嵌入式操作系統(tǒng)休眠喚醒后自動(dòng)運(yùn)行程序的方法 - 全文

　　為了提高系統(tǒng)的啟動(dòng)速度，通常采用基于休眠技術(shù)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的快速啟動(dòng)。例如，在一些數(shù)字電視中，采用休眠技術(shù)以后的啟動(dòng)時(shí)間要比原來(lái)的啟動(dòng)時(shí)間約快1/3。但基于休眠技術(shù)的啟動(dòng)方法有其不足之處：在保存內(nèi)存內(nèi)容時(shí)只能把內(nèi)存中的信息以快照的形式保存到磁盤或其他外部存儲(chǔ)設(shè)備，原來(lái)系統(tǒng)內(nèi)某些正在運(yùn)行的動(dòng)態(tài)進(jìn)程及進(jìn)程本身的執(zhí)行過(guò)程不能被完全保存下來(lái)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)重新啟動(dòng)后此部分進(jìn)程不能正常運(yùn)行；基于休眠技術(shù)的啟動(dòng)方式一旦以快照的形式保存后其里面的內(nèi)容將無(wú)法改動(dòng)?；诖?，本文運(yùn)用一種新方法，實(shí)現(xiàn)了基于休眠的嵌入式操作系統(tǒng)啟動(dòng)后，可自動(dòng)運(yùn)行任何形式的目標(biāo)腳本和應(yīng)用程序。

　　1 休眠喚醒后程序自動(dòng)運(yùn)行的方法

　　最新的Linux2.6內(nèi)核都支持休眠和待機(jī)機(jī)制，PC系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方式有suspend2、swsusp、TuxOnIce等技術(shù)，既可以把鏡像文件保存到交換分區(qū)，也可以保存到一個(gè)文件。Linux中這些休眠的具體實(shí)現(xiàn)方式有內(nèi)核方式和軟件方式兩種，但兩種方式都把休眠過(guò)程分為兩個(gè)階段： （1）SUSPEND階段：保存當(dāng)前系統(tǒng)各種狀態(tài)到非易失性存儲(chǔ)設(shè)備并關(guān)機(jī)；（2）RESUME階段：系統(tǒng)重新啟動(dòng)，引導(dǎo)后恢復(fù)已保存的狀態(tài)。一般嵌入式操作系統(tǒng)的休眠過(guò)程如圖1所示，休眠后恢復(fù)過(guò)程如圖2所示。

　　本文提出一種基于休眠開(kāi)關(guān)如圖3所示的喚醒后程序自動(dòng)運(yùn)行方法。此方法的系統(tǒng)整體框架分為自動(dòng)執(zhí)行引擎、開(kāi)關(guān)控制進(jìn)程、休眠開(kāi)關(guān)和配置文件4個(gè)部分。


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　　1.1 自動(dòng)執(zhí)行引擎

　　自動(dòng)執(zhí)行引擎采用守護(hù)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)的方式。所謂守護(hù)進(jìn)程就是Daemon進(jìn)程，是Linux中的后臺(tái)服務(wù)程序，是一個(gè)生存期較長(zhǎng)的進(jìn)程，通常獨(dú)立于控制終端并且周期性地執(zhí)行某種任務(wù)或等待處理某些事件的發(fā)生［5］。守護(hù)進(jìn)程常常在系統(tǒng)引導(dǎo)裝入時(shí)啟動(dòng)，在系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)終止。把要運(yùn)行的目標(biāo)腳本和應(yīng)用程序放到守護(hù)進(jìn)程中，并定義一個(gè)全局變量Autoflg作為標(biāo)志位。運(yùn)用此模塊的目的是讓其在操作系統(tǒng)后臺(tái)運(yùn)行，通過(guò)標(biāo)志位實(shí)時(shí)監(jiān)控目標(biāo)腳本和應(yīng)用程序的運(yùn)行狀態(tài)。守護(hù)進(jìn)程的整體結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

　　1.2 開(kāi)關(guān)控制模塊

　　此模塊的功能是控制守護(hù)進(jìn)程中的Autoflg標(biāo)志位，此標(biāo)志位是在守護(hù)進(jìn)程中的主調(diào)函數(shù)程序中設(shè)置的，用來(lái)控制目標(biāo)腳本和應(yīng)用程序的運(yùn)行狀態(tài)。其具體程序框圖如圖6所示。

　　1.3 休眠模塊

　　此模塊實(shí)現(xiàn)守護(hù)進(jìn)程和控制模塊之間的通信，采用系統(tǒng)調(diào)用的方式，目的是通過(guò)控制模塊的執(zhí)行來(lái)控制守護(hù)進(jìn)程中標(biāo)志位的變化，而這種控制是通過(guò)在內(nèi)核中插入信號(hào)傳遞模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　1.4 配置文件

　　配置文件（即方法執(zhí)行）過(guò)程：

　?。?）執(zhí)行時(shí)首先運(yùn)行守護(hù)進(jìn)程，但要通過(guò)Autoflg標(biāo)志位保證目標(biāo)腳本和應(yīng)用程序處于不運(yùn)行狀態(tài)。

　?。?）運(yùn)行控制標(biāo)志位函數(shù)修改Autoflg，讓其保證目標(biāo)腳本和應(yīng)用程序可以運(yùn)行。

　　（3）執(zhí)行快速啟動(dòng)，系統(tǒng)執(zhí)行快速啟動(dòng)程序同時(shí)確保保存到磁盤或其他存儲(chǔ)設(shè)備中的標(biāo)志位是處于可以使目標(biāo)腳本和應(yīng)用程序運(yùn)行的狀態(tài)。

　?。?）因?yàn)榛谛菝叩目焖賳?dòng)方法是以快照的方式把內(nèi)存內(nèi)容保存到磁盤或其他存儲(chǔ)設(shè)備中，并且一旦執(zhí)行，里面的內(nèi)容將無(wú)法修改，所以以后每次操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)都能保證守護(hù)進(jìn)程的正常運(yùn)行，同時(shí)也能保證守護(hù)進(jìn)程中的標(biāo)志位處于能夠使目標(biāo)腳本和應(yīng)用程序處于運(yùn)行的狀態(tài)，從而使目標(biāo)腳本和應(yīng)用程序能夠正常運(yùn)行。

　?。?）為了提高CPU的運(yùn)行速度和整個(gè)系統(tǒng)的使用效率，本方法設(shè)置守護(hù)進(jìn)程在每次啟動(dòng)目標(biāo)腳本和應(yīng)用程序后都自動(dòng)退出。因?yàn)樵O(shè)置守護(hù)進(jìn)程的目的就是在每次操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，使其啟動(dòng)目標(biāo)腳本和應(yīng)用程序，待這項(xiàng)工作完成以后，它的使命也隨之完成（即從系統(tǒng)的運(yùn)行速度和運(yùn)行效率角度來(lái)看，已沒(méi)有其存在的必要性）。