CN1502075A - 在嵌入式环境中加载和执行应用程序的方法 - Google Patents

Abstract

一种嵌入式环境，比如在移动通信设备中的情况，具有一个非易失性存储器(106)，用于存放应用程序文件。非易失性存储器包括指定为运行区域(202)的若干区段，其中安装着应用程序，而且从该处执行应用程序。安装了应用程序之后，确定应用程序调用代码的其它部分以及被调用代码部分所用的物理地址(308)，以该物理地址把应用程序写入运行区域，并且从运行区域执行。

Description

在嵌入式环境中加载和执行应用程序的方法

技术领域

一般说来，本发明涉及调用和执行应用程序的若干方法，更确切地说，涉及在嵌入式系统的有限资源中调用和执行应用程序的方法。

背景技术

在市场上有了越来越多的小型的、资源有限的计算设备。这些设备包括诸如移动通信设备、个人数字助理、所谓的掌上电脑等等。近来努力实现使这些设备连接到因特网，并且加载并执行某些应用程序，比如便携代码应用程序或者java应用程序。不过，这些嵌入式环境具有的计算资源通常不像普通的通用电脑那样具有随机存储器(RAM)或者复杂、完善的文件系统。

在嵌入式设备中调用应用程序时，其环境中的有限资源引起了一个问题。出现的一个问题是如何加载和执行应用程序，以及确定在执行期间代码应当在驻留设备存储器中的位置。要解决这个问题，有两种常规的方法。首先，可以把应用程序完全加载到RAM中。把应用程序加载到RAM中将需要与应用程序文件规模同样大的RAM，为了保存变量和数据结构还需要一些另外的RAM。不过典型情况下，在这些设备中没有配备充裕的RAM，因而限制了这种方法的使用。另一种方法是在代码执行时驻留在文件系统中。这就需要相当完善的文件系统，以便进行大量的“内务工作”，比如更新类的指针。同样，因为嵌入式环境中资源有限，这也不是理想的方法。无论使用哪种方法，如果代码被移动了，或者应用程序可能调用的其它代码被移动了，在运行时就会出现问题，正如在普通的通用电脑中管理应用程序时的情况。这是因为在运行时连接程序不得不更新调用其它的例程、数据等所用的指针。所以需要有一种方法，在不使用过多的RAM，也不需要完善的文件管理系统的情况下，加载和执行应用程序。

附图简要说明

图1显示了一台嵌入式计算设备的框图；

图2显示了依据本发明的一个数据结构组织的存储器分配图；以及

图3是一幅流程图，显示了依据本发明的一个嵌入式系统中加载和执行应用程序的一种方法。

具体实施方式

虽然本说明书包括了定义本发明新颖特征的权利要求书，仍然有理由相信，参考以下的说明与附图，将会更好地理解本发明。其中相同的引用号一直沿用。本发明通过在非易失性存储器中安装应用程序，并且从非易失性存储器执行应用程序，解决了RAM使用和运行时延迟的问题。这样做还有另外的优点：当设备关闭时保存应用程序，因此以后开动该设备时就不必再次安装应用程序。

现在参看图1，其中显示了一台嵌入式计算设备100的框图。确切地说，该框图仅仅显示了控制器102和两种形式的存储器，RAM104和非易失性存储器106，通过一条总线108连接到控制器。一条芯片选择线110使控制器能够访问每个存储器。一般说来，控制器是一个微控制器或者微处理器，正如业内常见的情况。同样，RAM 104是常规的高速缓存。非易失性存储器包括一部分可编程的存储器。在本优选实施例中，非易失性存储器是所谓的闪存。非易失性存储器用于存放运行该设备的可执行代码，以及用户希望存放的数据。另外，依据本发明，非易失性存储器具有专用的存储器空间，用于安装应用程序，它们从安装在非易失性存储器中的位置执行，正如下文中的介绍。

