TWI390410B - 不須執行電力開啟自我測試之操作系統傳送及啟動 - Google Patents

Description

不須執行電力開啟自我測試之操作系統傳送及啟動

本發明一般言之係關於電子裝置，且更特定言之係關於兩個或兩個以上固有操作系統之間的一電子裝置無須執行電力開啟自我測試的傳送控制及啟動。

電子裝置，例如個人電腦、個人數位助理(PDA)、膝上型電腦、平板電腦、掌上型電腦、無線通訊裝置與其它合適裝置及其組合通常於該裝置之一相應記憶體中包括一操作系統(OS)。該操作系統係用於藉由(例如)在記憶體中分配儲存空間及在若干功能中控制輸入及輸出功能而(例如)控制相應電子裝置之操作且指示對程式(例如，應用程式)的處理。

一般而言，一電子裝置具有一儲存於記憶體中之單一OS。然而，在某些裝置中，多個(例如，兩個或兩個以上)操作系統可存在於該裝置之一單一記憶體組件或多個記憶體組件中。在記憶體分佈於一網路中之彼等裝置或系統中，該等多個操作系統可存在於一或多個分散之記憶體位置上。於一單一裝置中包括有兩個或兩個以上OS的一目的係在一災變性事件(例如，關閉電源)之狀況下對該運行(例如，控制該電子裝置)之操作系統提供連續操作。另一目標係對於一特定OS下可能未寫入以運行之應用程式或其他程式提供支持。

目前，當必須或否則需要將裝置控制自該起作用之OS切換至該第二或否則非起作用之OS，或自一第一OS切換至一第二OS且返回該第一OS時，該裝置必須重新啟動且在該隨後OS啟動前必須重新運行該基本輸入/輸出系統(BIOS)之電力開啟自我測試(POST)代碼。要求執行POST以確保在該替代的或下一OS開始加載前該電子裝置處於一已知(例如，PC相容)狀態。

一與習知裝置操作有關的一缺點係自一OS切換至另一OS致使每當一OS啟動時存在執行POST之額外負擔時間。因此，使用者必須在可使用該相應裝置之前等待相當長的一段時間。目前，試圖不須執行POST而在操作系統間進行切換可導致包括崩潰之不可預知的裝置狀況。

一種裝置操作方法包括保存關鍵之初始狀態資訊，例如：電子裝置之中斷向量表、基本輸入輸出系統(BIOS)資料區域、中斷致能遮罩資料及鍵盤控制命令位元資料。其次，藉由(例如)將裝置執行移交至一主要操作系統啟動載入程式且啟動該主要操作系統而將該電子裝置之控制傳送至該主要操作系統。在該主要操作系統已啟動後且一旦接收一操作系統關閉指示訊號，例如，一待傳送至另一操作系統之使用者請求或裝置關閉訊號，便將該電子裝置之控制傳送至一替代操作系統而無須執行一電力開啟自我測試。

或者，除進行至一替代操作系統之傳送控制外，本發明之方法可用於重新開啟或否則重新啟動該先前運行之操作系統。此可於如下情形下發生：(例如)一裝置失靈或使用者要求該操作系統重新開啟。

一電子裝置包括一處理器及至少一個記憶體。該記憶體以程式碼形式保存指令，當處理器執行該指令時致使處理器保存該電子裝置之初始狀態資訊，例如該電子裝置之中斷向量表、基本輸入輸出系統(BIOS)資料區域、中斷致能遮罩資料及鍵盤控制器命令位元資料。接著，(例如)藉由將裝置執行移交至一主要操作系統啟動載入程式並啟動該主要操作系統，而將該電子裝置之控制傳送至該主要操作系統。在該主要操作系統已啟動後且一旦接收一操作系統關閉指示訊號，例如，一傳送至另一操作系統之使用者請求或裝置關閉訊號，便將該電子裝置之控制傳送至一替代操作系統而無須執行一電力開啟自我測試。

