專利名稱：基于arm的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺及利用它的加載方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加載應(yīng)用程序的平臺及加載方法，尤其涉及用于移動通信終端的加載應(yīng)用程序的平臺及加載方法。
背景技術(shù)：
關(guān)于移動終端的數(shù)據(jù)可下載是指，當(dāng)移動終端如手機(jī)在賣給用戶之后，允許終端用戶自行通過數(shù)據(jù)線或某種無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議途徑，將圖片、鈴聲、電話簿等信息載入手機(jī)。
關(guān)于移動通信的應(yīng)用程序可下載是指，手機(jī)能支持將某些獨(dú)立的可選擇可替換的軟件模塊并且將其下載到手機(jī)中以實(shí)現(xiàn)不同的擴(kuò)展功能。相比之下，應(yīng)用程序可下載的下載對象已經(jīng)從某種固定格式的純數(shù)據(jù)擴(kuò)展成由指令集構(gòu)成的運(yùn)算代碼，因而，它具更靈活的可擴(kuò)展性。目前，這種功能可擴(kuò)展性已被看作是“智能手機(jī)”的重要功能之一。
由于硬件條件的限制，移動終端對應(yīng)用程序的下載還有很大的局限性，但它作為移動終端增值服務(wù)的一個重要組成部分一直存在于高端產(chǎn)品中。當(dāng)前，較多采用J2ME來下載應(yīng)用程序。雖然，J2ME有豐富的應(yīng)用程序的支持，但它也存在以下的不足之處(1)空間上JAVA虛擬機(jī)本身的體積還是過大，盡管其聲稱可裁減，但動輒幾百k字節(jié)的消耗仍然讓低端手機(jī)望而卻步。(2)時(shí)間上JAVA虛擬機(jī)解釋執(zhí)行的時(shí)間消耗是巨大的，運(yùn)行速度非常受限。(3)開發(fā)和費(fèi)用上J2ME解決方案由國際知名的大公司提出，起步早，功能穩(wěn)定強(qiáng)大，有豐富的第三方擴(kuò)展庫和應(yīng)用程序的支持，目前是業(yè)界的主流解決方案之一。但采用這種解決方案的代價(jià)也是非常昂貴的，從硬件到操作系統(tǒng)，開發(fā)商無一不要為此承擔(dān)高額成本，且技術(shù)門檻高，開發(fā)和維護(hù)成本大，因此不易進(jìn)入低端手機(jī)市場。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，旨在提供一種不依賴于操作系統(tǒng)和軟件構(gòu)架的基于ARM(Adanced RISC Machines，是處理器內(nèi)核設(shè)計(jì)公司的名稱，也是其所設(shè)計(jì)的處理器的通稱)的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺(BinaryExecution Environment，簡稱BEE)以及利用該二進(jìn)制執(zhí)行平臺加載應(yīng)用程序的加載方法。
本發(fā)明的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺是基于ARM將應(yīng)用程序加載到系統(tǒng)端的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺，其特征在于，包括由系統(tǒng)端為應(yīng)用程序提供的系統(tǒng)端接口層；由應(yīng)用程序?yàn)橄到y(tǒng)端提供的應(yīng)用程序端接口層；用于開發(fā)應(yīng)用程序的應(yīng)用程序開發(fā)包；以及用于將應(yīng)用程序加載到系統(tǒng)端的應(yīng)用程序加載單元，其中，所述應(yīng)用程序加載單元將應(yīng)用程序的運(yùn)行域定位到系統(tǒng)端的預(yù)留內(nèi)存以將應(yīng)用程序加載到系統(tǒng)端的上述預(yù)留內(nèi)存中。
最好，所述二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺在生成應(yīng)用程序映象時(shí)指定一個分散加載文件，所述分散加載文件用于在系統(tǒng)端的上述預(yù)留內(nèi)存中指定系統(tǒng)端接口層和應(yīng)用程序端接口層的地址。
最好，所述應(yīng)用程序端接口層的地址在所述系統(tǒng)端接口層之后。
最好，所述二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺的處理CPU為ARM核32位處理器。
最好，所述系統(tǒng)端是移動終端。
最好，所述移動終端可以是PHS、GSM、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WiFi，但不局限于這些移動終端。
最好，所述應(yīng)用程序可以存儲在任何存儲介質(zhì)上。
最好，所述應(yīng)用程序采用用于防止偽造或竄改的簽名技術(shù)。
最好，所述應(yīng)用程序采用用于防止復(fù)制傳播的DRM技術(shù)。