现在参看图2，其中显示了依据本发明的一个数据结构组织的存储器分配图200。区段202表示运行区域专用的存储器空间，该处安装着应用程序，比如java的小应用程序和其它的可移植代码，在用户或者应用程序管理器的动作清除之前，一直驻留。运行区域必须是该设备可编程的，优选情况下也是可擦除的。该存储器的另一个区段可以用于存放应用程序文件204。应用程序文件包含着压缩的可执行代码，以及各种文件，比如许可证文件、说明文件和为了安全目的而证明应用程序文件的源程序所用的文件。在本发明的一个实施例中，使用一个运行区域管理器206来管理运行区域中安装的应用程序。由于存储器空间可能有限，而用户可能希望安装的应用程序大于可用的空间，该管理器决定哪个或哪些应用程序能够卸载，或者说从存储器擦除，以便安装新的应用程序。该运行区域管理器能够以一个用户界面的形式实现，使得用户能够选择哪个已安装的应用程序要删除，或者通过例如保持运行区域中当前安装之应用程序的一个使用近况记录，使之对于用户是透明的，当需要安装一个新的应用程序时，运行区域管理器卸载最早使用的应用程序。如果已删除的应用程序以后还需要执行，运行区域管理器只须擦除最早使用的应用程序，再重新安装前期已删除的应用程序。这样做需要常规的运行时连接，但是总的来说，在非易失性存储器中安装应用程序能够节约时间。由加载器存储器空间208中的代码进行安装、连接和执行。在本优选实施例中，也是通过执行可移植代码而提供嵌入式环境，比如一种kJava虚拟机，或者说KVM，它也可以驻留在加载器存储器空间中。加载器和KVM以常规方式工作。当然，嵌入式环境也包括执行其它功能的其它代码210，比如用户界面、收发器控制、音频控制等。一种重要的应用程序是存储器或者说介质管理器，比如闪存管理器(FMM)，正如业内周知。FMM控制着其它应用程序、算法和例程需要的低级别存储器操作。例如，FMM按照加载器的指令，对运行区域中一个应用程序的进行安装。因此，加载器决定它要在存储器中做什么，而FMM通过管理闪存而执行这些指令。

现在参看图3，它是一幅流程图300，显示了依据本发明的一个嵌入式系统中加载和执行应用程序的一种方法。为了安装和执行一个应用程序，第一个步骤是该设备获取一个存档文件(302)。通过从网络连接比如因特网连接的一台服务器下载该存档文件，就能够做到这一点。在一个实施例中，预期该设备为移动通信设备，比如可上网手机等。另外，存档文件可能是例如一个java存档文件或者说JAR。用于移动设备比如移动电话设备的Java标准说明书已经出版，所以有开发商正在开发此类设备上使用的java应用程序。不过，对于PDA和其它此类设备也是如此。也可以通过与例如一台通用电脑的本地连接下载存档文件，将它加载到该设备。可以通过一个串口，比如RS-232，建立一个本地连接。

在该设备获取存档文件时，它必须将其存放在存储器中(304)。把存档文件存放在存储器中，是通过将该文件保存在非易失性存储器106中而实现的。下载存档文件的过程也可能包括为了安全的目的而鉴别文件。获取和存放了存档文件之后，该文件可能处于闲置状态，直到该设备的用户决定安装存档文件中的应用程序，或者某种其它代码可能调用的应用程序。无论何种情况引起应用程序为了执行而安装，要做的第一件事就是对应用程序解压。在RAM中，或者在非易失性存储器中，应用程序可能处于压缩状态，以便存储器空间能够存放。然后分析应用程序代码。由分析确定应用程序产生之调用的逻辑地址。在本优选实施例中，应用程序处于可以在虚拟机环境下执行的字节代码中，比如java。众所周知，可以由一个连接器/加载器应用程序进行分析。不过，与其它可移植代码环境的一种基本差异在于，连接器/加载器或者类似应用程序要确定分析期间确定的逻辑地址对应的物理地址(308)。这样做就不再需要所谓的“间接访问”。也可以预期如果精确地知晓将要安装应用程序的存储器空间，比如预先选定的运行区域存储器空间，连接器/加载器就能够确定从起点开始的物理地址，而不必首先确定逻辑地址。确定物理地址后就不必使用指针了，也不必间接访问。

一旦确定了物理地址，加载器就能够开始把应用程序代码写入一个指定的运行区域(310)。应用程序代码安装之后，就包含着调用代码的各种其它部分所需的物理地址。这样做就不必更新指针，不同于把应用程序安装在RAM中的情形。在后一种情况下，RAM的内容往往会移动，以便容纳其它的文件和数据结构。使用非易失性存储介质以及使用物理地址，就不必以常规的方式维持指针，因为字节代码一旦安装在非易失性存储器中之后，就绝不会移动。另外，与应用程序安装在RAM中的虚拟机环境下的情况不同，把应用程序安装在非易失性存储器中，使得设备关闭之后仍然能够保持应用程序，再开动设备时不必重新安装。执行应用程序时，是在非易失性存储器中的位置执行。在位置上执行应用程序(312)，得到了例如FMM的帮助。应用程序的执行可以在用户输入后进行，或者由另一个应用程序或其它软件入口调用时进行。

因此本发明提供了一种方法，用于在嵌入式环境下加载和执行一个应用程序。本方法包括在非易失性存储器中提供一个预先选定的运行区域存储器空间，其中存放着应用程序，以及下载一个包含着应用程序压缩版本的存档文件。典型情况下，该存档文件存放在存储器空间中的非易失性存储器内。要安装应用程序时，嵌入式环境开始将应用程序的压缩版本解压，并且确定一旦应用程序安装在运行区域存储器空间中之后，它所用的物理地址。最后，以对应的物理地址把应用程序写入运行区域存储器空间。应用程序一旦安装之后，该设备就可以从运行区域执行应用程序。

