CN107122168A - 多操作系统 - Google Patents

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Abstract

一种具有在没有虚拟化的情况下在共享内核上并发且独立运行的移动操作系统和桌面操作系统的移动计算设备。所述移动操作系统提供适合于移动环境的所述移动计算设备的用户体验。当所述移动计算设备对接到第二终端环境时，所述桌面操作系统提供完整的桌面用户体验。所述移动计算设备可以是在修改后的Android内核上运行Android移动OS以及完整的桌面Linux发行版的智能电话。

Description

多操作系统
本申请是申请日为2011年9月23日、申请号为201180057862.2、发明名称为“多操作系统”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请是2010年10月1日提交的、名称为“Multi-Operating System PortableDocking Device”的美国临时申请No.61/389,117；2011年7月13日提交的、名称为“Dockable Mobile Software Architecture”的美国临时申请No.61/507,199；2011年7月13日提交的、名称为“Cross-Environment Communication Framework”的美国临时申请No.61/507,201；2011年7月13日提交的、名称为“Multi-Operating System”的美国临时申请No.61/507,203；2011年7月13日提交的，名称为“Auto-Configuration of a DockedSystem in a Multi-OS Environment”的美国临时申请No.61/507,206；以及2011年7月13日提交的，名称为“Auto-Waking of a Suspended Secondary OS in a Dockable System”的美国临时申请No.61/507,209的非临时申请并且要求所述临时申请的提交日的权益，其中为了所有目的将上述优先权申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本申请总地涉及移动计算环境的领域，更具体地涉及通过在单个移动计算设备中使用多个操作系统而支持多个用户环境。
背景技术
在现今的社会中，移动计算设备正在变得无处不在。例如，截至2008年底，百分之九十的美国人拥有移动无线设备。同时，移动设备的能力快速发展，包括将先进的计算能力与移动电话能力结合的智能电话。移动电话提供者在过去3年中基于几种不同的平台(例如，苹果iPhone、Android、BlackBerry、Palm、和Windows Mobile)已经推出了数百种新的智能电话。在美国，到2010年中期时，智能电话渗透率几乎达到23％，并且在一些年龄群体中超过35％。在欧洲，从2009年到2010年智能电话市场增长了41％，其中截至2010年7月仅在五个最大的欧洲国家中就有超过6千万智能电话用户。
虽然智能电话在普及度和计算能力方面不断增加，但它们提供有限的用户体验。具体地，它们通常具有为移动设备硬件修改的操作系统和对所述修改后的操作系统可用的一组受限的应用。例如，许多智能电话运行谷歌的Android操作系统。Android仅运行专门开发以便在基于Java的虚拟机运行时环境内运行的应用。此外，虽然Android基于修改后的Linux内核，但它使用与Linux不同的标准C库，系统管理器和服务。因此，在没有修改或移植(porting)的情况下为Linux写的应用不能在Android上运行。类似地，苹果的iphone使用iOS移动操作系统。同样，虽然iOS来源于Mac OS X，但为OS X开发的应用不能在iOS上运行。因此，虽然许多应用可用于例如Android和iOS的移动操作系统，但是用于例如Linux和MacOS X的桌面操作系统的许多其他常见的应用在移动平台上不可用。
因此，智能电话通常适用于一组有限的用户体验，并提供主要为移动环境设计的应用。具体地，智能电话不提供合适的桌面用户体验，它们也不运行大多数常见的桌面应用。作为结果，许多用户携带和使用多个计算设备，包括智能电话、笔记本计算机和/或平板计算机。在这种情况下，每个设备具有自己的CPU、存储器、文件贮存器和操作系统。
智能电话和其他计算设备之间的连接和文件共享涉及通过无线或有线连接将一个设备(例如，运行移动OS的智能电话)链接到第二个完全不同的设备(例如，运行桌面OS的笔记本计算机、桌面计算机或平板计算机)。通过在每个设备上分别运行的应用之间同步数据而在设备上共享信息。通常被称为“同步”的这个过程是麻烦的并且通常需要由用户主动管理。
发明内容
本发明的实施例针对在单个移动计算设备中提供智能电话的移动计算体验和第二终端环境的合适的用户体验。第二终端环境可以是通过有线(例如，USB、火线、雷电接口(thunderbolt)等)或无线(例如，蓝牙、WiFi等)连接而连接到所述计算设备的视觉呈现设备(例如，监视器或显示器)、输入设备(例如，鼠标、触摸板、触摸屏、键盘等)、以及其他计算外围设备(例如，HDD、光盘驱动器、记忆棒、相机、打印机等)的某种组合。在实施例中，在共享内核上并发并独立运行与移动环境的用户体验相关联的移动操作系统和与第二终端环境的用户体验相关联的桌面操作系统。
根据符合各种实施例的一个方面，计算系统的计算设备包括移动操作系统，该移动操作系统具有支持在第一执行环境中在共享内核上运行的第一应用的第一应用框架。桌面操作系统在第二执行环境中在共享内核上与移动操作系统并发运行，桌面操作系统包括支持与所述第一应用框架不兼容的第二应用的第二应用框架。
根据符合各种实施例的其他方面，所述第二应用与移动操作系统的第一组用户库不兼容。在计算系统中，可以在计算设备的移动处理器上运行共享内核。计算系统可以包括第二终端环境，并且桌面操作系统可以与所述第二终端环境相关联。计算设备和第二终端环境可以与包括显示接口和串行通信接口的单个基座连接器(dock connector)连接。移动操作系统可以与计算设备的物理存储设备中的第一帧缓冲器(buffer)相关联，并且桌面操作系统可以与物理存储设备中的第二帧缓冲器相关联。第一帧缓冲器可与计算设备的第一显示设备相关联。
根据符合各种实施例的其他方面，计算系统可以包括第二终端环境的第二显示设备，并且第二帧缓冲器可以与所述第二显示设备相关联。可以通过第二帧缓冲器在第二显示设备上显示第二应用。在物理贮存设备上第二执行环境可以逻辑上与第一执行环境分离。输入设备可以被连接到计算设备，并且来自所述输入设备的输入命令可以对第一执行环境中的移动操作系统和对第二执行环境中的桌面操作系统是可用的。桌面操作系统可以通过共享内核访问来自所述输入设备的输入命令。
根据符合各种实施例的其他方面，使用包括下列步骤的引导过程配置计算设备：响应于通电事件启动引导装载程序(loader)，由所述引导装载程序建立第一执行环境，由所述引导装载程序启动共享内核，由共享内核初始化移动操作系统，由共享内核启动第一应用框架，在移动操作系统中启动桌面监视器服务，由所述桌面监视器服务在第一执行环境内建立第二执行环境，并且由所述桌面监视器服务启动第二应用框架。
根据符合各种实施例的其他方面，可以通过在移动操作系统上运行第一应用并且在桌面操作系统上运行第二应用，而在移动计算设备的单个物理处理器上提供多个操作系统，所述第一操作系统在共享内核上运行并具有第一应用框架，所述桌面操作系统在所述共享内核上与第一操作系统并发运行并具有第二应用框架，其中所述第二应用与第一应用框架不兼容。
根据符合各种实施例的其他方面，可以由共享内核分配与移动操作系统相关联的第一帧缓冲存储器，并且可以由共享内核分配与桌面操作系统相关联的第二帧缓冲存储器。移动操作系统可以通过共享内核呈现(render)第一帧缓冲存储器中的第一应用，并且桌面操作系统可通过共享内核呈现第二帧缓冲存储器中的第二应用。