本發(fā)明的利用二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺加載應(yīng)用程序的方法是基于ARM將應(yīng)用程序加載到系統(tǒng)端的方法，所述應(yīng)用程序包含接口層、應(yīng)用程序代碼以及數(shù)據(jù)，其特征在于，在該方法中，在加載應(yīng)用程序之前，所述接口層包括應(yīng)用程序?yàn)橄到y(tǒng)端提供一個虛擬的系統(tǒng)端接口層和一個真實(shí)的應(yīng)用程序端接口層、以及系統(tǒng)端為應(yīng)用程序提供一個虛擬的應(yīng)用程序端接口層和一個真實(shí)的系統(tǒng)端接口層，在加載應(yīng)用程序之時(shí)，上述虛擬的系統(tǒng)端接口層和上述虛擬的應(yīng)用程序端接口層分別被上述真實(shí)的系統(tǒng)端接口層和上述真實(shí)的應(yīng)用程序端接口層替代而組成兩個真實(shí)的系統(tǒng)端接口層和的應(yīng)用程序端接口層，同時(shí)，將所述應(yīng)用程序代碼和數(shù)據(jù)復(fù)制到系統(tǒng)端。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案是依賴于在嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用最廣、性價(jià)比最高的ARM核芯片，解決的技術(shù)問題在于在嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序下載、加載執(zhí)行、安全和存儲等問題。
本發(fā)明的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺(即BEE)是基于ARM下加載域與運(yùn)行域分離的思想，利用了分散加載(Scatter loading)技術(shù)。
在ARM平臺下，應(yīng)用程序的代碼或數(shù)據(jù)的加載域和運(yùn)行域可以是分開的，因此可以在移動終端(BEE的系統(tǒng)端)預(yù)留一塊內(nèi)存，對應(yīng)用程序通過ARM核的編譯器ADS(ARM Developer Suite)來進(jìn)行獨(dú)立的編譯鏈接，把應(yīng)用程序的運(yùn)行域定位到BEE系統(tǒng)端預(yù)留指定的內(nèi)存上，然后把應(yīng)用程序加載到這塊內(nèi)存空間中，內(nèi)存開始部分放BEE系統(tǒng)端和BEE應(yīng)用之間的接口函數(shù)地址向量表(在文中也稱作為接口層)，通過函數(shù)地址向量表可以完成兩部分的相互調(diào)用，由于編譯已經(jīng)保證了映像內(nèi)部符號地址的映射關(guān)系，所以BEE應(yīng)用本身的內(nèi)部調(diào)用可以不用考慮而自動完成。


圖1是用于說明本發(fā)明的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺的構(gòu)架圖。
圖2是用于說明利用本發(fā)明的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺加載應(yīng)用程序的過程示意圖。
具體實(shí)施例方式
通過結(jié)合附圖對較佳實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。詳細(xì)描述和附圖對本發(fā)明僅是示意性質(zhì)的，并非用來限制其范圍的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同含義限定。
以下，參照圖1以及圖2對于本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明。
圖1是用于說明本發(fā)明的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺的構(gòu)架圖。
首先，參照圖1，說明本發(fā)明的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺的基本構(gòu)架。
如圖1所示，本發(fā)明的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺100是用于將應(yīng)用程序200加載到系統(tǒng)端300的平臺。該二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺100主要包括由系統(tǒng)端為應(yīng)用程序提供的系統(tǒng)端接口層101；由應(yīng)用程序?yàn)橄到y(tǒng)端提供的應(yīng)用程序端接口層102；用于開發(fā)應(yīng)用程序的應(yīng)用程序開發(fā)包103以及用于將應(yīng)用程序加載到系統(tǒng)端的應(yīng)用程序加載單元104。
