CN103970557B - 存储设备启动系统的方法及存储设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种存储设备启动系统的方法及存储设备，其方法包括：对存储设备进行分区，至少分为系统分区和若干数据块，将内核镜像文件存放在所述系统分区，将引导加载程序存放并备份在若干数据块中；通过判断找到并执行正确的引导加载程序，通过所述正确的引导加载程序加载并执行内核镜像文件，启动操作系统。本发明将存储设备分为系统分区、主引导记录区和若干数据块，将引导加载程序存放并备份在若干数据块中，保证了引导加载程序的正确性，从而提高了引导加载程序加载系统分区中内核镜像文件的成功率，让存储设备启动系统的可靠性更高。

Description

存储设备启动系统的方法及存储设备

技术领域

本发明涉及系统的引导启动领域，尤其涉及一种存储设备启动系统的方法及存储设备。

背景技术

目前，传统的存储设备启动系统的方式是模拟NAND（闪存）启动的方式，把存储设备划分成多个数据块，每个数据块中存储不同的数据，比如第一个数据块存储Boot(引导程序)，第二个数据块存储Linux kernel（Linux操作系统内核镜像文件），第三个数据块保存文件系统，如果按照这样的方式来把存储设备作为启动盘，会存在如果其中一个数据块中的数据损坏就无法启动的问题，特别是Boot(引导程序)数据块和Linux kernel（Linux操作系统内核镜像文件）数据块，其中一个损坏的话就无法启动了，不能保证系统启动的可靠性。再有就是由于没有采用MBR（主引导记录）加FAT（文件分配表）文件系统的管理方式，因此如果后续需要升级Linux kernel（Linux操作系统内核镜像文件）和文件系统内容的话又需要重新烧入数据，重新烧录数据是个比较麻烦的过程，不能在产品现场进行操作，给升级带来了很大的不便。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种存储设备启动系统的方法及存储设备，旨在提高存储设备启动系统时的可靠性。

为了达到上述目的，本发明提出一种存储设备启动系统的方法，包括：

A1对存储设备进行分区，至少分为系统分区和若干数据块，将内核镜像文件存放在所述系统分区，将引导加载程序存放并备份在若干数据块中；

A2通过判断找到并执行正确的引导加载程序，通过所述正确的引导加载程序加载并执行内核镜像文件，启动操作系统。

优选地，所述对存储设备进行分区的步骤还包括：

对存储设备分一主引导记录区，将主引导记录文件存放在主引导记录区；将系统引导程序存放在所述系统分区。

优选地，所述通过判断找到并执行正确的引导加载程序的步骤包括：

判断所述若干数据块中一数据块的引导加载程序是否正确，如果正确，执行该数据块中正确的引导加载程序；否则，继续判断若干数据块中另一个数据块，直到找到引导加载程序正确的数据块，执行该正确的引导加载程序。

优选地，所述通过正确的引导加载程序加载并执行内核镜像文件的步骤包括：

通过所述正确的引导加载程序，并根据所述主引导记录文件加载所述系统引导程序，通过所述系统引导程序加载所述内核镜像文件。

优选地，所述步骤A1之后还包括：

格式化所述系统分区，拷贝更新的系统引导程序和内核镜像文件到所述系统分区。

本发明还提出一种启动系统的存储设备，包括：

分区模块，用于对存储设备进行分区，至少分为系统分区和若干数据块，将内核镜像文件存放在所述系统分区，将引导加载程序存放并备份在若干数据块中；

启动模块，用于通过判断找到并执行正确的引导加载程序，通过所述正确的引导加载程序加载并执行内核镜像文件，启动操作系统。

优选地，所述分区模块还用于对存储设备分一主引导记录区，将主引导记录文件存放在主引导记录区；将系统引导程序存放在所述系统分区。

优选地，所述启动模块包括：

判断单元，用于判断所述若干数据块中一数据块的引导加载程序是否正确，如果正确，执行该数据块中正确的引导加载程序，否则，继续判断若干数据块中另一个数据块，直到找到引导加载程序正确的数据块，执行该正确的引导加载程序。

优选地，所述启动模块还包括：

加载单元，用于通过所述正确的引导加载程序，并根据所述主引导记录文件加载所述系统引导程序，通过所述系统引导程序加载所述内核镜像文件。

优选地，所述分区模块之后还包括：

更新模块，用于格式化所述系统分区，拷贝更新的系统引导程序和内核镜像文件到所述系统分区。

本发明提出的一种存储设备启动系统的方法及存储设备，将存储设备分为系统分区、主引导记录区和若干数据块，将引导加载程序存放并备份在若干数据块中，保证了引导加载程序的正确性，从而提高了引导加载程序加载系统分区中内核镜像文件的成功率，让存储设备启动系统的可靠性更高。

