CN101533355A - 一种启动多操作系统的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种启动多操作系统的方法和装置。方法包括：为多操作系统中的每个操作系统都配置一个单独的启动加载程序，通过各启动加载程序分别启动对应的操作系统。本发明的技术方案，使得多操作系统的启动变得灵活，方便使用。
Description
技术领域
本发明涉及多操作系统技术领域，尤指一种启动多操作系统的方法和装置。
背景技术
多核处理器由多个核组成，其中包括一个主核以及若干从核。主核就是多核处理器上电后启动的第一个核；从核就是在主核启动后，被主核使能的核。一般从核硬件重启时，主核不会硬件重启；但主核硬件重启时，整个多核处理器都会重启。因此运行于主核的操作系统称为主操作系统，运行于从核的操作系统称为从操作系统。
图1是现有技术中的多核处理器系统的典型硬件架构示意图。在图1中，多核处理器有两个核，分别为核0和核1，其中核0为主核，核1为从核；内存、闪存(Flash)和硬盘等外部资源由两个核共享；启动闪存(Boot Flash)的容量比较小，一般只存放操作系统的启动加载程序(Boot loader)，并且多核处理器上电后的第一条指令必须映射到Boot Flash上，即Boot loader是多核处理器上电后执行的第一个程序，类似于PC机的基本输入输出系统(BIOS)。
在图1所示的多核处理器系统中运行多操作系统，每个核运行一个独立的操作系统，即核0运行操作系统0，核1运行操作系统1，而且为了避免两个操作系统在访问外部资源时产生冲突，需要对外部资源认为进行一些规划，例如，一种规划方式如下：
对于闪存Flash，存放操作系统0的启动文件，限制只能操作系统0访问；对应硬盘，存在操作系统1的启动文件，限制只能操作系统1访问；启动闪存Boot Flash比较特殊，两个核启动时的第一条指令是相同的，都位于Boot Flash中，两个操作系统均需要访问；对于内存，在逻辑上划分为三个部分：操作系统0只能访问的部分、操作系统1只能访问的部分以及操作系统0和1都能访问的共享内存部分。需要说明的是，这只是对外部资源的一种规划方式而已，可以根据实际需要进行不同的规划。
为了说明多核多操作系统的启动流程，这里首先介绍单核单操作系统的启动流程
图2是现有技术中的单核单操作系统的启动流程示意图。如图2所示，在单核处理器中运行的单操作系统的启动流程包括以下四个步骤：
201，单核处理器上电后，跳转到启动闪存Boot Flash中，开始执行Bootloader第一条代码指令；
202，依据Boot loader的代码指令将Boot loader自身搬移到高端内存，并跳转到内存中执行Boot loader；这里高端内存是指内存中的具有高位地址的存储空间，相应地低端内存是指内存中的具有低位地址的存储空间。
203，依据Boot loader的代码指令将闪存Flash中的启动文件搬移到低端内存中；
204，依据Boot loader的代码指令跳转到操作系统的入口地址，即操作系统的启动文件的入口地址，执行操作系统的启动文件，从而使得操作系统启动。
多核多操作系统的启动也需要完成上述四个基本步骤，但需要注意核与核之间的配合，避免访问外部资源的冲突。在目前的多核多操作系统中采用单Boot loader方式，即一个Boot loader启动多个操作系统，一般都是在主核上运行Boot loader，Boot loader向内存中加载从核的操作系统启动文件，然后通过核间消息或共享内存通知从核启动自己的操作系统，最后主核启动自己的操作系统。
图3是图1中的多操作系统启动的流程示意图。核0为主核，运行操作系统0，使用内存0；核1为从核，运行操作系统1，使用内存1，则如图3所示：
核0执行由实线箭头表示的如下步骤：
301A，执行启动闪存中的Boot loader的代码，进行初始化，使能核1；
302A，依据Boot loader的代码指令将Boot loader自身从启动闪存中搬移到内存0的高端地址，跳转到内存中执行Boot loader；
303A，依据内存中的Boot loader的代码指令将操作系统1的启动文件1加载到内存1中，通过核间消息通知核1启动；
304A，依据内存中的Boot loader的代码指令将操作系统0的启动文件0加载到内存0中；
305A，依据Boot loader的代码指令跳转到操作系统0的启动文件0的入口地址，运行启动文件0，从而使得操作系统0启动。
核1执行由虚线箭头表示的如下步骤：
301B，核1被使能后，执行Boot loader的代码，完成必要的初始化，进入睡眠状态；
