一區之記憶體初始化更包含：調整一進階組態及電源介面(ACPI)表，以顯示該第一區已被初始化。
  9. 如請求項8所述之方法，其中啟動該第二區之記憶體初始化更包含：在該第二區之初始化後，產生一系統管理介面(SMI)請求。
  10. 如請求項6所述之方法，其中一記憶體控制器產生該SMI請求。
  11. 如請求項6所述之方法，其中模擬該系統記憶體之該第二 區之一實體熱新增係由一SMI處理器完成。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該SMI處理器更調整該ACPI表，以及告知該作業系統一記憶體組態變更。
  13. 一電腦程式產品，用以供系統初始化，該電腦程式產品包含：一電腦可讀取儲存媒體，其具有電腦可讀取程式碼實施於其中，當一電腦執行該電腦可讀取程式碼時可使該電腦運行一方法包含：完成系統記憶體之一第一區之初始化；開始該系統記憶體之一第二區之初始化；僅利用該系統記憶體之該第一區啟動一作業系統；模擬該系統記憶體之該第二區之一實體熱新增；以及允許該作業系統使用該系統記憶體之該第一區以及該系統記憶體之該第二區。
  14. 如請求項13所述之電腦程式產品，其中該系統記憶體之該第一區與該系統記憶體之該第二區相比，係佔該系統記憶體之一相對較小部分。
  15. 如請求項14所述之電腦程式產品，其中該模擬一實體熱新增僅在該系統記憶體之該第二區之該記憶體初始化完成後才完成。
  16. 如請求項15所述之電腦程式產品，其中完成該系統記憶 體之該第一區之該初始化更包含：調整一進階組態及電源介面(ACPI)表，以顯示該第一區為已被初始化。
  17. 如請求項15所述之電腦程式產品，其中該系統記憶體之該第二區之該啟動初始化包含：在該系統記憶體之該第二區之初始化後，產生一系統管理介面(SMI)請求。
  18. 如請求項15所述之電腦程式產品，其中一記憶體控制器係被指示產生該SMI請求。
  19. 如請求項15所述之電腦程式產品，其中一SMI處理器係被指示模擬該第二區記憶體之一實體熱新增。
  20. 如請求項19所述之電腦程式產品，其中該SMI處理器更被指示調整該ACPI表，以告知該作業系統該模擬實體熱新增事件。
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