或者，該程式碼可致使該處理器重新開啟或否則重新啟動該先前運行之操作系統。舉例而言，此可出現於如下情形中：一裝置失靈或使用者要求該操作系統重新啟動。

本發明所提供之一優勢在於其使得執行過程可在操作系統間快速傳送。

本發明所提供之另一優勢在於其允許無須執行一電力開啟自我測試而進行操作系統間的傳送控制。

現參考圖1－3描述本發明之一例示性實施例。對於熟知組件之說明不包括在此說明書中以便不混淆該揭示內容或偏離或否則減弱本發明之新穎性及因此所提供之主要益處。

圖1係一根據本發明之執行該操作系統之傳送及啟動功能的電子裝置之示意性方塊圖。在一例示性實施例中，該電子裝置100係實施為個人電腦，例如，桌上型電腦、膝上型電腦、板式PC或其它合適之計算裝置。然而，彼等一般熟習此項技術者應瞭解，電子裝置100可實施為PDA、例如蜂巢式電話之無線通訊裝置、例如路由器或機上盒之嵌入式控制器或裝置、打印裝置或其它合適之裝置或其組合。個人電腦100包括至少一個經組態以控制該裝置10之全面運行的控制器或處理器102。

該處理器102可包括一用於執行計算之算術邏輯單元(ALU)、一或多個用於暫時儲存資料及指令之暫存器及一用於控制個人電腦100之操作的控制器。在一實施例中，處理器102包括由英特爾公司(Intel Corporation)所製造的x86、Pentium^{T M} 及PentiumPro^{T M} 微處理器中之任一者，或由Advanced Micro Devices所銷售的K－6微處理器。其他實例包括由Cyrix公司所銷售的6x86MX微處理器、由摩托羅拉(Motorola)所銷售的680X0處理器或由IBM所銷售的Power PC^{T M} 處理器。此外，包括彼等來自太陽微系統(Sun Microsystems)、MIPS、NEC、Cyrix及其它公司的多種其它處理器中之任一者皆可用於實施處理器102。處理器102並不限於微處理器，亦可採用其它形式，諸如微控制器、數位訊號處理器、專用硬體(例如，ASIC)、狀態機或在一或多個分佈於一網路中的處理器上所執行之軟體。

處理器102係經由一CPU匯流排103而耦接至一匯流排控制器104。該匯流排控制器104包括一整合於其中之記憶體控制器107。在一替代實施例中，該記憶體控制器107可與匯流排控制器104分離。記憶體控制器107提供一供處理器102或其它裝置存取系統記憶體106(例如，同步動態隨機存取記憶體)之介面。匯流排控制器104亦耦接至電子裝置100之一非揮發性記憶體108，例如快閃記憶體或唯讀記憶體。該非揮發性記憶體108中存在一第一或主要OS 110，例如Linux操作系統。在執行POST後，此OS 110可用於控制個人電腦100之操作。

匯流排控制器104係耦接至一系統匯流排113，例如一外圍組件互連(PCI)匯流排、工業標準結構(ISA)匯流排、一無線連接或其它合適之通訊媒體。一可操作地傳送資料117以將其顯示於一相應顯示裝置(未圖示)上之顯示控制器112、一硬碟114及一輸入/輸出(I/O)控制器118係耦接至該系統匯流排113。

該硬碟114可為任何合適之非揮發性記憶體，例如快閃記憶體。硬碟114保持個人電腦10之該BIOS 130。BIOS 130負責初始化且組態各種硬體子系統，例如顯示控制器112、輸入/輸出(I/O)控制器118或存在於個人電腦100內部或由個人電腦100控制之其它合適裝置或其他系列的裝置，並且BIOS 130用於起始操作系統(OS)之啟動處理。在應用中，BIOS 130為一系列碼段，當處理器102執行該等碼段時促使該處理器102完成指定任務，例如初始化及啟動任務。此等初始化及啟動任務一般稱作電力開啟自我測試(POST)。硬碟114亦可包括一主機保護區域(HPA)115，其係硬碟114之 一安全專用區域，不可為OS或個人電腦100之其它子系統所存取，且可保持一第二或替代性OS 116，例如Windows^TM 操作系統。儘管主要OS 110及第二OS 116係經說明為保持於分離的記憶體中，但在替代實施例中該等兩者可保持於相同記憶體組件中。例如，主要OS 110可儲存於非揮發性性記憶體108、硬碟114或其它合適之記憶體組件中。