根据符合各种实施例的其他方面，计算设备包括存储用于物理处理器的指令的计算机可读介质。当执行所述指令时，所述指令使得所述处理器执行下列步骤，包括：在第一执行环境中在共享内核上运行移动操作系统，所述移动操作系统具有支持第一应用的第一应用框架；以及在第二执行环境中在共享内核上与所述移动操作系统并发地运行桌面操作系统，所述第二操作系统具有支持第二应用的第二应用框架，其中所述第二应用与所述第一应用框架不兼容。所述第二执行环境可以包括改变根目录(chrooted)的环境。所述计算设备可以包括电话(telephony)能力。所述计算设备可以是例如智能电话。
附图说明
在附图的参考图中图示本发明的实施例，其中贯穿附图的描述，相同的数字指代相同的元件。
图1图示根据各种实施例的提供多个用户计算体验的计算环境。
图2图示根据各种实施例的移动计算设备的示例系统架构。
图3图示根据各种实施例的用于计算环境的操作系统架构。
图4图示根据各种实施例的用于计算环境的移动操作系统的方面。
图5图示根据各种实施例的用于计算环境的共享内核的方面。
图6图示根据各种实施例的用于计算环境的桌面操作系统的方面。
图7图示根据各种实施例的可以被用于更详细地配置移动计算设备的操作系统架构的示例引导过程。
图8图示根据各种实施例的用于计算环境的操作系统架构的方面。
图9图示使用实施例的各种方面的示例计算环境。
具体实施方式
传统上，手持式移动电话设备(即，“手机”)被独立地开发并且服务于与例如桌面计算机和笔记本计算机的个人计算机(“PC”)的目的分开的和不同的目的。手持式移动电话设备主要专注于通信，而PC专注于例如创建和编辑文件、基于本文的通信(例如，电子邮件等)、多媒体、和web浏览的计算任务。然而，移动电话设备包括不断增加的计算能力，并且用户日益希望将通信和计算能力集中到多用途移动设备。
例如，包括计算能力的被称为“智能电话”的移动电话设备的普及度不断增加。许多这些智能电话包括在移动处理器上运行的移动操作系统(“OS”)。虽然移动处理器和移动OS已经增加了这些设备的能力，但至少因为所提供的有限的用户体验，智能电话尚无趋向取代例如桌面或笔记本计算机的PC环境。具体地，对于例如输入或编辑文档的某些任务，全尺寸键盘和大显示器比通常在智能电话上发现的用户接口组件更易于使用。例如，智能电话通常使用小的拇指式QWERTY键盘、触摸屏显示器、点击轮(click-wheel)、和/或滚动轮作为用户接口组件。选择菜单选项或项目通常涉及使用触摸屏显示器、或使用点击轮或滚轮来导航菜单并选择项目。这个接口适合于在智能电话中通常发现的小显示屏和有限的菜单选项，但不适合于控制具有更大数量的菜单选项、更大的屏幕区域、和在例如传统鼠标的指点设备周围建立的用户界面的更传统的程序。
本发明的实施例针对单个移动计算设备，所述单个移动计算设备提供智能电话的移动计算体验，并且当被对接(dock)到第二终端环境时提供适合于第二终端环境的完整用户体验。第二终端环境可以是通过有线(例如，USB、火线、雷电接口等)或无线(例如，蓝牙、WiFi等)接口连接到计算设备的视觉呈现设备(例如，监视器或显示器)、输入设备(例如，鼠标、触摸板、触摸屏、键盘等)、和其他计算外围设备(例如，HDD、光盘驱动器、记忆棒、相机、打印机等)的某种组合。例如，第二终端环境可以包括将移动计算设备连接到外部显示器和输入设备(“智能基座”)、或在类似于笔记本计算机的外壳中包括显示器、键盘、和指点设备的集成设备(“智能本”)的对接支架(docking cradle)。其他第二终端环境可以包括TV、监视器、投影仪、车载控制台、家庭娱乐系统、和/或家庭自动控制系统。虽然第二终端环境可以具有例如微控制器或其他专用集成电路(“ASIC”)的一些处理或逻辑元件，它们通常不具有运行单独的操作系统实例的处理器。
图1图示根据各种实施例的提供多个用户计算体验的计算环境100。计算环境100包括移动计算设备110。移动计算设备110包括移动计算硬件和软件组件。移动计算设备110的硬件组件包括移动处理器114、显示器116、一个或多个I/O设备118、和/或端口120。移动计算设备110的软件组件包括第一OS 130和第二OS 160。在一个实施例中，第一OS 130是移动OS并且第二OS 160是桌面OS。当将移动计算设备110作为独立移动设备操作时，移动OS130通过显示器116和一个或多个I/O设备118提供典型的移动计算用户体验。由移动OS 130提供的移动计算体验通常包括移动电话能力和适合于包括显示器116和一个或多个I/O设备118的移动环境的图形用户界面(“GUI”)。例如，显示器116可以是触摸屏显示器并且可以通过触摸屏显示器116上的移动OS 130的GUI来控制在移动OS 130上运行的应用程序(即，“应用”)。
移动计算设备110可以通过端口120连接到I/O设备114、146和/或148。I/O设备144、146和/或148可以组成第二终端环境140。在某些情况中，与移动OS 130相比，第二终端环境140可能更适合于桌面OS 160。例如，第二终端环境140可以包括键盘144、指点设备146、和显示器设备148。在这些情况中，桌面OS 160可以与第二终端环境140相关联以便通过第二终端环境140提供笔记本或桌面计算机环境的完整能力。在其他情况中，与桌面OS160相比，第二终端环境140可能更适合于移动OS 130。例如，第二终端环境140可以包括触摸屏显示器。在这些情况中，移动OS 130可以与第二终端环境140相关联。
在图1中，端口120被示出为通过接口122连接到第二终端环境140的端口142。然而，端口120可以包括通过接口122到每个I/O设备144、146和148的单独的连接。接口122可以是用于连接例如键盘、监视器、指点设备等的设备的任何合适的有线或无线接口或者有线和无线接口的组合。例如，接口122可以是显示接口(例如，VGA、DVI、HDMI等)和设备通信接口(例如，USB、蓝牙、火线、其他串行通信接口等)的组合。可替换地，接口122可以是支持视频和设备通信信号(例如，雷电接口等)两者的单个通信接口。
传统上，因为不同的使用模型和对于产品设计的竞争约束，手机环境和PC环境的硬件和软件开发路径已经完全独立。包括桌面和笔记本计算机的PC被设计为灵活的和强大的。具体地，PC硬件架构通常基于通过主板上的各种通用接口连接到存储器、图形组件和外部组件的通用PC处理器。例如，个人计算机主板可以包括通过逻辑芯片组连接到图形处理器的处理器、系统存储器(例如，RAM)、和通过通信接口(PCI、USB、ISA、IDE等)的各种其他组件。一些更高度集成的PC处理器包括处理器上的到图形处理器(例如，AGP等)的接口和/或到系统存储器(例如，SDR、DDR、DDR2、DDR3、DRDRAM等)的接口。
对高处理器时钟速度和计算密集型任务优化PC处理器。目前由基于x86CPU架构的处理器主导个人计算机市场。用于桌面计算机的当前的基于x86的PC处理器具有多个64位中央处理单元(“CPU”)(或“核”)，所述中央处理单元具有超过2.5GHz的时钟速度和接近100瓦特的功耗。用于笔记本计算机的当前的基于x86的PC处理器通常以高达2.0GHz的时钟速度运行并且具有在15-45瓦特范围中的功耗。因为这些处理器的大功耗，桌面和笔记本计算机可能需要例如风扇或散热器的冷却设备以便从处理器消除浪费的热量。此外，使用基于x86的PC处理器的笔记本计算机的电池寿命通常小于四小时。
相反，为了低功耗和高集成度而优化用于手机的移动处理器以便减少手机的整体大小。例如，诸如智能电话的手机的移动处理器通常以低于2.0GHz的时钟速度运行，具有低于1瓦特的功耗，并且集成对移动环境常见的功能，例如图像控制器、通信接口、和相机控制器。最常见的移动处理器架构是精简指令集计算(“RISC”)处理器架构。具体地，“ARM”移动处理器架构是当前为智能电话和其他超便携和低功耗计算设备设计的移动处理器的主要架构。一些PC处理器制造商也将为了在笔记本计算机中使用而设计的PC处理器称为“移动处理器”。然而，如在这里使用的，术语“移动处理器”指代适合于在手机或智能电话中使用的、通常消耗小于1瓦特并且集成移动功能的处理器。