本發(fā)明的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺是將應(yīng)用程序的運(yùn)行域定位到系統(tǒng)端的預(yù)留內(nèi)存以將應(yīng)用程序加載到系統(tǒng)端的上述預(yù)留內(nèi)存中。這是通過下述來實(shí)現(xiàn)的在生成應(yīng)用程序映象時(shí)指定一個分散加載文件，，該分散加載文件用于在系統(tǒng)端的上述預(yù)留內(nèi)存中指定系統(tǒng)端接口層101和應(yīng)用程序端接口層102的地址，然后，應(yīng)用程序加載單元104將應(yīng)用程序加載到系統(tǒng)端，即復(fù)制代碼、數(shù)據(jù)等到指定位置。其中，所述應(yīng)用程序端接口層102的地址在系統(tǒng)端接口層101之后這里，二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺的處理CPU是采用ARM核32位處理器。
這里的系統(tǒng)端可以是移動終端，而這里所提到的移動終端包括但不限于PHS、GSM、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WiFi。
另外，上述所述應(yīng)用程序可以存儲在任何存儲介質(zhì)上。并且，應(yīng)用程序可以采用用于防止偽造或竄改的簽名技術(shù)，以及用于防止復(fù)制傳播的DRM技術(shù)。
這里，如上所述，上述二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境(BEE)平臺是利用了ARM平臺下加載域與運(yùn)行域分離的思想，并且利用了分散加載(Scatterloading)技術(shù)。在ARM平臺下，應(yīng)用程序的代碼或數(shù)據(jù)的加載域和運(yùn)行域可以是分開的，因此可以在移動終端(BEE系統(tǒng)端)預(yù)留一塊內(nèi)存，對應(yīng)用程序通過ARM核的編譯器ADS(ARM Developer Suite)來進(jìn)行獨(dú)立的編譯鏈接，把應(yīng)用程序的運(yùn)行域定位到BEE系統(tǒng)端預(yù)留指定的內(nèi)存上，然后把應(yīng)用程序加載這塊內(nèi)存空間。
簡單來講，BEE在系統(tǒng)端提供一個軟件接口層，位于終端系統(tǒng)軟件和應(yīng)用程序之間的設(shè)備上。BEE在應(yīng)用程序端也提供一個軟件接口層，和應(yīng)用程序在一起，應(yīng)用程序的開發(fā)必須遵守接口規(guī)范，開發(fā)好的應(yīng)用程序可以放到終端的存儲設(shè)備上，然后加載應(yīng)用程序時(shí)把二進(jìn)制的應(yīng)用程序從存儲設(shè)備拷貝到終端的內(nèi)存中運(yùn)行。
下面，將從下述幾個方面來具體描寫本發(fā)明的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境以及利用它加載應(yīng)用程序的方法。
(1)關(guān)于應(yīng)用程序和系統(tǒng)端接口定義如果實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序和系統(tǒng)端相互完成調(diào)用，則需要接口層，也就是在兩端分別存在一些接口給對方調(diào)用。為簡便起見，本發(fā)明中把應(yīng)用程序和系統(tǒng)端之間的接口定義統(tǒng)一為兩個接口，即應(yīng)用程序?yàn)橄到y(tǒng)端提供一個接口(即上述的應(yīng)用程序端接口層102)，系統(tǒng)端也為應(yīng)用程序提供一個接口(即上述的系統(tǒng)端接口層101)。而不同的應(yīng)用程序通過一個接口實(shí)現(xiàn)調(diào)用，靠傳遞不同的命令來區(qū)分，而其他的參數(shù)附加其后傳遞。
需要注意的是，在本發(fā)明中這兩個接口層在系統(tǒng)端和終端都存在，只是在系統(tǒng)端來看，在加載應(yīng)用程序前系統(tǒng)所調(diào)用應(yīng)用程序端接口層是虛擬的，加載后被實(shí)際的應(yīng)用程序端接口層替代才真正能完成調(diào)用，從應(yīng)用程序端來看，加載前系統(tǒng)端的接口層是虛擬的，加載過后應(yīng)用程序才能真正調(diào)用到實(shí)際的系統(tǒng)端接口層函數(shù)。
(2)應(yīng)用程序開發(fā)和生成應(yīng)用程序通過利用BEE提供的應(yīng)用程序開發(fā)包開發(fā)，開發(fā)包里面模擬了系統(tǒng)端的的接口層，應(yīng)用程序遵守接口規(guī)范利用這些接口來開發(fā)具體應(yīng)用。
開發(fā)好的應(yīng)用程序包含系統(tǒng)端接口層101和應(yīng)用程序端接口層102，需要通過ARM核的編譯器ADS(ARM Developer Suite)來編譯。在鏈接的時(shí)候需要指定一個分散加載文件(Scatter File)，這個文件用于指定系統(tǒng)端和應(yīng)用程序端接口層地址在系統(tǒng)端指定的地址(即運(yùn)行域)，應(yīng)用程序端接口層在系統(tǒng)端接口層之后。編譯連接后生成的二進(jìn)制實(shí)體就是生成的應(yīng)用程序，應(yīng)用程序映象里面的系統(tǒng)端接口層是虛擬的。
