TWI520069B - 整合運用基於同一系統核心之異質作業系統之方法 - Google Patents

Description

整合運用基於同一系統核心之異質作業系統之方法

本發明係指一種整合運用異質作業系統的方法，尤指一種透過虛擬主控台之特性來整合基於同一系統核心之異質作業系統的方法。

Linux系統是一種開放原始碼的作業系統，其具有穩定、低軟體成本、多使用者、高安全性等優點，因此，常常被作為開發軟體的平台。目前，已有許多基於Linux核心架構下所發展出來的作業系統，例如X視窗、QT、Android等作業系統。請參考第1圖與第2圖，第1圖與第2圖分別為習知一基於Linux核心之作業系統之一開機流程10之示意圖與運作環境示意圖。一般來說，基於Linux核心架構的作業系統，首先，在開機時之初會載入啟動Linux核心(步驟102)，依需要載入初始化模組(即initrd，initial RAMDISK)，以進行後續的硬體偵測與配置(步驟104)。然後，掛載作業系統之根檔案系統(步驟106)。最後，於開啟相對應於作業系統之一虛擬主控台(virtual console)(步驟108)後，再執行後續其他所需之作業系統服務(步驟110)，如此一來，使用者便可於所開啟之虛擬主控台中操作使用作業系統。如第2圖所示，每一虛擬主控台會有相對應的根檔案系統，而每一作業系統之程式碼以及相關資源皆包含於相對應的根檔案系統中。因此，每一作業系統的運作程序主要係先啟始最底層的Linux核心，並於完成硬體配置後，起始相對應之根檔案系統與虛擬主控台來進行相對應作業系統的運用。

然而，每一作業系統皆有其不同的開發設計，例如不同的作業系統會開發出許多不同功能的應用軟體，甚至同一類型的作業系統，隨著發行版的演進，也會增添不同的應用軟體。一旦使用者有特別的使用需求，而無法在目前所使用之作業系統上可以得到解決時，使用者也許可以透過另一作業系統上的特定應用軟體來處理。但是，若使用者欲使用另一作業系統，則必須要再重新開機，執行第1圖所示之流程，以載入另一個作業系統中，進而執行特定應用軟體。換言之，使用者在單一硬體平台上，同時只能使用單一作業系統的功能，如此一來，在使用便利性上可說是受到了相當大的限制。

簡言之，如何能在同一時間可以跨多重作業系統來運用到各作業系統中的應用軟體或資源，係許多人期望能解決的問題。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種整合運用基於同一系統核心之異質作業系統之方法。

本發明揭露一種整合運用基於同一系統核心之異質作業系統之方法，該方法包含有開啟相對應於一主要作業系統之一主要虛擬主控台；於該主要虛擬主控台中，開啟相對應於一從屬作業系統之一從屬虛擬主控台；以及建立該主要作業系統與該從屬作業系統所需之一共享資訊區域，並切換至該從屬虛擬主控台，以操作使用該從屬作業系統。

為提供使用者能於同一硬體平台中，同時跨多個作業系統，來使用所需的作業系統資源，本發明提出一種整合運用基於同一系統核心之異質作業系統的方法。首先，請參考第3圖，第3圖為本發明實施例一流程30之示意圖。流程30用來提供使用者同時於一主要作業系統與一從屬作業系統間切換運用，以實現異質作業系統間之資源共用目的。要注意的是，本發明實施例所述的主要作業系統與從屬作業系統皆基於同一作業系統核心所發展出來。較佳地，主要作業系統與從屬作業系統皆基於同一Linux核心系統核心，但不以此為限。流程30包含以下步驟：