个人计算机和手机通常也具有不同的系统资源、输入/输出(“I/O”)设备、和外围设备。例如，桌面和笔记本计算机通常具有比手机更大量的系统存储器和贮存能力。虽然典型的笔记本计算机可以具有大于2GB的RAM和具有大于250GB的容量的硬驱动器，但是手机通常具有小于512MB的RAM和具有小于32GB的容量的固态驱动器。个人计算机的用户接口组件通常包括对角线大于9英寸的显示屏、全键盘、和一个或多个指点设备以用于用户输入。相反，手机通常包括对角线小于7英寸的显示屏以及例如拇指式QWERTY键盘、触摸屏显示器、点击轮、和/或滚动轮的用户接口组件。在个人计算机上发现的外围设备通常包括光盘驱动器(例如，CD、DVD、DVD-RW等)、扩展端口(例如，PCMCIA、SCSI、快速卡等)、视频输出端口(例如，VGA、DVI、HDMI等)、以及通用设备端口(例如，USB等)。相反，手机通常不具有光盘驱动器或扩展端口。然而，其他设备通常被集成到手机中，包括一个或多个无线通信接口(例如，GSM、CDMA、LTE、EDGE、WiFi、WiMax等)、GPS芯片组、加速度计、一个或多个相机、和/或固态存储器端口(SD、记忆棒等)。
传统上还独立开发用于个人计算机和手机的软件。例如，包括桌面和笔记本计算机的个人计算机通常运行与移动设备不同的操作系统。操作系统是管理计算机硬件和资源并且提供用于在计算机硬件上执行应用软件的常见服务的软件。操作系统通常被描述为具有各种抽象层，其中每个层通过接口与下面的层连接。
通常，操作系统的内核是指管理例如一个或多个CPU(CPU调度)、存储器、和I/O(包括外围设备和文件系统访问)的计算设备资源的核心OS层。内核通常将提供用于进程的低级调度(调遣)、进程间通信、进程同步、上下文切换、进程控制块的操纵、中断处理、进程创建和销毁、以及进程暂停和恢复的特征。OS内核可以或可以不包括设备驱动程序(driver)。OS的其他层通过系统调用或应用编程接口(“API”)层与内核连接。
通常，其他OS层包括库层、应用框架层、和应用层。库层通常包括系统库和其他用户库。应用框架层包括服务、管理器、和运行时环境。应用层包括用户应用，所述用户应用可以在应用框架层的运行时环境内运行。用户通过OS GUI与OS交互。GUI提供用户选择以便控制和使用在OS上运行的应用的菜单、按钮、和控件。通常，术语“桌面环境”被用于指代GUI的类型，通过所述GUI，用户使用图标、窗口、工具栏、文件夹、和/或桌面小工具与OS交互，并且所述“桌面环境”不限于桌面OS。例如，移动OS可以具有指代移动OS GUI的外观和感觉的桌面环境。
用于个人计算机的操作系统(桌面OS)被设计用于多任务、较大屏幕面积、并且为应用开发者提供灵活的环境。如在这里使用的，术语桌面OS指代被设计用于与例如桌面或笔记本计算机使用环境的个人计算机环境一起使用的操作系统。除了许多其他的示例以外，桌面OS的示例包括Linux、Mac OS X、和Windows 7的各种发行版。
用于移动设备的操作系统(移动OS)被开发用于通常在手机和智能电话上发现的较小的屏幕面积、较低的处理能力、较小的存储器、和较小的盘空间。示例移动OS包括Android、苹果的iOS(用于iPhone和iPad)、微软的Windows Mobile(由Windows Phone 7取代)、诺基亚的Symbian、和Palm的Palm OS(由HP webOS取代)。如在这里使用的，术语移动OS指代被设计用于与移动环境一起使用的操作系统，所述移动环境包括利用与PC环境(即，桌面或笔记本计算机系统)相比减少的系统资源在低功率处理器上运行。
移动操作系统通常具有被用于创建在移动OS上运行的应用程序(即，“应用”)的特定应用开发环境。应用开发环境通过提供用于访问系统资源和服务的常用工具和API来便利应用开发，并且限制允许应用做什么，使得移动设备能够继续提供其他需要的功能。例如，到来的电话呼叫和文本(text)可以中断正在运行的应用以便向用户通知该到来的呼叫或文本。
最广泛采用的移动OS是谷歌的Android。虽然Android基于Linux，其包括为了移动环境和移动处理器而对内核和其他OS层进行的修改。具体地，虽然Linux内核被设计用于x86CPU架构，但是Android内核被修改以用于基于ARM的移动处理器。还为除了其他设备以外的包括触摸屏、移动连接(GSM/EDGE、CDMA、Wi-Fi等)、电池管理、GPS、加速度计、和相机模块的通常在移动硬件架构中存在的设备特别定制Android设备驱动程序。
在Android中，应用在具体为移动硬件架构的存储器和处理器速度限制设计的面向对象的应用框架上的Dalvik虚拟机内运行。通过Android SDK开发用于Dalvik虚拟机的应用。此外，Android不具有原生X视窗系统，其也不支持标准GNU库的完整集，这使得难以将现有GNU/Linux应用或库移置(port)到Android。
类似地修改苹果的iOS操作系统(在iPhone上运行)和微软的Windows Phone 7以用于移动环境和移动硬件架构。例如，虽然iOS源自Mac OS X桌面OS，常见的Mac OS X应用不能在iOS上原生地运行。具体地，通过SDK为iOS开发应用以便在iOS的“Cocoa Touch”运行时环境内运行所述应用，所述iOS的“Cocoa Touch”运行时环境提供基本应用体系结构并且对例如基于触摸的输入、推送通知、和系统服务的重要iOS特征的支持。因此，在没有通过iOS SDK移植为Mac OS X写的应用的情况下，所述应用不能在iOS上运行。此外，因为两个OS的用户库和应用框架层之间的不同，以及移动和桌面硬件的系统资源的不同，可能难以将Mac OS X应用移植到iOS。
因为处理需求、系统资源、和应用开发上的不同，为桌面OS开发的应用通常不能在移动OS上运行。此外，因为针对较大的屏幕面积、更快的处理速度、更大的系统存储器、不同的库、以及通常不同的GUI而优化桌面应用，所以桌面应用可能不易移植到移动OS。作为结果，对于每个用户环境，用户通常使用单独的计算设备，包括智能电话、平板计算机、笔记本计算机、和/或桌面计算机。在这种情况中，每个设备具有其自己的CPU、存储器、文件贮存器、和OS。
智能电话和其他设备之间的连接和文件共享涉及将一个设备(例如，运行移动OS的智能电话)通过无线或有线连接而链接到第二个完全不同的设备(例如，运行桌面OS的笔记本计算机、桌面计算机、或平板计算机)。通过在每个设备上单独运行的应用之间同步数据而在设备间共享信息。通常被称为“同步”的这个过程是麻烦的并且通常需要由用户主动管理。
近年来，已经做出了一些尝试来利用单个移动计算设备提供更完整的用户体验。例如，智能电话可以连接到外部监视器和输入设备，例如全键盘，以便提供更类似于桌面的用户体验，其中移动OS图形用户界面被扩展到更大的屏幕并且接受来自输入设备的输入。然而，因为外部监视器和输入设备只是智能电话的操作系统和用户界面的扩展，所对接的环境的能力受到智能电话的移动OS限制。例如，在桌面OS上可用的很多软件应用在移动OS上不可用或具有有限的功能。因此，这些设备在被连接到外部环境时不提供完整的桌面用户体验。
仍然参考图1，计算环境100提供没有上面的限制的多个用户计算体验。具体地，因为移动计算设备110包括多个OS，其中每个OS适合于特定的计算环境，移动计算设备110可以与外部设备适配以便利用单个移动计算设备提供范围广泛的用户体验。例如，用户可以具有移动计算设备110和当连接到移动计算设备110时提供笔记本计算机的用户体验的第二终端环境140。在这种情况中，当第二终端环境连接到移动计算设备110时，移动计算设备的桌面OS 160与第二终端环境140相关联。对于用户，通过第二终端环境140，可以获得桌面OS 160的完整能力。
图2图示根据各种实施例的移动计算设备110的示例硬件系统架构。移动计算设备硬件112包括移动处理器114，所述移动处理器114包括一个或多个CPU核204和外部显示器接口220。通常，移动计算设备硬件112还包括通过各种通信信号和接口连接到处理器114的一个或多个I/O设备118、存储器206、一个或多个贮存设备208、连接到触摸屏显示器116的触摸屏显示器控制器210、连接到电池216的电源管理IC 214、蜂窝调制解调器218、一个或多个通信设备222、和/或一个或多个其他设备224。一个或多个I/O设备118通常包括可以在移动计算设备110中使用的按钮和其他用户接口组件。例如，一个或多个I/O设备118可以包括一组按钮(例如，后退、菜单、主页、搜索等)、屏幕外手势区域(off-screen gesturearea)、点击轮、滚动轮、QWERTY键盘等。一个或多个其他设备224可以包括例如GPS设备、LAN连接、麦克风、扬声器、相机、加速度计、和/或MS/MMC/SD/SDIO卡接口。外部显示器接口220可以是任何合适的显示接口(例如，VGA、DVI、HDMI等)。