302B，接收到核0发送的核间消息通知后，从该通知中解析出操作系统1的启动文件1的入口地址，跳转到启动文件1的入口地址，运行启动文件1，从而使得操作系统1启动。
从上述流程可以看出，从核只执行少量的Boot loader代码指令，完成必要的初始化，从核操作系统1的启动文件1的加载由核0完成。
但是现有的单Boot loader方案存在如下的缺陷：
1、操作不灵活，只能先启动从核的操作系统，再启动主核的操作系统
由于Boot loader在主核上运行，如果主核的操作系统启动了，内存中的Boor loader就会被覆盖掉，所以必须先启动从核的操作系统，再启动主核的操作系统。
2、从核的操作系统不能单独重新启动，只能主核和从核的操作系统同时重新启动
由于Boot loader在主核上运行，主核不重新启动的话，从核的操作系统也无法重新启动。
综上所述，现有的启动多操作系统的方法不够灵活，使用不方便。
发明内容
本发明提供了一种启动多操作系统的方法，该方法使得多操作系统的启动变得灵活，方便使用。
本发明还提供了一种启动多操作系统的装置，该装置使得多操作系统的启动变得灵活，方便使用。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明公开了一种启动多操作系统的方法，该方法应用于运行在多核处理器上的多操作系统，其中，主核运行的操作系统为主操作系统，从核运行的操作系统为从操作系统，该方法包括：
为所述多操作系统中的每一个操作系统均配置一个对应的启动加载程序并保存，其中，各启动加载程序共享一个公共起始程序；
主核运行所述公共起始程序，根据自身运行的主操作系统的编号找到对应于主操作系统的启动加载程序；主核运行主操作系统的启动加载程序，根据主操作系统的启动加载程序的代码指令使能从核并启动主操作系统；
从核被使能后，运行所述公共起始程序，根据自身运行的从操作系统的编号找到对应于该从操作系统的启动加载程序；从核运行该从操作系统的启动加载程序，根据该从操作系统的启动加载程序的代码指令启动该从操作系统。
本发明还公开了一种启动多操作系统的装置，该装置包括多核处理器中的主核与从核以及存储模块，其中，主核运行主操作系统，从核运行从操作系统，
所述存储模块，用于保存对应于不同操作系统的不同启动加载程序以及各启动加载程序共享的公共起始程序；
所述主核，用于运行所述存储模块中的公共起始程序，根据自身运行的主操作系统的编号从存储模块中找到对应于主操作系统的启动加载程序，运行主操作系统的启动加载程序，根据主操作系统的启动加载程序的代码指令使能从核并启动主操作系统；
所述从核，用于在被使能后，运行所述存储模块中的公共起始程序，根据自身运行的从操作系统的编号从存储模块中找到对应于该从操作系统的启动加载程序，运行该从操作系统的启动加载程序，根据该从操作系统的启动加载程序的代码指令启动该从操作系统。
由上述技术方案可见，本发明这种为多操作系统中的每个操作系统都配置一个单独的启动加载程序，各启动加载程序分别启动各自对应的操作系统的技术方案，使得主核的操作系统和从核的操作系统不必再受启动顺序的限制，且从核的操作系统可以独立地重新启动，不必再受限于主核，从而使得多操作系统的启动变得灵活，方便使用。
附图说明
图1是现有技术中的多核处理器系统的典型硬件架构示意图；
图2是现有技术中的单核单操作系统的启动流程示意图；
图3是图1中的多操作系统启动的流程示意图；
图4是本发明实施例一种启动多操作系统的方法的流程图；
图5是本发明实施例中的启动双操作系统的流程示意图；
图6是本发明实施例一种启动多操作系统的装置的组成结构框图。
具体实施方式
本发明的核心思想是：多操作系统中的每个操作系统都对应一个启动加载程序Boot loader，各Boot loader与对应的操作系统共享硬件资源；由于各核上电后执行的第一条指令地址是相同的，因此各个Boot loader需要共享少量公共代码，当各核确定出要启动的操作系统的编号后，进入相应的Bootloader代码中执行以启动相应的操作系统。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
图4是本发明实施例一种启动多操作系统的方法的流程图，该方法应用于运行在多核处理器上的多操作系统，其中，主核运行的操作系统为主操作系统，从核运行的操作系统为从操作系统，如图4所示，该方法包括以下步骤：
步骤401，为多操作系统中的每一个操作系统均配置一个对应的启动加载程序并保存，其中，各启动加载程序共享一个公共起始程序。