此外，BIOS 130可儲存於一處理器可讀媒體或藉由一載波中所包含之一電腦資料訊號在一傳導介質或其它合適之通信鏈路中進行傳輸。該處理器可讀媒體可包括任何可儲存或傳送資訊之媒體，例如，一電子電路、一半導體記憶體裝置、一ROM、一快閃記憶體、一可抹除可規劃唯讀記憶體(EPROM)、一軟碟、一CD-ROM、一光碟、一光纖媒體、一射頻(RF)鏈路或其它合適之媒體。該電腦資料訊號可包括任何可經一傳送媒體傳播之訊號，其中該傳送媒體為(例如)電子網路通路、光纖、空氣電磁場(air electromagnetic)、RF鏈路或其它合適之傳送媒體。該碼段可經由電腦網路而下載，例如網際網路、內部網路、LAN、WAN或其它合適網路或其組合。

I/O控制器118係經組態以控制複數個輸入裝置之間的資訊傳送，例如，鍵盤120、滑鼠、操縱桿或其它外圍輸入裝置122及複數個輸出裝置，例如，印表機124。

在應用中，當打開或否則開啟個人電腦100時，BIOS 130在將裝置控制傳送至操作系統(例如，主要OS 110)之前，執行POST操作。傳送控制係(例如)藉由處理器102將主要OS 110自非揮發性記憶體108或硬碟114(此處可替代地進行儲存)中之任一者傳送至執行該主要OS 110之系統記憶體106而執行。自該系統記憶體106，主要OS 110可開始初始化且執行應用程式，例如，文字處理程式、MP3播放器及其它處於系統記憶體106中之合適的應用程式。

圖2係說明根據本發明之一例示性方法200當於操作系統之間切換且啟動該經切換之操作系統時個人電腦100所執行之操作的流程圖。下列步驟係藉由及/或結合個人電腦之BIOS而執行。因此，該等步驟係獨立於且不依賴於該個人電腦上當前所運行之特定操作系統而得以執行。

在步驟202中，個人電腦係經初始化或否則經通電。此舉係(例如)可藉由使用者按壓或否則啟動開始按鈕或可應用之通電按鈕或(例如)在軟體控制下對該裝置進行遠端或自動通電而達成。一旦通電，個人電腦執行其電力開啟自我測試(POST)常用程式，其中作為個人電腦之一部分或否則由個人電腦所控制之該等若干硬體子系統係經初始化。

在步驟204中，該個人電腦之關鍵的裝置狀態資訊係保存於(例如)加載該啟動載入程式之該BIOS的一部分或該啟動載入程式本身中。在此步驟中，中斷向量表、BIOS資料區域、中斷控制器之中斷致能遮罩或裝置特定控制器，例如鍵盤控制器或鍵盤控制器命令位元係經儲存。此代表使個人電腦返回其原始狀態(例如，開啟前)或已知狀態所需之最小量的資訊。

在步驟206中，個人電腦之控制係(例如)藉由BIOS將該個人電腦之執行控制移交至該主要OS啟動載入程式而傳送至該主要操作系統，例如Linux。該啟動載入程式接著指向一該主要操作系統所在的該非揮發性記憶體中(例如)之一指定的記憶體位置且致使該處理器開始執行來自該位置之該OS代碼。或者，該操作系統可自該非揮發性記憶體傳送至該系統記憶體，其中該處理器於此處執行該操作系統。此後，該OS可執行各種應用程式，例如文字處理程式、MP3播放器或任何保持於該系統記憶體中之合適的應用程式。而且，若該個人電腦係連接至一分佈式網路，則該OS及任何藉此所調用且執行之應用程式可自該分佈式網路內的任何位置處獲得。