处理器114可以是基于ARM的移动处理器。在实施例中，移动处理器114是移动的基于ARM的处理器，例如德州仪器OMAP3430、Marvell PXA320、飞思卡尔iMX51、或高通QSD8650/8250。然而，移动处理器114可以是另一合适的基于ARM的移动处理器或基于其他处理器架构的处理器，所述其他处理器架构为例如诸如基于x86的处理器架构或其他基于RISC的处理器架构。
虽然图2图示移动计算设备110的一个示例硬件实施方式112，但其他架构被设想为在本发明的范围内。例如，在图2中被示出为位于移动处理器114外部的各种组件可以被集成到移动处理器114中。可选地，在图2中被示出为集成到移动处理器114中的外部显示器接口220可以位于移动处理器114的外部。此外，使用系统总线、分立的图形处理器、和/或其他架构变化的其他计算机架构适合于使用本发明的各方面。
图3图示根据各种实施例的可以被用于在移动计算设备110上并发地运行移动OS130和桌面OS 160的OS架构300。如图3中所示，移动OS 130和桌面OS 160是独立的操作系统。具体地，移动OS 130和桌面OS 160可以具有独立的和不兼容的用户库和/或框架层。用于OS架构300的功能(function)和指令可以在移动计算设备110的有形的计算机可读介质上被存储为计算机程序代码。例如，可以在移动计算设备硬件112的一个或多个贮存设备208中存储用于OS架构300的指令。
如图3中所示，移动OS 130具有库层330、应用框架层340、和应用层350。在移动OS130中，应用352和354在由移动OS 130的应用框架层340支持的应用层350中运行。应用框架层340包括由在移动OS 130上运行的应用使用的一个或多个管理器342和一个或多个服务344。例如，应用框架层340可以包括用于移动环境的窗口管理器、活动管理器、分组管理器、资源管理器、电话管理器、手势控制器、和/或其他管理器和服务。应用框架层340可以包括执行为移动OS 130开发的应用的移动应用运行时环境。可以针对例如较低的处理能力或有限的存储器空间的移动计算资源优化移动应用运行时环境。移动应用运行时环境可以依赖内核以进行进程隔离、存储器管理、和线程支持。库层330包括实施例如I/O和串操纵的常用功能的用户库332(“标准C库”)、图形库、数据库库、通信库、和/或其他库。
如图3中所示，桌面OS 160具有库层360、框架层370、和应用层380。在桌面OS 160中，应用382和384在由桌面OS 160的应用框架层370支持的应用层380中运行。应用框架层370包括由在桌面OS 160上运行的应用使用的一个或多个管理器372和一个或多个服务374。例如，应用框架层370可以包括常见于桌面环境的窗口管理器、活动管理器、分组管理器、资源管理器、和/或其他管理器和服务。库层360可以包括实施例如I/O和串操纵的常用功能的用户库332(“标准C库”)、图形库、数据库库、通信库、和/或其他库。
在本公开的各种实施例中，桌面OS 160在与移动OS 130分开的执行环境中运行。例如，移动OS 130可以在根执行环境中运行，并且桌面OS 160可以在根执行环境下面建立的第二执行环境中运行。在移动OS 130上运行的进程和应用访问在根执行环境中的用户库332、一个或多个管理器342、和一个或多个服务344。在桌面OS 160上运行的进程和应用访问在第二执行环境中的用户库362、一个或多个管理器372、和一个或多个服务374。
通常，为移动OS 130开发的应用不能直接在桌面OS 160上运行，并且为桌面OS160开发的应用不能直接在移动OS 130上运行。例如，在桌面OS 160的应用层380中运行的应用382可能与移动OS 130不兼容，意味着应用382不能在移动OS 130上运行。具体地，应用382可能使用桌面OS 160的应用框架层370的一个或多个管理器372或一个或多个服务374，它们在移动OS 130中的应用框架层340中不可用或与移动OS 130中的应用框架层340中的一个或多个管理器342和一个或多个服务344不兼容。此外，应用382可能试图访问用户库362，所述用户库362存在于桌面OS 160的库层360中，但在移动OS 130的库层330中不可用或与移动OS 130的库层330中可用的用户库332不兼容。
在OS架构300中，移动OS 130和桌面OS 160在共享内核320上并发运行。这意味着移动OS 130和桌面OS 160同时在共享内核320上运行。具体地，移动OS 130和桌面OS 160都经由相同的内核接口322、例如通过对共享内核320进行系统调用连接到共享内核320。共享内核320管理对于移动OS 130和桌面OS 160两者的进程的任务调度。在这方面，移动OS 130和桌面OS 160在共享内核320上独立和并发地运行。此外，如由硬件接口312所示，共享内核320直接在移动计算设备硬件112的移动处理器114上运行。具体地，共享内核320直接管理移动计算设备硬件112的计算资源，例如CPU调度、存储器访问、和I/O。在这方面，硬件资源没有被虚拟化，意味着移动OS 130和桌面OS 160在没有虚拟化的存储器或I/O访问的情况下通过内核接口322进行系统调用。
存在用于在相同的计算设备上提供多个OS的几个已知的技术。然而，这些技术都没有提供在共享内核上并发并独立地运行的多个不同的OS。更具体地，这些技术都没有提供用于在共享内核上运行的移动OS和桌面OS的解决方案。
在一个被称为双重引导的技术中，在计算设备上加载多个OS，一次一个。例如，在引导时，用户可以从多个可用OS中选择一个OS以便在设备上运行，其中每个OS具有其自己的内核、库、框架、和应用。然后，系统引导到该操作系统中并且其他一个或多个OS没有运行(即，没有与运行的OS并发地加载一个或多个其他OS的进程)。因此，这个技术没有在共享内核上运行多个OS，这个技术也没有并发地运行多个OS。
用于在相同的设备上运行多个OS的另一技术是使用虚拟机管理器(“VMM”)、或“管理程序(Hypervisor)”。VMM或管理程序直接在硬件上运行并且将每个OS的各个内核与硬件分开，在任何给定时间控制哪些计算机硬件资源对每个OS是可用的。管理程序有效地从一个设备创建多个虚拟机，使得每个OS看见单独的虚拟机。因此，通过管理程序和VMM在相同的设备上运行的多个OS没有在共享内核上运行。由于每个OS不得不通过管理程序中的虚拟化来访问系统资源，管理程序增加了系统开销。此外，因为管理程序必须分配CPU和其他计算资源，每个OS可能不能够有效地调度进程和任务。
用于在相同设备上运行多个OS的再一技术是使用托管的(hosted)虚拟机。在这个技术中，每个OS具有其自己的内核，其中客人OS的内核在主机OS中的虚拟机上运行。虚拟机可以是与物理硬件平台不同的虚拟化硬件平台。可以在主机OS的内核中实施主机OS中的虚拟机。在这种情况中，主机OS的内核用作客人OS的内核借以访问处理器和硬件资源的管理程序。不管在这个技术中在哪里实施虚拟机，主机OS和客人OS都具有分开的内核。因此，托管的虚拟机不具有在共享内核上运行的多个OS。由于对于客人OS的硬件资源的虚拟化，使用这个技术的系统性能可能降低。
虚拟化的另一形式是操作系统级虚拟化。在这个技术中，在操作系统的内核上可以创建多个隔离的用户空间实例，从每个用户空间实例的用户的观点来看，所述多个隔离的用户空间实例像分开的OS实例。在这个技术中，主机OS和一个或多个客人OS必须是相同的OS。因此，这个技术没有提供移动OS和桌面OS在共享内核上独立和并发地运行的解决方案。此外，类似于托管的虚拟机，这个技术对于一个或多个客人OS使用盘空间和存储器虚拟化。因此，这个技术没有为每个并行OS提供对存储器和系统资源的直接访问。