本步骤中，各启动加载程序共享一个公共起始程序是因为多核处理器中的各个核上电后执行的第一条指令地址是相同的，这里公共起始程序的第一个地址即为各核上电后执行的第一条指令地址。
步骤402，主核运行所述公共起始程序，根据自身运行的主操作系统的编号找到对应于主操作系统的启动加载程序；主核运行主操作系统的启动加载程序，根据主操作系统的启动加载程序的代码指令使能从核并启动主操作系统。
步骤403，从核被使能后，运行所述公共起始程序，根据自身运行的从操作系统的编号找到对应于该从操作系统的启动加载程序；从核运行该从操作系统的启动加载程序，根据该从操作系统的启动加载程序的代码指令启动该从操作系统。
下面以双核处理器上运行的双操作系统为例，对图4所示的方案进一步详细说明。
在本实施例中，双核处理器上的主核为运行操作系统0的核0，从核为运行操作系统1的核1；操作系统0的内存称为内存0，操作系统1的内存称为内存1；操作系统0的启动文件称为启动文件0，操作系统1的启动文件称为启动文件1；启动文件0和启动文件1可以根据实际需要保存在适当的存储介质中，如闪存或硬盘等，这里不做限定，只要各相应的启动加载文件中记录对应的启动文件的存储起始地址即可。则根据图4所示的方案该双核处理器上运行的双操作系统的启动流程如图5所示。
图5是本发明实施例中的启动双操作系统的流程示意图。如图5所示：
核0执行由实线箭头表示的如下步骤：
步骤A1，双核处理器上电后，核0执行的第一条指令地址为公共起始程序的第一个地址，因此核0运行启动闪存中的公共起始程序，根据自身的运行的操作系统0的编号0从启动闪存中找到操作系统0的启动加载程序0，并跳转到启动加载程序0中运行该启动加载程序0；
步骤A2，核0依据启动加载程序0的代码指令进行初始化，使能核1，并依据启动加载程序0的代码指令将该启动加载程序0自身搬移至内存0的高端地址，并跳转到内存中运行该启动加载程序0；
步骤A3，核0依据内存0中的启动加载程序0的代码指令将操作系统0的启动文件0加载到内存0中；
步骤A4，核0跳转到内存0中的启动文件0的入口地址，运行该启动文件0，从而使得操作系统0启动。
核1执行由虚线箭头表示的如下步骤：
步骤B1，核1被使能后，执行的第一条代码指令地址为公共起始程序的第一个地址，因此核1在被使能后运行启动闪存中的公共起始程序，根据自身的运行的操作系统1的编号1从启动闪存中找到操作系统1的启动加载程序1，并跳转到启动加载程序1中运行该启动加载程序1；
步骤B2，核1依据启动加载程序1的代码指令进行初始化，并依据启动加载程序1的代码指令将该启动加载程序1自身搬移至内存1的高端地址，并跳转到内存中运行该启动加载程序1；
步骤A3，核1依据内存1中的启动加载程序1的代码指令将操作系统1的启动文件1加载到内存1中；
步骤A4，核1跳转到内存1中的启动文件1的入口地址，运行该启动文件1，从而使得操作系统1启动。
之后，当操作系统1需要重启时，仍按照上述步骤B1至步骤B4执行即可，不再依赖于操作系统0的使能，也不会影响操作系统0的执行。
可见，在本发明实施例的上述方案中，多操作系统的启动更加灵活，只要从核被使能，则不必再受启动顺序的限制，从核的操作系统可以单独重新启动，不再受限于主核。这种操作系统之间的松散耦合关系，为系统启动、调试和维护提供了极大的方便。
图6是本发明实施例一种启动多操作系统的装置的组成结构框图。如图6所示，该装置包括多核处理器中的主核601与从核602以及存储模块603，其中，主核601运行主操作系统，从核602运行从操作系统。
在图6中，存储模块603，用于保存对应于不同操作系统的不同启动加载程序以及各启动加载程序共享的公共起始程序；
主核601，用于运行所述存储模块603中的公共起始程序，根据自身运行的主操作系统的编号从存储模块603中找到对应于主操作系统的启动加载程序，运行主操作系统的启动加载程序，根据主操作系统的启动加载程序的代码指令使能从核并启动主操作系统；
从核602，用于在被使能后，运行所述存储模块603中的公共起始程序，根据自身运行的从操作系统的编号从存储模块603中找到对应于该从操作系统的启动加载程序，运行该从操作系统的启动加载程序，根据该从操作系统的启动加载程序的代码指令启动该从操作系统。
在图6中，主核601，用于依据主操作系统的启动加载程序的代码指令进行初始化，并依据主操作系统的启动加载程序的代码指令将主操作系统的启动加载程序搬移至主操作系统的内存中执行；用于依据主操作系统的内存中的启动加载程序的代码指令将主操作系统的启动文件加载到主操作系统的内存中，并跳转到该主操作系统的启动文件的入口地址继续执行，启动主操作系统。