在步驟207中，作出一項有關OS關閉指示訊號是否被接收之判定。此舉係例如藉由使用者請求改變一操作系統、接收硬體或軟體中斷或發生一災變性事件或裝置關閉事件或在一特定暫存器或一系列的暫存器中檢查該值而達成。若未接收到OS關閉指示訊號，則該程序進行到步驟208，其中正常OS操作繼續進行直到接收或檢測到一OS關閉指示訊號。另一方面，若接收到一OS關閉訊號，則該程序進行到步驟210。

在步驟210中，該個人電腦之控制係傳送至一例如Windows^{T M} 之替代操作系統中而不執行POST。或者，該當前運行之OS可重新開啟。可參看圖3來描述步驟210中所執行之操作。該程序隨後結束。

圖3係說明在步驟210之傳送控制期間所執行之操作的流程圖。下列討論將假定將一來自Linux OS之控制傳送至Windows^{T M} OS。然而，彼等一般熟習此項技術者應瞭解，控制傳送可為自Windows^{T M} 至Linux或自其它合適之操作系統。此外，在一替代性實施例中，當該當前運行之OS重新開啟時可執行下列操作。在步驟1210中，該個人電腦恢復為一已知(例如，PC相容)狀態，例如於當前運行之OS啟動前的狀態。此舉可藉由恢復該先前保存之例如原中斷向量表、BIOS資料區域、中斷致能遮罩及個人電腦之鍵盤控制器命令位元的關鍵裝置狀態資訊而達成。

在步驟1212中，該替代OS係經啟動而無須執行POST。此舉係例如藉由關閉該主要OS且藉由該BIOS發佈一用於加載該待致能之替代OS的啟動載入程式之INT19命令而達成。該替代OS之啟動載入程式將指向一特定記憶體位置，於此處使該個人電腦啟動。在該例示性實施例中，該替代OS啟動載入程式將指向該Windows^{T M} OS或其它合適之操作系統開始執行之該記憶體位置。藉由在該個人電腦已返回或否則恢復至一已知(例如，原始)狀態後啟動該INT19，該處理器表現為似乎該替代OS已自POST啟動。以此方式，該個人電腦無須重新執行POST，由於該個人電腦無須關掉或重新開啟，因而與習知技術相比極大地提高於多個操作系統之間進行傳送之速度及效率。反過來，由於無須重新開啟該個人電腦，自重新開啟至可使用該電腦之延遲時間顯著縮短。

在步驟1214中，裝置操作繼續執行係於該替代OS下得以繼續執行。該個人電腦將在該替代OS下繼續操作直至其關閉，使用者要求更換一OS或發生一關閉狀況。

有鑒於上述討論，彼等一般熟習此項技術者應瞭解，本發明亦可用於將裝置控制(例如)自Windows^TM 或其它第二操作系統傳送至Linux或自Linux傳送至一之第三操作系統，例如MS-DOS。舉例而言，當該個人電腦將控制自Windows^TM 傳送至另一OS，在步驟1210中將發生下列關閉程序：恢復該中斷向量表、恢復該BIOS資料區域、恢復該中斷致能遮罩資料、在該鍵盤控制器中恢復鍵盤控制命令位元、使該BIOS資料區域中之該鍵盤旗標(keyboard flag)與該鍵盤控制器之內在狀態(例如，緩衝區指標、移位狀態及其它合適資料)同步化、將INT19.bin或其它合適代碼複製到真實模式地址空間中以支持進一步之恢復、將該處理器模式由保護模式切換至真實模式及將該複製之代碼啟動至真實模式地址空間以繼續進行恢復。