步驟300：開始。

步驟302：載入系統核心。

步驟304：載入系統核心修正服務。

步驟306：開啟相對應於主要作業系統之主要虛擬主控台。

步驟308：於主要虛擬主控台中，開啟相對應於從屬作業系統之從屬虛擬主控台。

步驟310：建立主要作業系統與該從屬作業系統所需之共享資訊區域，並切換至從屬虛擬主控台，以操作使用從屬作業系統。

步驟312：繼續主要作業系統及從屬作業系統的服務。

步驟314：結束。

首先，在步驟302及304中，於載入系統核心後，再載入一核心修正服務，其中該核心修正服務可用來解決後續載入從屬作業系統時所可能造成的衝突，以及進行主要作業系統與從屬作業系統資訊互通之服務。換句話說，可以透過核心修正服務來解決主要作業系統與從屬作業系統間之使用差異性。舉例來說，於主要作業系統中，系統的網路是正常的，但是若切換至從屬作業系統時，可能因為主從兩系統所需網路權限不同之問題，而造成從屬作業系統之網路功能失效。此時，可透過核心修正服務來解決作業系統間之衝突。另一方面，在步驟302中，另包含載入並初始化一記憶體磁碟。較佳地，載入並初始化該系統核心或該記憶體磁碟可由一啟動載入器(boot loader)來執行。

接著，於步驟306中，可在電腦系統中開啟相對應於主要作業系統之主要虛擬主控台，如此一來，使用者可以透過主要虛擬主控台來使用主要作業系統進行相關的運作。舉例來說，請參考第4圖，第4圖為本發明實施例一主要作業系統之起始流程40之示意圖。首先，掛載並開啟相對應於主要作業系統之一第一根檔案系統(步驟402)。接著，初始化主要作業系統之作業環境(步驟404)。如此一來，根據起始流程40，於相對應於主要作業系統之主要虛擬主控台被開啟之後，使用者便可經由主要虛擬主控台來操作主要作業系統。

接著，在步驟308中，本發明實施例利用虛擬主控台之特性，來轉換控制權至相對應於一從屬作業系統之一從屬虛擬主控台。也就是說，可以利用一改變根指令(”chroot”指令)來切換並轉換控制權至該從屬虛擬主控台。利用這種特性，吾等即可在同一硬體平台且同一系統核心之上，切換至不同的根檔案系統，在另一個檔案系統中，執行另一種作業方式。請參考第5圖，第5圖為本發明實施例一從屬作業系統之起始流程50之示意圖。在起始流程50中，首先可在主要虛擬主控台開啟另一虛擬主控台，例如利用”openvt”指令，以開啟一從屬虛擬主控台(步驟502)，並以”chvt”指令切換至該虛擬主控台。接著，掛載於從屬作業系統(步驟504)，執行改變根指令，例如”chroot”指令，以改變根路徑至對應於從屬作業系統之一第二根檔案系統(步驟506)。最後，初始化從屬作業系統之作業環境(步驟508)。如此一來，從屬作業系統啟始後，便可供使用者使用。

簡言之，在步驟308中，本發明利用虛擬主控台之特性，在主要虛擬主控台已被開啟的情況下，透過主要虛擬主控台再去開啟從屬虛擬主控台，再進而使用改變根指令以開啟從屬作業系統，也就是說，從屬作業系統係依附在主要作業系統之環境中。在此情況下，在同一電腦系統之幕後，會同時存在主要作業系統與從屬作業系統可供使用者使用。因此，在主要作業系統與從屬作業系統同時存在的情況下，使用者理論上即可依據需求在主要作業系統與從屬作業系統中進行切換。舉例來說，使用者在使用主要作業系統之餘，若有需要必須使用從屬作業系統中之一應用軟體時，不用使用習知之技術重新開機才能載入至從屬作業系統來執行相關的運作，使用者只要透過本發明之流程60，即可切換至從屬作業系統，來執行所需的應用軟體。

以下針對流程60加以說明。在步驟310中，由於已存在主要作業系統與從屬作業系統可供使用者使用。當使用者於使用時，欲由目前正在使用之主要作業系統轉換至從屬作業系統，以進一步執行特定應用軟體，則使用者可透過一切換機制，例如一組合按鍵或是一手勢操作，來執行此一切換。之後，本發明所特有之背景系統服務，在收取此一需求後，即可連同遞送兩作業系統之共享資訊，由主要虛擬主控台切換至從屬虛擬主控台，反之亦可，以操作使用另一作業系統。其中，該共享資訊可包括主要作業系統與從屬作業系統之間欲互相分享的資料，同時亦包含某應用軟體或特定服務的可使用性，例如是否存在，或者是否可被執行或使用。