在移动通信设备的情况下，比如可上网手机，本发明提供了一种方法，用于在移动通信设备中加载和安装java应用程序。同样，在移动通信设备中，本方法包括在移动通信设备的非易失性存储器中提供一个预先选定的运行区域存储器空间，其中存放着应用程序。一旦移动通信设备运行，用户就能够浏览因特网，找到适当的应用程序，通过移动通信设备和通信服务基础设施装备之间的空中接口，从一台因特网服务器开始下载一个java存档(JAR)文件，正如业内周知。典型情况下，JAR文件包含着应用程序的一个压缩的字节代码版本以及一个鉴别文件，比如以开发商的公钥签署的一个数字证书。用户决定安装该应用程序时，移动通信设备开始对应用程序的压缩版本进行解压，以便获得应用程序的字节代码。在此过程期间的某个时刻，移动通信设备也开始使用鉴别文件鉴别JAR文件。把字节代码写入运行区域之前，移动通信设备要确定应用程序安装在运行区域存储器空间后使用的物理地址，然后以对应的物理地址把应用程序的字节代码写入运行区域的存储器空间。调用该应用程序时，使用一种java虚拟机环境从运行区域执行该应用程序。

所以本发明通过把应用程序加载到指定的或者说预先选定的非易失性存储器空间中，使用物理地址而不是指针，以及从非易失性存储器执行应用程序代码，从而避免了常规方法在安装和执行应用程序时产生的问题。这种技术使得应用程序能够保持在存储器中，使应用程序能够再次调用而无须像常规方法那样重新经历安装过程。由于这些理由，在java和其它可移植代码的环境下，这种便捷的发明尤为有用。

虽然已经展示和介绍了本发明的若干优选实施例，但是应当清楚，本发明并不局限于此。在不脱离附带的权利要求书定义的、本发明的实质和范围的情况下，本领域的技术人员将会作出无数的修改、改变、变化、替代等行为。

Claims (10)

1.一种在嵌入式环境下加载和执行应用程序的方法，包括：

在非易失性存储器中提供一个预先选定的运行区域存储器空间，其中存放着应用程序；

下载一个存档文件，该存档文件包含着应用程序的一个压缩版本；

对应用程序的压缩版本进行解压；

确定一旦应用程序安装在运行区域存储器空间中之后，它所用的物理地址；以及

以对应的物理地址把应用程序写入运行区域存储器空间。

2.根据权利要求1所述的在嵌入式环境下加载和执行应用程序的方法，其特征在于，提供的步骤包括在闪存中提供预先选定的运行区域存储器空间。

3.根据权利要求1所述的在嵌入式环境下加载和执行应用程序的方法，进一步包括从运行区域存储器空间执行应用程序。

4.根据权利要求1所述的在嵌入式环境下加载和执行应用程序的方法，其特征在于，应用程序为字节代码形式的java应用程序。

5.一种在移动通信设备中加载和安装java应用程序的方法，包括：

在移动通信设备的非易失性存储器中提供一个预先选定的运行区域存储器空间，其中存放着应用程序；

通过空中接口，从一台因特网服务器下载一个java存档(JAR)文件，JAR文件包含着应用程序的一个压缩的字节代码版本以及一个鉴别文件；

对应用程序的压缩版本进行解压，以便获得应用程序的字节代码；

使用鉴别文件鉴别JAR文件；

确定一旦应用程序安装在运行区域存储器空间之后使用的物理地址；以及

以对应的物理地址把应用程序的字节代码写入运行区域的存储器空间。

6.根据权利要求5所述的在移动通信设备中加载和安装java应用程序的方法，进一步包括使用一种java虚拟机环境，从运行区域存储器空间执行该应用程序。

7.根据权利要求5所述的在移动通信设备中加载和安装java应用程序的方法，其特征在于，提供的步骤包括在闪存中提供预先选定的运行区域存储器空间。

8.一种在嵌入式环境下加载和执行应用程序的方法，包括：

在非易失性存储器中提供一个预先选定的运行区域存储器空间，其中存放着应用程序；

从一台因特网服务器下载应用程序；

在非易失性存储器内的存储器空间中存放该应用程序；

确定一旦应用程序安装在运行区域存储器空间中之后，它所用的物理地址；

以对应的物理地址把应用程序写入运行区域存储器空间；以及

从运行区域存储器空间执行该应用程序。

9.根据权利要求8所述的在嵌入式环境下加载和执行应用程序的方法，其特征在于，提供的步骤包括在闪存中提供预先选定的运行区域存储器空间。

10.根据权利要求8所述的在嵌入式环境下加载和执行应用程序的方法，其特征在于，应用程序为字节代码形式的java应用程序，并且执行过程包括使用一种java虚拟机环境，执行java字节代码。

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