运行多个OS的这些技术在并发并独立地运行两个操作系统的方面有局限性。例如，虚拟化涉及为客人OS设置不同的地址空间，并且模拟到客人OS的I/O。因此，对于使用虚拟化的客人OS，对包括系统存储器的硬件的访问具有较高的开销。此外，使用管理程序的技术导致在每个OS的进程控制方面缺乏确定性。具体地，管理程序管理分配到每个OS的CPU时间量，然后每个OS在不知道在其他OS中正在发生什么的情况下为该OS内的进程分配CPU时间。在这方面，因为OS通过管理程序共享CPU时间，这无法解决在每个OS内运行的进程的相对优先级，所以可能没有给予一个OS内的高优先级进程所需的CPU时间来完成它们的任务。因为相对于桌面处理器架构，在移动处理器架构中处理能力可能是有限的，所以依赖于包括管理程序和操作系统级虚拟化的虚拟化的技术不能为在移动处理器上与移动OS并发地运行的桌面OS提供最优的性能。
在一个符合OS架构300的实施例中，Android移动OS和完整的Linux OS在修改后的Android内核上独立和并发地运行。在这个实施例中，Android OS可以是修改后的Android发行版(distribution)，而Linux OS(“Hydroid”)是修改后的Debian Linux桌面OS。图4-6更详细地图示可以在OS架构300中使用的Android移动OS 430、Android内核520、和HydroidOS 660。
如图4中所示，Android OS 430在通过应用框架层440访问的库层432中包括一组C/C++库。库层432包括专门为Android开发以便比“glibc”Linux C-库更小和更快的“bionic”系统C库439。库层432还包括进程间通信(“IPC”)库436，其包括用于Android OS的“绑定器(Binder)”IPC机制的基类。绑定器专门为Android开发以便允许进程和服务之间的通信。在图4中的库层432中示出的其他库包括支持媒体格式的记录和重放的媒体库435、管理对显示子系统的访问并且合成来自多个应用的图形层的表面管理器434、2D和3D图形引擎438、以及轻量级关系数据库引擎437。可以在库层432中包括但没有在图4中画出的其他库包括位图和矢量字体呈现库、实用程序库、浏览器工具(即，WebKit等)、和/或安全通信库(即，SSL等)。
Android OS 430的应用框架层440提供允许开发者使用设备硬件的组件、访问位置信息、运行后台服务、设置警报、向状态栏增加通知等的开发平台。框架层440还允许应用公开它们的能力并且利用其他应用所公开的能力。Android移动OS 430的应用框架层440的组件包括活动管理器441、资源管理器442、窗口管理器443、对接管理器444、硬件和系统服务445、桌面监视服务446、多显示器管理器447、和远程通信服务448。在Android移动OS430的框架层440中可以包括的其他组件除了其他管理器和服务之外，还包括视图系统、电话管理器、分组管理器、位置管理器、和/或通知管理器。
在Android OS 430上运行的应用在Android面向对象应用框架之上的Android运行时环境433中的Dalvik虚拟机431内运行。Dalvik虚拟机431是基于寄存器的虚拟机，并且运行被设计为减少存储器使用和处理需求的紧凑的可执行格式。在Android OS 430上运行的应用包括主屏幕451、电子邮件应用452、电话应用453、浏览器应用454、和/或一个或多个其他应用(“一个或多个应用程序”)455。
因为这些原因，为Android写的应用通常不能在例如Hydroid OS 660的桌面Linux发行版上运行，并且为标准Linux发行版写的应用通常不能在Android OS 430上运行。在这方面，用于Android OS 430和Hydroid OS 660的应用不是字节码兼容的，意味着用于一个的编译的和可执行的程序不能在另一个上运行。
图5更详细地图示根据各种实施例的修改后的Android内核520。修改后的Android内核520包括触摸屏显示器驱动器(driver)521、一个或多个相机驱动器522、一个或多个蓝牙驱动器523、共享存储器分配器524、一个或多个IPC驱动器525、一个或多个USB驱动器526、一个或多个WiFi驱动器527、一个或多个I/O设备驱动器528、和/或电源管理模块529。一个或多个I/O设备驱动器528包括用于外部I/O设备的设备驱动器，所述外部I/O设备包括可以通过端口120连接到移动计算设备110的设备。修改后的Android内核520可以包括其他驱动器和功能块，包括低存储器消除器(killer)、内核调试器、日志记录能力、和/或其他硬件设备驱动器。
图6更详细地图示根据各种实施例的Hydroid OS 660。Hydroid是能够运行为标准Linux发行版开发的几乎任何应用的完整的Linux OS。具体地，Hydroid OS 660的库层662包括支持网络连接、图形处理、数据库管理、和其他常用程序功能的Linux库。例如，用户库662可以包括标准Linux C库(glibc)664、Linux图形库662(例如，GTK等)、Linux实用程序库661、Linux数据库库、和/或其他Linux用户库。应用在Hydroid上、在使用X-Server674、窗口管理器673、和/或桌面环境672的X-窗口Linux图形环境内运行。图示的应用包括文字处理器681、电子邮件应用682、电子表格应用683、浏览器684、和一个或多个其他应用685。
在一个实施例中，Hydroid OS 660包括通过共享内核520便利于与Android OS430通信的跨环境通信框架的组件。这些组件包括IPC库663，所述IPC库663包括Android OS的绑定器IPC机制和远程通信服务671的基类。
在一个实施例中，Hydroid OS 660在Android根环境内创建的改变根目录的(利用“chroot”命令创建的)第二执行环境内运行。Hydroid OS 660内的进程和应用在第二执行环境内运行，使得被这些进程和应用看见的可见的根目录是第二执行环境的根目录。以这种方式，Hydroid OS 660可以在没有修改的情况下运行为标准Linux发行版写的程序，因为Linux用户库662对在改变根目录的第二执行环境中在Hydroid OS 660上运行的进程是可用的。
图7图示可以被用于引导OS架构300的组件的示例引导过程700。当系统经由硬件被通电时，引导过程700在步骤702开始。例如，用户可以经由开关或按钮接通移动计算设备110。
在步骤704，引导装载程序被加载到存储器(例如，RAM)中，其中从硬件或固件中传递引导自变量(argument)。在步骤706，引导装载程序设置根文件系统。在步骤708，引导装载程序配置存储器和网络支持。在这个步骤中，引导装载程序还可以配置调制解调器支持、低存储器保护和安全选项。在步骤710，引导装载程序定位共享内核320并且将其加载到存储器，根据需要传递内核自变量。引导装载程序启动共享内核320，在该点上共享内核320接管引导过程的控制。在一个实施例中，共享内核320是修改后的Android内核520。
在步骤712，共享内核320初始化用于硬件设备的驱动器。在这个步骤中，共享内核320还可以初始化存储器保护、虚拟存储器模块、和调度高速缓存。在步骤714，共享内核320初始化移动OS。在一个实施例中，共享内核运行用户空间初始化进程以便初始化AndroidOS 430。初始化进程读取描述Android OS 430的系统服务和附加系统参数的配置文件。在步骤716，启动移动OS框架，这通常包括启动运行时环境。在一个实施例中，通过初始化进程运行Android OS 430的根进程Zygote，并且该根进程初始化Dalvik虚拟Java机运行时环境。在步骤718，启动移动OS的一个或多个服务344。移动OS的一个或多个服务344通常包括电话服务、相机服务、GPS服务、和/或通信服务。在一个实施例中，Zygote启动Android OS430的主Android系统服务器，所述主Android系统服务器启动例如电话、相机、蓝牙等的Android服务。