因此，在步驟310中，根據共享資訊可得知在所欲切換之目標虛擬主控台中所需的應用軟體或是服務可否被執行或使用，進而做為是否進行虛擬主控台切換的依據。舉例來說，利用一可使用性監測執行緒來監測步驟310中所需之共享資訊。請參考第6圖，第6圖為本發明實施例一虛擬主控台之一切換流程60之示意圖。首先，啟動一可使用性監測執行緒(步驟602)。如此一來，可使用性監測執行緒開始監測主要作業系統與從屬作業系統中可提供共享之資源，也就是說，透過可使用性監測執行緒來即時掃測與確認主要作業系統或從屬作業系統中是否存在可供執行的應用軟體或是可共享的資料(步驟604)，並將所監測出的結果(或稱為資源資訊)寫入一共享區域，以產生一共享資訊(步驟606)。如此一來，前景作業系統便可藉由讀取共享區域之共享資訊並據以判斷是否目標虛擬主控台(例如從屬虛擬主控台)之作業系統存在所需的應用軟體或是資料可運用(步驟608)。若目標虛擬主控台之作業系統存在所需的應用軟體或資料可運用，則執行步驟610，以切換至目標虛擬主控台；反之，則執行步驟612，以拒絕進行虛擬主控台之切換程序，繼續停留於目前之虛擬主控台進行操作。舉例來說，假設目前正在主要虛擬主控台上操作主要作業系統，經由步驟608之判斷程序，若是從屬作業系統具有所需且可使用之應用軟體時，則可執行步驟610，而由主要虛擬主控台切換至從屬虛擬主控台，以執行從屬作業系統中之特定應用軟體。反之，執行步驟612。

值得注意的是，上述的例子僅為用來說明本發明之應用，並非本發明之限制條件，熟知此項技藝者應可了解，在不違背本發明之精神下，第3圖至第6圖之流程中的步驟可再增加其他的中間步驟、可將數個步驟合併成單一步驟或是可省略部分步驟，以做適當之變化。當然，假若可得到大致相同的結果，則第3圖至第6圖中的之任一流程並非限定要依據第3圖至第6圖中所示之順序來執行。除此之外，在本實施例中，係以同時存在一個主要作業系統與一個從屬作業系統來做說明，但實際上並不以此為限，亦可以藉由開啟多個從屬虛擬主控台，來同時使用多個從屬作業系統。

關於流程30之運作方式，以下進一步以X視窗作為主要作業系統及以Android作業系統作為從屬作業系統來做說明。請參考第7圖，第7圖為本發明實施例之整合運用異質作業系統之一示意圖。其中X視窗與Android作業系統之系統核心皆為Linux系統核心，且此二系統共用了同一個Linux核心。首先，經由步驟302至304來開啟共同系統核心與載入系統核心修正服務後，開啟相對應於一X視窗之主要虛擬主控台。接著，經由步驟308在主要虛擬主控台已被開啟之情況下，使用”openvt”指令開啟相對應於Android作業系統之從屬虛擬主控台，並以”chvt”切換至該主控台。在此情況下，X視窗之主要虛擬主控台與Android作業系統之從屬虛擬主控台同時共存在同一系統中，且Android作業系統係依附在X視窗之作業環境下。接著，透過執行一可使用性監測執行緒來監測X視窗或Android作業系統中可提供共享之資源。在此情況下，假設使用者原本在主要虛擬主控台使用X視窗進行相關操作，接著，若使用者想要使用Android作業系統中的一個網路遊戲應用軟體，來上網玩遊戲，在切換至從屬作業系統之前，必須先透過監測執行緒測試該應用軟體可否被使用，例如是否存在，使用者權限是否足夠等；若可被執行之各條件皆符合，則可透過虛擬主控台之切換程序，由主要虛擬主控台切換至從屬虛擬主控台，並執行Android作業系統中所需的網路遊戲軟體。除此之外，在切換至從屬虛擬主控台之後，亦必須透過所載入的核心修正服務來處理作業系統間的差異，以順利執行異質作業系統中的軟體。