(3)系統(tǒng)端(終端系統(tǒng)軟件)生成系統(tǒng)端也需要集成系統(tǒng)端接口層101和應(yīng)用程序端接口層102，集成好的系統(tǒng)軟件編譯也是用ADS(ARM Developer Suite)來完成。同樣道理，系統(tǒng)端在鏈接的時(shí)候需要指定一個分散加載文件，這個文件用于指定系統(tǒng)端接口層101和應(yīng)用程序端接口層102的運(yùn)行域，同應(yīng)用程序編譯類似，系統(tǒng)端接口層在應(yīng)用程序端接口層之前，同時(shí)文件也會指定預(yù)留一部分內(nèi)存空間作為后面加載的應(yīng)用程序的運(yùn)行空間。運(yùn)行空間一般設(shè)計(jì)定位到靜態(tài)內(nèi)存中，運(yùn)行空間要大于所運(yùn)行的應(yīng)用程序大小，用于存放運(yùn)行的應(yīng)用程序代碼和數(shù)據(jù)。系統(tǒng)端生成的映象里面應(yīng)用程序端接口層是虛擬的。
(4)應(yīng)用程序加載應(yīng)用程序加載過程就是加載存儲設(shè)備上的應(yīng)用程序到內(nèi)存，加載過程由應(yīng)用程序加載單元104來完成，本質(zhì)是復(fù)制應(yīng)用程序代碼、數(shù)據(jù)等到內(nèi)存，類似PC上的操作。
在圖2中表示了利用本發(fā)明的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺加載應(yīng)用程序的方法的過程示意圖。
在圖2中，從左至右依次表示，應(yīng)用程序端映象K、系統(tǒng)端映象L以及經(jīng)過加載應(yīng)用程序后的系統(tǒng)端映象M。
其中，在圖2中，應(yīng)用程序映象K包含接口層(K1+K2)、應(yīng)用程序代碼和數(shù)據(jù)。系統(tǒng)端映象L的整個大小就是運(yùn)行空間的大小，這個空間包含接口層，并且該空間大小應(yīng)該大于應(yīng)用程序映象的大小。
如圖2可知，應(yīng)用程序端存在兩個接口層，一個是虛擬的系統(tǒng)端接口層K1，一個是被系統(tǒng)調(diào)用的應(yīng)用程序端接口層(即真實(shí)的應(yīng)用程序端接口層)K2，并且系統(tǒng)端接口層K1在上。
同樣，在系統(tǒng)端也存在這樣的兩個接口層，一個真實(shí)的系統(tǒng)端接口層L1、以及一個虛擬的應(yīng)用程序端接口層L2加載應(yīng)用程序的過程本質(zhì)就是拷貝的過程，在加載之后，上述四個接口層中的兩個真實(shí)的接口層被保留下來，即虛擬的接口層被真實(shí)的接口層替代而組成經(jīng)過加載應(yīng)用程序后的系統(tǒng)端映象M的上方兩個真實(shí)的接口層，記作為系統(tǒng)端接口層M1、以及應(yīng)用程序端接口層M2。
并且，其中，應(yīng)用程序的其他部分(即，代碼和數(shù)據(jù))被原封不動的搬移到系統(tǒng)端接口層M1以及應(yīng)用程序端接口層M2的下方。
(5)應(yīng)用程序運(yùn)行加載之后，應(yīng)用程序映像和系統(tǒng)映像有機(jī)的結(jié)合在一起，相互之間可以完成所有的調(diào)用。由于編譯器已經(jīng)保證了映像內(nèi)部符號地址的映射關(guān)系，所以應(yīng)用程序本身的內(nèi)部調(diào)用可以自動完成。這樣，一個二進(jìn)制的應(yīng)用程序就可以運(yùn)行在一個存在BEE平臺的終端上，只要加載不同的二進(jìn)制應(yīng)用程序就可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行不同的應(yīng)用。
如上所述，利用本發(fā)明，可以提供一種低成本的并且能夠在嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序下載、加載執(zhí)行等的二進(jìn)制執(zhí)行平臺。
以上，參照附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作了具體描述，然而，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離本發(fā)明的精神和由權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍的情況下，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員還可以對具體實(shí)施方式
中所給出的情況作各種修改。因此，參照上述附圖對本發(fā)明所作的具體實(shí)施方式
描述不應(yīng)當(dāng)被看作是對本發(fā)明的限定。
權(quán)利要求
1.一種二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺，基于ARM將應(yīng)用程序加載到系統(tǒng)端的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺，其特征在于，包括由系統(tǒng)端為應(yīng)用程序提供的系統(tǒng)端接口層(101)；由應(yīng)用程序?yàn)橄到y(tǒng)端提供的應(yīng)用程序端接口層(102)；用于開發(fā)應(yīng)用程序的應(yīng)用程序開發(fā)包(103)以及用于將應(yīng)用程序加載到系統(tǒng)端的應(yīng)用程序加載單元(104)，其中，所述應(yīng)用程序加載單元(104)將應(yīng)用程序的運(yùn)行域定位到系統(tǒng)端的預(yù)留內(nèi)存，以將應(yīng)用程序加載到上述預(yù)留內(nèi)存中。