在步骤720，初始化桌面OS。在一个实施例中，Android OS 430的初始化进程解析第二配置文件，并且执行命令并且运行在第二配置文件中配置的服务。在步骤722，在移动OS中启动桌面监视服务，其启动和监视桌面OS。在一个实施例中，在Android OS 430中启动桌面监视服务446。在步骤724，桌面监视服务建立用于桌面OS的单独的执行环境。在一个实施例中，Android OS 430的桌面监视服务446使用Linux chroot命令来设置Hydroid OS660的根文件系统内的单独的执行环境。桌面OS的单独的执行环境允许例如桌面OS具有与移动OS不同的用户库。在一个实施例中，Hydroid OS 660的用户库662在Android OS 430的用户库432的分开的执行环境中。具体地，每个OS中的应用和程序可以静态地或动态地链接到分别在每个OS内的库，而没有链接冲突或库兼容性问题。在步骤726，桌面监视服务启动一个或多个桌面OS服务374。在一个实施例中，这包括Hydroid OS 660的X-窗口系统674和Xfce桌面环境672。在步骤726之后，移动OS 130和桌面OS 160在移动计算设备110上的共享内核320上并发且独立地运行。
图8示出根据各种实施例的可以使用OS架构300的示例计算环境800。在计算环境800中，移动OS 130通过移动计算设备110的I/O设备提供移动计算体验。具体地，用户可以通过触摸屏116上的移动OS GUI 132和集成在移动计算设备110的移动计算设备硬件112中的其他I/O设备118与移动OS 130交互。
同时，桌面OS 160通过第二终端环境840提供完整的桌面计算体验。如图8中所示，第二终端环境840包括基座支架841。基座支架841包括通过接口122连接到移动计算设备的端口842(未示出)。基座支架841通过接口843连接到显示监视器844、键盘846、和/或一个或多个指点设备848。图8图示在第二终端环境840的显示监视器844上显示桌面OS GUI 162。可以在桌面OS GUI 162内的应用窗口882、884和/或886中显示在桌面OS 160上运行的应用382和384。
图9图示OS架构配置300a，所述OS架构配置300a更详细地示出OS架构配置300的各方面如何为对接的移动计算设备提供增强的用户体验。在OS架构300a中，移动计算设备110被对接到包括外部监视器844、键盘846、和一个或多个指点设备848的第二终端环境。例如，从用户的角度来看，OS架构300a可以与计算环境800对应，如图8中所示。在OS架构300a中，移动OS 130通过帧缓冲器916与移动计算设备110上的触摸屏显示器116相关联。桌面OS160通过帧缓冲器918与外部显示监视器944相关联。对于用户，键盘946、一个或多个指点设备948、和显示监视器944作为运行其自己的桌面OS 160的独立桌面计算机而操作，而移动计算设备110运行移动OS 130，用户通过触摸屏116上的移动OS GUI与所述移动OS 130连接。然而，如图9中所示，移动OS 130和桌面OS 160在例如图2中所示的移动处理器202的移动计算设备110中的处理器上的共享内核320上运行。在共享内核320上运行移动OS 130和桌面OS 160通过移动OS 130的GUI提供移动计算设备的用户体验，而通过与第二终端环境相关联的桌面OS 160的GUI而提供完整的桌面体验。
图9图示在没有虚拟化的开销的情况下移动OS 130和桌面OS 160如何在共享内核320上运行的各方面。例如，由共享内核320分配帧缓冲器916和帧缓冲器918，并且所述帧缓冲器916和帧缓冲器918与共享内核320中的帧缓冲器设备相关联。移动OS 130通过写入与帧缓冲器516相关联的共享内核320中的帧缓冲器设备而呈现移动OS 130的移动OS GUI(包括应用352和354)。然后，共享内核320的触摸屏显示器驱动器922写入移动OS帧缓冲器916，所述移动OS帧缓冲器916被输出到触摸屏116。桌面OS 160通过写入与帧缓冲器918相关联的共享内核320中的帧缓冲器设备而呈现桌面OS 160的桌面OS GUI(包括应用382和384)。然后，共享内核320的外部显示器驱动器926写入桌面OS帧缓冲器918，所述桌面OS帧缓冲器918通过端口120被输出到显示监视器944。在这方面，在没有由任一OS进行寻址的虚拟化的情况下，共享内核320提供由移动OS 130和桌面OS 160两者通过帧缓冲器设备对帧缓冲器存储器的直接访问。
例如，可以由桌面OS 160通过共享内核320中与帧缓冲器918相关联的帧缓冲器设备而呈现在桌面OS 160上运行的应用382和384。在OS架构300a中，在外部监视器944上显示帧缓冲器918。如图8中所示，应用382和384可以与在外部监视器844上显示的应用窗口882、884和/或886对应。
再次参考图9，移动OS 130和桌面OS 160在没有虚拟化的情况下通过共享内核320还可直接访问附接到移动计算设备110的输入设备。例如，桌面OS 160可以直接接受来自键盘946和一个或多个指点设备948的输入，而不需要虚拟设备或虚拟设备文件。具体地，在共享内核320的输入设备或设备文件没有被转换、映射或虚拟化的情况下，移动OS 130和桌面OS 160可以直接访问这些输入设备和/或设备文件。
为了改进在各种实施例中的用户体验，一些实施例可以包括各种特征以便利于在共享内核上运行的多个操作系统的跨环境合作。本发明的实施例可以包括用于OS管理、跨环境通信、跨环境应用呈现、环境之间的应用数据的转换、跨环境应用镜像映射(mirror)的各种特征。
根据各种实施例，可以在包括各种计算环境的计算系统中使用在共享内核上运行移动OS和桌面OS的移动计算设备。在这些实施例中，可以将移动计算设备对接到扩展移动计算设备的功能的各种设备。例如，可以将移动计算设备对接到平板计算机。在这个示例中，移动OS GUI可以被扩展到平板计算机的屏幕。例如，可以通过平板计算机的触摸屏连接移动OS。此外，可以将平板计算机对接到类似桌面的终端环境。当对接到类似桌面的终端环境时，可以恢复桌面OS并且为终端环境配置桌面OS。
在一些实施例中，创新的跨环境通信框架(“CECF”)允许独立和并发地(例如，在相同的内核上)运行的两个操作系统中的应用之间的快速通信。实施例包括允许应用(app)对应用通信的扩展IPC机制。例如，应用可以向远程通信服务器登记以便能够以同步和/或异步的方式通信(例如，同步数据、设置等)。
在其他实施例中，提供在共享内核上并发并且独立地运行的单独的操作系统中运行的两个类似的应用之间的应用数据的无缝转换。在实施例中，这可以使用像CECF的框架来实施。例如，移动电子表格应用和桌面电子表格应用都被安装在移动计算设备上。当设备被解除对接时，在对于基于移动的电子表格在需要时格式化所有电子表格数据的情况下使用移动应用。当将设备对接在笔记本或桌面终端环境(例如，智能本)中时，桌面电子表格程序自动打开，并且最新的电子表格数据在桌面电子表格应用中无缝地可用。
在其他实施例中，在一个操作系统中运行的应用可以在由第二操作系统提供的环境内显示，其中这两个操作系统在共享内核上独立和并发地运行。例如，在桌面OS的桌面环境内，用户可以启动将从移动OS(例如，通过X11-型终端，不通过移植应用或运行虚拟化的移动OS)运行的移动应用。值得注意的是，不管移动应用是否当前正在移动OS GUI中被显示，所述应用可以是在移动设备上存储的任何移动应用。
在其他实施例中，在第一OS中运行的应用可以在由第二OS提供的环境内显示，其中这两个操作系统在共享内核上独立和并发地运行。用于第一OS的图形数据由第二OS直接访问。具体地，在共享存储器空间中保留第一OS中的应用的所有表面(surface)。第一OS的图形服务器通过向为所述表面分配的存储器传递文件描述符而与第二OS中的客户端应用通信。在一个实施方式中，改变根目录的Linux操作系统(即，Hydroid)和Android操作系统并发地运行在移动设备上的单个Android内核上。Hydroid中的X11客户端连接到Android中的图形服务器(“SurfaceFlinger”)以便请求某个表面的信息，并且Android内的服务(“Hydroid Bond”)登记X11客户端以便接收用于所述表面的绘图通知。