所執行之該真實模式代碼致使該處理器執行下列操作：恢復用於控制奇偶校驗誤差及不可遮罩中斷產生之控制埠B、初始化裝置程式間隔計時器、初始化直接記憶體存取(DMA)控制器、初始化可程式化中斷控制器、清除任何待定之實時時脈更新、週期性或警報中斷、初始化記憶體、將地址線20設置為一相容狀態、將片段暫存器之極限值設定為相容值、設定一相容視訊模式、清除BIOS資料區域中之暖啟動旗標(warm boot flag)、清除記憶體中之關閉位元、將處理器控制暫存器設定為已知(例如，相容)值且前提為無高級電源管理連接。

藉由實施本發明之方法，確保該電子裝置在操作系統傳送前返回一已知(例如，PC相容)狀態。因為該裝置在該替代OS啟動前恢復至已知狀態，所以此致使大體上減少或消除裝置之掛起或鎖定。因此，該替代OS如同其經POST正常啟動般運行。此外，由於本發明不要求在傳送至該操作系統之前預先瞭解該操作系統，因而本發明將適用於任何可適用之操作系統。

已出於說明及描述之目的對本發明進行上述描述。儘管在本文中已參考隨附圖式詳細描述本發明之一例示性實施例，但是應理解，本發明並不限於所揭示之該(等)明確實施例，且根據上述教示可對本發明進行各類變更及修正。

100．．．電子裝置

102．．．處理器

103．．．CPU匯流排

104．．．匯流排控制器

106．．．系統記憶體

107．．．記憶體控制器

108．．．非揮發性記憶體

110．．．主要操作系統

112．．．顯示控制器

113．．．系統匯流排

114．．．硬碟

115．．．主機保護區域

116．．．替代操作系統

117．．．資料

118．．．I/O控制器

120．．．鍵盤

122．．．外圍輸入裝置

124．．．印表機

130．．．基本輸入/輸出系統(BIOS)

圖1係一根據本發明之執行該操作系統之傳送及啟動功能之電子裝置的示意性方塊圖；圖2及圖3係說明根據本發明當於操作系統間進行切換且啟動該經切換之操作系統時該電子裝置所執行之操作的流程圖。

100．．．電子裝置

102．．．處理器

103．．．CPU匯流排

104．．．匯流排控制器

106．．．系統記憶體

107．．．記憶體控制器

108．．．非揮發性記憶體

110．．．主要操作系統

112．．．顯示控制器

113．．．系統匯流排

114．．．硬碟

115．．．主機保護區域

116．．．替代操作系統

117．．．資料

118．．．I/O控制器

120．．．鍵盤

122．．．外圍輸入裝置

124．．．印表機

130．．．基本輸入/輸出系統(BIOS)

Claims (20)