在图6中，从核602，用于依据从操作系统的启动加载程序的代码指令进行初始化，并依据从操作系统的启动加载程序的代码指令将从操作系统的启动加载程序搬移至从操作系统的内存中执行；用于依据从操作系统的内存中的启动加载程序的代码指令将从操作系统的启动文件加载到从操作系统的内存中，并跳转到从操作系统的启动文件的入口地址继续执行，启动从操作系统。
综上所述，本发明这种为多操作系统中的每个操作系统都配置一个单独的启动加载程序，各启动加载程序分别启动各自对应的操作系统的技术方案，使得主核的操作系统和从核的操作系统不必再受启动顺序的限制，且从核的操作系统可以独立地重新启动，不必再受限于主核，从而使得多操作系统的启动变得灵活，方便使用。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1、一种启动多操作系统的方法，该方法应用于运行在多核处理器上的多操作系统，其中，主核运行的操作系统为主操作系统，从核运行的操作系统为从操作系统，其特征在于，该方法包括：
为所述多操作系统中的每一个操作系统均配置一个对应的启动加载程序并保存，其中，各启动加载程序共享一个公共起始程序；
主核运行所述公共起始程序，根据自身运行的主操作系统的编号找到对应于主操作系统的启动加载程序；主核运行主操作系统的启动加载程序，根据主操作系统的启动加载程序的代码指令使能从核并启动主操作系统；
从核被使能后，运行所述公共起始程序，根据自身运行的从操作系统的编号找到对应于该从操作系统的启动加载程序；从核运行该从操作系统的启动加载程序，根据该从操作系统的启动加载程序的代码指令启动该从操作系统。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主核运行主操作系统的启动加载程序，根据主操作系统的启动加载程序的代码指令启动主操作系统包括：
主核依据主操作系统的启动加载程序的代码指令进行初始化，并依据主操作系统的启动加载程序的代码指令将主操作系统的启动加载程序搬移至主操作系统的内存中执行；
主核依据主操作系统的内存中的启动加载程序的代码指令将主操作系统的启动文件加载到主操作系统的内存中，并跳转到该主操作系统的启动文件的入口地址继续执行，启动主操作系统。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从核运行从操作系统的启动加载程序，根据该从操作系统的启动加载程序的代码指令启动该从操作系统包括：
从核依据从操作系统的启动加载程序的代码指令进行初始化，并依据从操作系统的启动加载程序的代码指令将从操作系统的启动加载程序搬移至从操作系统的内存中执行；
从核依据从操作系统的内存中的启动加载程序的代码指令将从操作系统的启动文件加载到从操作系统的内存中，并跳转到从操作系统的启动文件的入口地址继续执行，启动从操作系统。
4、一种启动多操作系统的装置，该装置包括多核处理器中的主核与从核以及存储模块，其中，主核运行主操作系统，从核运行从操作系统，其特征在于，
所述存储模块，用于保存对应于不同操作系统的不同启动加载程序以及各启动加载程序共享的公共起始程序；
所述主核，用于运行所述存储模块中的公共起始程序，根据自身运行的主操作系统的编号从存储模块中找到对应于主操作系统的启动加载程序，运行主操作系统的启动加载程序，根据主操作系统的启动加载程序的代码指令使能从核并启动主操作系统；
所述从核，用于在被使能后，运行所述存储模块中的公共起始程序，根据自身运行的从操作系统的编号从存储模块中找到对应于该从操作系统的启动加载程序，运行该从操作系统的启动加载程序，根据该从操作系统的启动加载程序的代码指令启动该从操作系统。
5、如权利要求4所述的装置，其特征在于，
所述主核，用于依据主操作系统的启动加载程序的代码指令进行初始化，并依据主操作系统的启动加载程序的代码指令将主操作系统的启动加载程序搬移至主操作系统的内存中执行；用于依据主操作系统的内存中的启动加载程序的代码指令将主操作系统的启动文件加载到主操作系统的内存中，并跳转到该主操作系统的启动文件的入口地址继续执行，启动主操作系统。
6、如权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述从核，用于依据从操作系统的启动加载程序的代码指令进行初始化，并依据从操作系统的启动加载程序的代码指令将从操作系统的启动加载程序搬移至从操作系统的内存中执行；用于依据从操作系统的内存中的启动加载程序的代码指令将从操作系统的启动文件加载到从操作系统的内存中，并跳转到从操作系统的启动文件的入口地址继续执行，启动从操作系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090916 |