在其他实施例中，移动计算设备检测对接的环境，并且配置第二OS以便利用所述对接的环境，其中所述第二OS在共享内核上与第一OS独立和并发地运行。在一个实施方式中，改变根目录的Linux操作系统(即，Hydroid)和Android操作系统在移动设备上的单个Linux内核上并发地运行。当移动设备没有被对接时，针对移动设备的上下文(例如，输入/输出能力、电源管理、通信等)调整Android操作系统。当移动设备被与笔记本计算机对接时，移动设备自动检测笔记本计算机环境并且配置Linux环境以便充分利用该笔记本计算机环境。
在其他实施例中，移动计算设备自动检测对接的环境，并且唤醒暂停的、全特征的第二操作系统以在对接的环境中使用。在一个实施方式中，改变根目录的Linux操作系统(即，Hydroid)和Android操作系统总是在移动设备上的单个Linux内核上并发地运行。当移动设备没有对接时，Android操作系统驱动移动设备显示器等，并且Linux操作系统处于暂停模式(例如，其仍可以使用CECF)。当移动设备与笔记本计算机对接时，移动设备自动检测笔记本计算机环境，并且唤醒Linux操作系统以便支持笔记本计算机环境。
在其他实施例中，在第一OS中运行的应用被镜像映射到第二OS的显示窗口(例如，在单独的显示器上)，其中这两个操作系统在共享内核上独立和并发地运行。例如，与第二OS相关联的显示器(即，第二OS GUI)显示在其中镜像映射了第一OS GUI的窗口。实施例通过将帧缓冲器从移动环境复制到桌面环境而有效地实施这个功能。值得注意的是，所述窗口可以充分地模仿移动设备的使用(而非通常能够运行移动应用)。
在其他实施例中，提供对所对接的环境的完整交互支持以便重定向和/或镜像映射应用。例如，可以在有限的触摸屏能力以及没有键盘、鼠标、或其他输入设备的情况下配置移动计算设备。所述移动设备被对接在具有先进的触摸屏和触笔支持以及连接的外部键盘的平板计算机中。当在平板计算机显示器上的桌面环境中显示移动应用时，即使在移动设备上正在显示的相同应用具有更有限的交互性，用户也可以使用平板计算机环境的完整输入/输出能力与移动应用交互。
如上面描述的，在一个实施例中Android移动OS和Linux桌面OS(即，Hydroid)在单个移动计算设备的相同的共享内核上并发地运行。Android移动OS通过移动计算硬件提供移动计算体验，并且Linux桌面OS通过具有与Linux OS相关联的用户体验概况的第二终端环境而提供桌面计算机体验。然而，其他OS组合被设想为在本发明的各种实施例内。例如，本发明的各方面可以被用于在共享内核上运行Windows Mobile和Windows 7或者被用于运行共享共同内核-模式进程的Windows Mobile和Windows 7。作为另一示例，在共享内核上运行的iOS和Mac OS X也在各种实施例的范围内。此外，由在共享内核上运行的嵌入式OS和桌面或移动OS的组合可以有利地使用本发明的各方面。
为了图示和描述的目的提出上述描述。此外，所述描述不意欲将本发明的实施例限制为在这里公开的形式。虽然上面讨论了许多示例方面和实施例，本领域技术人员将认识到其某些变化、修改、置换、增加、和子组合。
可以由能够执行对应功能的任何合适的手段来执行上面描述的方法的各种操作。所述手段可以包括一个或多个各种硬件和/或软件组件和/或模块，包括但不限于电路、专用集成电路(ASIC)、或处理器。
可以利用被设计为执行在这里描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、现场可编程门阵列信号(FPGA)、或其他可编程逻辑设备(PLD)、分立门(discretegate)、或晶体管逻辑、分立硬件组件、或其任何组合来实施或执行所描述的各种说明性逻辑块、模块、和电路。通用处理器可以是微处理器、但在替换方案中，处理器可以是任何市售处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实施为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核结合的一个或多个微处理器、或任何其他这样的配置。
可以直接用硬件、用由处理器执行的软件模块、或用所述两者的组合实施结合本公开描述的方法或算法的步骤。软件模块可以在任何形式的有形存储介质中存在。可以使用的存储介质的一些示例包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除盘和CD-ROM等。存储介质可以被耦接到处理器，使得处理器可以从存储介质中读取信息和向存储介质写信息。在替换方案中，存储介质可以被集成到处理器中。软件模块可以是单个指令或许多指令，并且可以在几个不同的代码段上、在不同程序中、以及跨多个存储介质分布。
在这里公开的方法包括用于实现所描述的方法的一个或多个动作。所述方法和/或动作可以彼此互换，而不背离权利要求的范围。换句话说，除非指定动作的具体顺序，否则可以修改具体动作的顺序和/或用途，而不背离权利要求的范围。
可以用硬件、软件、固件或其任何组合实施所描述的功能。如果用软件实施，则所述功能可以被存储为有形的计算机可读介质上的一个或多个指令。存储介质可以是可以由计算机访问的任何可用有形介质。作为示例而不是限制，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM、或其他光盘贮存器、磁盘贮存器、或其他磁贮存设备、或可用于以指令或数据结构的形式携带或存储所需程序代码并且可以由计算机访问的任何其他有形介质。如在这里使用的，盘(disk)和碟(disc)包括致密碟(CD)、激光碟、光学碟(opticaldisc)、数字通用碟(DVD)、软盘和碟，其中盘通常磁性地再现数据，而碟利用激光光学地再现数据。
因此，计算机程序产品可以执行在这里提出的操作。例如，这样的计算机程序产品可以是具有在其上有形地存储(和/或编码)了指令的计算机可读有形介质，可由一个或多个处理器执行所述指令以便执行在这里描述的操作。计算机程序产品可以包括封装材料(packaging material)。
还可以经由传输介质传输软件或指令。例如，可以使用例如同轴电缆、光缆、双绞线、数字用户线(DSL)的传输介质、或例如红外线、无线电或微波的无线技术从网站、服务器、或其他远程源传输软件。
此外，可以由用户终端和/或基站适当地下载和/或以其他方式获得用于执行在这里描述的方法和技术的模块和/或其他合适的装置。例如，这样的设备可以被耦接到服务器以便利于传递执行在这里描述的方法的装置。可替换地，可以经由贮存装置(例如，RAM、ROM、诸如CD或软盘的物理存储介质等)提供在这里描述的各种方法，使得用户终端和/或基站可以在将贮存装置耦接到或提供到所述设备时获得各种方法。此外，可以使用用于向设备提供这里描述的方法和技术的任何其他适当的技术。
其他示例和实施方式在本公开和所附权利要求的范围和精神内。例如，由于软件的本质，可以使用由处理器、硬件、固件、硬连线、或这些项目中的任何项目的组合执行的软件来实施上面描述的功能。实施功能的特征还可以在物理上位于各种位置，包括被分布使得在不同的物理位置处实施功能的多个部分。此外，如在这里使用的，包括在权利要求中，如在由“至少一个”结尾的项目列表中使用的“或”表示选言列表(disjunctive list)，使得例如“A、B或C中的至少一个”的列表意味着A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即，A和B和C)。此外，术语“示例的”不意味着所描述的示例是优选的或比其他示例更好。
可以做出对在这里描述的技术的各种改变、替代和变更，而不背离如由所附权利要求定义的教导的技术。此外，本公开和权利要求的范围不限于上面描述的过程、机器、制造品、物质的组合、装置、方法、和动作的特定方面。可以使用现有的或后来开发的、执行与在这里描述的对应方面基本相同的功能或实现基本相同的结果的过程、机器、制造品、物质的组合、装置、方法或动作。因此，所附权利要求在它们的范围内包括这样的过程、机器、制造品、物质的组合、装置、方法、或动作。