綜上所述，相較於習知技術，本發明不需為了使用另一作業系統的資源，而必須重新開機登入至另一作業系統，而且也可以在同一時間點，運用不同的作業系統環境。本發明提供使用者可於單一實體電腦上即時地整合運用異質作業系統中的應用軟體與相關資料，也就是說，本發明透過虛擬主控台之特性，開啟多重虛擬主控台來實現同時共存多個作業系統於同一硬體平台中，並透過虛擬主控台的切換程序，即時切換至相對應之作業系統，進而運用各作業系統中的應用軟體或資源，以實現異質作業系統間之資源共用目的。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10、30、40、50、60．．．流程

100、102、104、106、108、110、112、300、302、304、306、308、310、312、314、400、402、404、406、500、502、504、506、508、510、600、602、604、606、608、610、612．．．步驟

第1圖為習知一基於Linux核心之作業系統之一開機流程之示意圖。

第2圖分別為習知一基於Linux核心之作業系統之一運作環境之示意圖。

第3圖為本發明實施例一流程之示意圖。

第4圖為本發明實施例一主要作業系統之起始流程之示意圖。

第5圖為本發明實施例一從屬作業系統之起始流程之示意圖。

第6圖為本發明實施例一虛擬主控台之一切換流程之示意圖。

第7圖為本發明實施例之整合運用異質作業系統之一示意圖。

30．．．流程

300、302、304、306、308、310、312、314．．．步驟

Claims (11)

1. 一種整合運用基於同一系統核心之異質作業系統之方法，包含有：開啟相對應於一主要作業系統之一主要虛擬主控台；於該主要虛擬主控台中，開啟相對應於一從屬作業系統之一從屬虛擬主控台；以及建立該主要作業系統與該從屬作業系統所需之一共享資訊區域，並切換至該從屬虛擬主控台，以操作使用該從屬作業系統。
2. 如請求項1所述之方法，其中在開啟相對應於一主要作業系統之一主要虛擬主控台之步驟之前更包含下列步驟：載入一系統核心；以及載入一系統核心修正服務。
3. 如請求項2所述之方法，其中載入該系統核心之步驟另包含：載入並初始化一記憶體磁碟。
4. 如請求項3所述之方法，其中係利用一啟動載入器來執行載入或初始化該系統核心與該記憶體磁碟。
5. 如請求項2所述之方法，其中開啟相對應於該主要作業系統之主要虛擬主控台之步驟包含有：掛載並開啟相對應於該主要作業系統之一第一根檔案系統；以及初始化該主要作業系統之作業環境。
6. 如請求項2所述之方法，其中於該主要虛擬主控台中，開啟相對應於該從屬作業系統之該從屬虛擬主控台之步驟包含有：於該主要虛擬主控台中，利用一主控台開啟指令，來開啟該從屬虛擬主控台，並利用一切換指令來切換至該從屬虛擬主控台；掛載於該從屬作業系統；執行一改變根指令，以改變根路徑至對應於該從屬作業系統之一第二根檔案系統；以及初始化該從屬作業系統之作業環境。
7. 如請求項2所述之方法，其中建立該主要作業系統與該從屬作業系統所需之該共享資訊，並切換至該從屬虛擬主控台，以操作使用該從屬作業系統之步驟包含有：啟動一可使用性監測執行緒；掃描並確認該主要作業系統與該從屬作業系統中可共享之一資源資訊；將所確認之該資源資訊寫入一共享區域，以產生該共享資訊；以及自該共享區域讀取該共享資訊，並據以切換至該從屬虛擬主控台，以操作使用該從屬作業系統。
8. 如請求項7所述之方法，其中自該共享區域讀取該共享資訊，並據以切換至該從屬虛擬主控台，以操作使用該從屬作業系統之步驟包含有：自該共享區域讀取該共享資訊，並於該共享資訊顯示該從屬作業系統具有可使用之應用軟體時，切換至該從屬虛擬主控台，以操作使用該從屬作業系統。
9. 如請求項7所述之方法，其中自該共享區域讀取該共享資訊，並據以切換至該從屬虛擬主控台，以操作使用該從屬作業系統之步驟包含有：自該共享區域讀取該共享資訊，並於該共享資訊顯示該從屬作業系統無存在可使用之應用軟體時，拒絕切換至該從屬虛擬主控台。
10. 如請求項2所述之方法，其中該主要作業系統與該從屬作業系統係基於同一系統核心。
11. 如請求項2所述之方法，其中該系統核心係為一Linux系統核心。