1. 一種用於一電子裝置之操作方法，其包含：在啟動該電子裝置之一主要操作系統之前，保存該電子裝置之初始狀態資訊，該初始狀態資訊獨立於該電子裝置可提供之任何操作系統；啟動該電子裝置之該主要操作系統；傳送該電子裝置之控制至該主要操作系統；及一旦接收一操作系統關閉指示訊號，便傳送該電子裝置之控制至一替代操作系統而無須執行一電力開啟自我測試。
2. 如請求項1之操作方法，其中該操作系統關閉指示訊號係一第一操作系統關閉指示訊號，其進一步包括：在傳送該電子裝置之控制至該替代操作系統之後，一旦接收一不同之第二操作系統關閉指示訊號，便自該替代操作系統傳送該電子裝置之控制至該主要操作系統而無須執行該電力開啟自我測試。
3. 如請求項2之操作方法，其中自該替代操作系統傳送該電子裝置之控制至該主要操作系統包括啟動該主要操作系統而無須執行該電力開啟自我測試。
4. 如請求項1之操作方法，其中傳送該電子裝置之控制至該替代操作系統包括啟動該替代操作系統而無須執行該電力開啟自我測試。
5. 如請求項1之操作方法，其中傳送該電子裝置之控制至該替代操作系統進一步包含： 使一基本輸入輸出系統將該電子裝置之裝置執行控制傳送至一操作系統啟動載入程式；及之後啟動該主要操作系統。
6. 如請求項1之操作方法，其中接收一操作系統關閉指示訊號進一步包含接收來自一使用者之操作系統之一改變的一請求。
7. 如請求項1之操作方法，其中接收一操作系統關閉指示訊號進一步包含自該電子裝置之一硬體組件接收一裝置關閉訊號。
8. 如請求項1之操作方法，其中保存該初始狀態資訊進一步包含儲存自以下組成之群組選擇之至少一則初始狀態資訊於至少一預定記憶體位置中：(a)一中斷向量表，(b)一基本輸入輸出系統資料區域，(c)至少一可程式化中斷控制器之一中斷致能遮罩，及(d)鍵盤控制器命令位元，每一則初始狀態資訊獨立於該電子裝置可提供之任何操作系統。
9. 如請求項8之操作方法，其中該預定記憶體位置包括含有該替代操作系統之一記憶體裝置之一指定區域。
10. 一種於複數個不同操作系統間傳送裝置控制之方法，該方法包含：在該複數個不同操作系統之一第一者中接收一操作系統關閉指示訊號； 回應於該操作系統關閉指示訊號，將裝置組態恢復至一已知狀態，該已知狀態由一組初始狀態資訊產生，其係儲存於啟動該複數個不同操作系統之該第一者之前，該初始狀態資訊獨立於該複數個不同操作系統之任何一者；及在將裝置組態恢復至該已知狀態之後，傳送控制至該複數個不同操作系統之一不同第二者而無須執行一電力開啟自我測試。
11. 如請求項10之方法，其中傳送控制至該複數個不同操作系統之該不同的第二者進一步包括執行一INT19命令。
12. 如請求項10之方法，其中傳送控制至該複數個不同操作系統之該不同的第二者進一步包括重新開啟一當前運行之操作系統而無須執行一電力開啟自我測試。
13. 如請求項10之方法，其進一步包含在該複數個不同操作系統之該不同的第二者之控制下繼續進行裝置操作。
14. 如請求項10之方法，其中將該裝置組態恢復至該已知狀態包含恢復一組先前所儲存之關鍵狀態資訊，其獨立於該複數個不同操作系統之任何一者。
15. 一種電子裝置，其包含：一處理器；及一記憶體，該記憶體儲存複數個指令，當該處理器執行該複數個指令時致使該處理器：(a)在啟動一主要操作系統之前，保存該電子裝置之一組初始狀態資訊，該組初始狀態資訊獨立於可由該處 理器執行之該主要操作系統及一替代操作系統；(b)傳送該電子裝置之控制至該主要操作系統；及(c)在傳送該電子裝置之控制至該主要操作系統之後，一旦接收一操作系統關閉指示訊號便將該電子裝置之控制傳送至該替代操作系統而無須執行一電力開啟自我測試。
16. 如請求項15之電子裝置，其中該操作系統關閉指示訊號係一第一操作系統關閉指示訊號，且其中該複數個指令致使該處理器一旦接收一不同之第二操作系統關閉指示訊號，便自該替代操作系統傳送該電子裝置之控制至該主要操作系統而無須執行該電力開啟自我測試。
17. 如請求項16之電子裝置，其中該複數個指令致使該處理器啟動該主要操作系統而無須執行該電力開啟自我測試。
18. 如請求項15之電子裝置，其中該複數個指令致使該處理器啟動該替代操作系統而無須執行該電力開啟自我測試。
19. 如請求項15之電子裝置，其中該複數個指令致使該處理器發佈傳送裝置控制至該替代操作系統的一INT19請求。
20. 如請求項15之該電子裝置，其中該複數個指令致使該處理器在傳送該電子裝置之控制至該替代操作系統之前將該裝置恢復至一原始狀態。