Claims (16)

1.一种计算系统，包括：
计算设备，包括：
在共享内核上第一执行环境中运行的移动操作系统，所述移动操作系统具有支持第一应用的第一应用框架；
在所述共享内核上第二执行环境中与所述移动操作系统并发地运行的桌面操作系统，所述桌面操作系统具有支持第二应用的第二应用框架，其中所述第二应用与所述第一应用框架不兼容，并且所述移动操作系统和所述桌面操作系统在没有虚拟化的情况下在所述共享内核上并发地运行；以及
物理存储设备，
其中所述移动操作系统与所述物理存储设备中的第一帧缓冲器相关联，所述桌面操作系统与所述物理存储设备中的第二帧缓冲器相关联，所述第一帧缓冲器和所述第二帧缓冲器中的每一个与所述共享内核中的相应的第一帧缓冲设备和第二帧缓冲设备相关联，
其中，所述移动操作系统通过将图形数据写入所述第一帧缓冲设备来呈现相关联的第一图形用户界面，所述共享内核的外部显示驱动器然后将所述图形数据写入所述移动操作系统帧缓冲器以供所述计算设备输出，以及
其中，所述桌面操作系统通过将所述图形数据写入到所述第二帧缓冲设备来呈现相关联的第二图形用户界面，所述共享内核的外部显示驱动器然后将所述图形数据写入所述桌面操作系统帧缓冲器以供所述计算设备输出。
2.如权利要求1所述的计算系统，其中所述移动操作系统包括所述第一执行环境中的第一组用户库，其中所述移动操作系统和所述桌面操作系统在所述共享内核上独立运行，其中所述移动操作系统和所述桌面操作系统通过内核接口而不用虚拟化的存储器或输入/输出访问来进行系统调用，并且其中所述第二应用与所述第一组用户库不兼容。
3.如权利要求1所述的计算系统，其中所述移动操作系统和所述桌面操作系统中的每一个能够访问所述计算设备的存储器和系统资源，并且其中所述共享内核在所述计算设备的移动处理器上运行。
4.如权利要求1所述的计算系统，其中，还包括辅助终端环境，其中所述桌面操作系统与所述辅助终端环境相关联。
5.如权利要求1所述的计算系统，还包括辅助终端环境，其中所述计算设备和所述辅助终端环境与包括显示器接口和串行通信接口的单个基座连接器连接。
6.根据权利要求1所述的计算系统，其中所述计算设备还包括第一显示设备，并且其中所述第一帧缓冲器与所述第一显示设备相关联并向所述第一显示设备输出。
7.根据权利要求6所述的计算系统，还包括辅助终端环境，其中所述辅助终端环境包括第二显示设备，并且其中所述第二帧缓冲器与所述第二显示设备相关联并向所述第二显示设备输出。
8.根据权利要求7所述的计算系统，其中所述第二应用通过所述第二帧缓冲器显示在所述第二显示设备上，并且其中所述计算设备基于所述计算设备是否对接到另一计算设备来选择所述第一操作系统和第二操作系统中的一个作为主操作系统。
9.根据权利要求1所述的计算系统，所述计算设备还包括物理储存设备，其中所述第二执行环境与所述物理储存设备上的第一执行环境在逻辑上隔离。
10.根据权利要求1所述的计算系统，还包括连接到所述计算设备的输入设备，其中来自所述输入设备的输入命令对所述第一执行环境中的所述移动操作系统和对所述第二执行环境中的所述桌面操作系统可用。
11.如权利要求10所述的计算系统，其中所述桌面操作系统通过所述共享内核访问来自于所述输入设备的输入命令，并且其中由在所述桌面操作系统中执行的应用直接访问来自于在所述移动操作系统中执行的应用的图形数据，由此将所述移动操作系统中的应用程序的表面保持在共享存储器空间中并且通过将文件描述符传递到所述共享存储器而传递到桌面操作系统中的应用程序。
12.根据权利要求1所述的计算系统，其中使用引导过程来配置所述计算设备，所述引导过程包括以下步骤：
响应于通电事件，启动引导加载程序；
由所述引导加载程序建立所述第一执行环境；
由所述引导加载程序启动所述共享内核；
由所述共享内核初始化所述移动操作系统；
由所述共享内核启动所述第一应用框架；
在所述移动操作系统中启动桌面监视服务；
由所述桌面监视服务在所述第一执行环境内建立所述第二执行环境；以及
由所述桌面监视服务启动所述第二应用框架。
13.一种在移动计算设备的单个物理处理器上提供多个操作系统的方法，所述方法包括：
在移动操作系统上运行第一应用，所述移动操作系统在共享内核上运行并且具有第一应用框架；
在桌面操作系统上运行第二应用，所述桌面操作系统与所述移动操作系统在所述共享内核上并发地运行并且具有第二应用框架，其中所述第二应用与所述第一应用框架不兼容，并且其中所述移动操作系统和桌面操作系统通过内核接口而不用虚拟化的存储器或输入/输出访问来进行系统调用，其中所述移动操作系统和所述桌面操作系统独立地在所述共享内核上运行，其中所述移动操作系统和所述桌面操作系统在没有虚拟化的情况下在所述共享内核上并发地运行；以及其中所述移动操作系统和所述桌面操作系统中的每一个能够访问所述计算设备的存储器和系统资源；
由所述共享内核分配与所述移动操作系统相关联的第一帧缓冲存储器；
由所述共享内核分配与所述桌面操作系统相关联的第二帧缓冲存储器；
由所述移动操作系统通过所述共享内核呈现所述第一帧缓冲存储器中的所述第一应用；以及
由所述桌面操作系统通过所述共享内核呈现所述第二帧缓冲存储器中的所述第二应用，其中所述第一帧缓冲存储器和所述第二帧缓冲存储器中的每一个与共享内核中的相应的第一帧缓冲设备和第二帧缓冲设备相关联，其中，所述移动操作系统通过将图形数据写入所述第一帧缓冲设备来呈现相关联的第一图形用户界面，所述共享内核的外部显示驱动器然后将所述图形数据写入所述移动操作系统帧缓冲存储器以供所述计算设备输出，其中，所述桌面操作系统通过将所述图形数据写入到所述第二帧缓冲设备来呈现相关联的第二图形用户界面，所述共享内核的外部显示驱动器然后将所述图形数据写入所述桌面操作系统帧缓冲存储器以供所述计算设备输出。
14.一种包括存储用于物理处理器的指令的计算机可读介质的计算设备，所述指令在被执行时使所述处理器执行以下步骤：
在共享内核上第一执行环境中运行移动操作系统，所述移动操作系统具有支持第一应用的第一应用框架；
在所述共享内核上第二执行环境中与所述移动操作系统并发地运行桌面操作系统，所述第二操作系统具有支持第二应用的第二应用框架，其中所述第二应用与所述第一应用框架不兼容，其中所述移动操作系统和所述桌面操作系统中的一个是主机操作系统，并且所述移动操作系统和所述桌面操作系统中的另一个是客户操作系统，其中在所述移动操作系统和所述桌面操作系统的并发执行期间没有为所述客户操作系统建立不同的地址空间来与所述主机操作系统并发地执行所述客户操作系统和/或没有模拟对所述客户操作系统的输出或输出，其中所述计算设备包括智能电话；
由所述移动操作系统通过所述共享内核在所述第一帧缓冲存储器中呈现所述第一应用；和
由所述桌面操作系统通过所述共享内核在所述第二帧缓冲存储器中呈现所述第二应用，其中所述第一帧缓冲存储器和所述第二帧缓冲存储器中的每一个与共享内核中的相应的第一帧缓冲设备和第二帧缓冲设备相关联，其中，所述移动操作系统通过将图形数据写入所述第一帧缓冲设备来呈现相关联的第一图形用户界面，所述共享内核的外部显示驱动器然后将所述图形数据写入所述移动操作系统帧缓冲存储器以供所述计算设备输出，其中，所述桌面操作系统通过将所述图形数据写入到所述第二帧缓冲设备来呈现相关联的第二图形用户界面，所述共享内核的外部显示驱动器然后将所述图形数据写入所述桌面操作系统帧缓冲存储器以供所述计算设备输出。
15.根据权利要求14所述的计算设备，其中所述移动操作系统和所述桌面操作系统在没有虚拟化的情况下在所述共享内核上并发地运行，其中所述第一操作系统和第二操作系统独立地在所述共享内核上运行，并且其中所述第二执行环境包括改变根目录的环境。
16.根据权利要求14所述的计算设备，其中，所述移动操作系统和所述桌面操作系统中的每一个能够对所述计算设备的存储器和系统资源进行访问，其中所述移动操作系统和所述桌面操作系统在没有虚拟化的情况下在所述共享内核上运行，并且进一步包括移动电话能力。
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