2.如權(quán)利要求1所述的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺，其特征在于，在生成應(yīng)用程序映象時(shí)指定一個分散加載文件，所述分散加載文件用于在系統(tǒng)端的上述預(yù)留內(nèi)存中指定系統(tǒng)端接口層(101)和應(yīng)用程序端接口層(102)的地址。
3.如權(quán)利要求2所述的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺，其特征在于，所述應(yīng)用程序端接口層(102)的地址在所述系統(tǒng)端接口層(101)之后。
4.如權(quán)利要求1所述的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺，其特征在于，所述二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺的處理CPU為ARM核32位處理器。
5.如權(quán)利要求1所述的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺，其特征在于，所述系統(tǒng)端是移動終端。
6.如權(quán)利要求5所述的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺，其特征在于，所述移動終端可以是PHS、GSM、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WiFi。
7.如權(quán)利要求1所述的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺，其特征在于，所述應(yīng)用程序可以存儲在任何存儲介質(zhì)上。
8.如權(quán)利壓要求1所述的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺，其特征在于，所述應(yīng)用程序采用用于防止偽造或竄改的簽名技術(shù)。
9.如權(quán)利壓要求1所述的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺，其特征在于，所述應(yīng)用程序采用用于防止復(fù)制傳播的DRM技術(shù)。
10.一種利用二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺加載應(yīng)用程序的方法，它是基于ARM將應(yīng)用程序加載到系統(tǒng)端的方法，所述應(yīng)用程序包含接口層、應(yīng)用程序代碼以及數(shù)據(jù)，其特征在于，在該方法中，在加載應(yīng)用程序之前，所述接口層包括應(yīng)用程序?yàn)橄到y(tǒng)端提供的一個虛擬的系統(tǒng)端接口層和一個真實(shí)的應(yīng)用程序端接口層；以及系統(tǒng)端為應(yīng)用程序提供的一個虛擬的應(yīng)用程序端接口層和一個真實(shí)的系統(tǒng)端接口層。在加載應(yīng)用程序之時(shí)，上述虛擬的系統(tǒng)端接口層和上述虛擬的應(yīng)用程序端接口層分別被上述真實(shí)的系統(tǒng)端接口層和上述真實(shí)的應(yīng)用程序端接口層替代而組成兩個真實(shí)的系統(tǒng)端接口層和的應(yīng)用程序端接口層，同時(shí)，將所述應(yīng)用程序代碼和數(shù)據(jù)復(fù)制到系統(tǒng)端。
全文摘要
本發(fā)明提供了基于ARM將應(yīng)用程序加載到系統(tǒng)端的二進(jìn)制執(zhí)行環(huán)境平臺，它包括系統(tǒng)端為應(yīng)用程序提供的系統(tǒng)端接口層(101)；應(yīng)用程序?yàn)橄到y(tǒng)端提供的應(yīng)用程序端接口層(102)；用于開發(fā)應(yīng)用程序的應(yīng)用程序開發(fā)包(103)以及用于將應(yīng)用程序加載到系統(tǒng)端的應(yīng)用程序加載單元(104)，其中，所應(yīng)用程序加載單元(104)將應(yīng)用程序的運(yùn)行域定位到系統(tǒng)端的預(yù)留內(nèi)存以將應(yīng)用程序加載到系統(tǒng)端的上述預(yù)留內(nèi)存中。由此，能夠以低成本在嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的下載、加載執(zhí)行。
文檔編號G06F21/00GK1971515SQ20061014913
公開日2007年5月30日 申請日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
發(fā)明者李玉忠, 殷鵬, 楊曉亮 申請人:Ut斯達(dá)康通訊有限公司