附图说明

图1是本发明存储设备启动系统的方法第一实施例的流程示意图；

图2是本发明存储设备启动系统的方法第一实施例中通过正确的引导加载程序加载并执行内核镜像文件，启动操作系统的流程示意图；

图3是本发明存储设备升级系统的方法第二实施例的流程示意图；

图4是本发明启动系统的存储设备第一实施例的结构示意图；

图5是本发明启动系统的存储设备第一实施例中启动模块的结构示意图；

图6是本发明升级系统的存储设备第二实施例的结构示意图。

为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。

具体实施方式

本发明实施例的解决方案主要是：将存储设备分为系统分区、主引导记录区和若干数据块，将引导加载程序存放并备份在若干数据块中，保证了引导加载程序的正确性，从而提高了引导加载程序加载系统分区中内核镜像文件的成功率，让存储设备启动系统的可靠性更高。

如图1所示，本发明第一实施例提出一种存储设备启动系统的方法，包括：

步骤S101，对存储设备进行分区，至少分为系统分区和若干数据块，将内核镜像文件存放在所述系统分区，将引导加载程序存放并备份在若干数据块中；

本实施例中存储设备可以是SD卡、U盘等具有储存空间的电子设备，在存放数据时，首先对存储设备进行分区，分为系统分区、主引导记录区和若干数据块，将需启动的操作系统的内核镜像文件、系统引导程序（UBOOT）和文件分配表(FAT)存放在所述系统分区，使用包含文件分配表(FAT)的系统分区的目的是让本实施例既可以在windows操作系统下使用也可以在Linux操作系统下使用，使本实施例更加灵活实用。

将主引导记录文件（MBR）存放在主引导记录区，将引导加载程序（BOOT）存放并备份在若干数据块中，备份的若干数据块中每一个数据块的数据结构包括版本信息、校验码、有效长度和程序主体：版本信息是依据数据块数据的大小而定，数据越大则该数据块的版本越新，当下次启动系统时，会首先选择判断最新版本的数据块，但当数据块版本信息为0XFF时，则表示此数据块无效，会跳过此数据块；校验码用于验证读取的数据块的程序是否正确，如果多次读取该数据块的程序不正确，则将该数据块的版本信息改为0XFF，当下次进行读取数据块时，直接跳过该数据块；有效长度用于存储数据块程序总的大小信息，可以根据该大小信息与正确的数据块的大小信息进行比对，从而计算该数据块的校验码；程序主体存储该数据块的引导加载程序（BOOT）。

步骤S102，通过判断找到并执行正确的引导加载程序，通过所述正确的引导加载程序加载并执行内核镜像文件，启动操作系统。

判断备份的若干数据块中一数据块的引导加载程序（BOOT）是否正确，判断过程为：根据该数据块的有效长度计算该数据块的校验码；根据该数据块的校验码验证该数据块的程序主体是否正确，从而判断该数据块的引导加载程序（BOOT）是否正确。如果正确，执行该数据块中正确的引导加载程序（BOOT），否则，继续判断备份的若干数据块中另一个数据块，直到找到引导加载程序（BOOT）正确的数据块，执行该数据块中正确的引导加载程序（BOOT）。

本实施例通过将引导加载程序（BOOT）备份在若干个数据块中，当个别数据块中的引导加载程序（BOOT）损坏时，可以继续判断并使用其他的数据块中的引导加载程序（BOOT），由于多个数据块的信息均损坏的概率是极低的，因此，本实施例可以极大的保证引导加载程序（BOOT）的正确性，从而能极大的提高引导系统启动的可靠性。

由所述正确的引导加载程序（BOOT）通过读取主引导记录文件（MBR）获取系统分区的信息；所述系统分区的信息包括系统分区所在的位置，系统分区是否包含内核镜像文件、系统引导程序（UBOOT）和文件分配表(FAT)，确认系统分区所在的位置并确认系统分区中存有内核镜像文件、系统引导程序（UBOOT）和文件分配表(FAT)文件后，初始化内存，所述正确的引导加载程序（BOOT）根据所述文件分配表(FAT)识别所述系统引导程序(UBOOT)的位置信息，加载所述系统引导程序(UBOOT)到内存中，执行所述系统引导程序(UBOOT)，所述系统引导程序(UBOOT)根据所述文件分配表(FAT)识别所述内核镜像文件的位置信息，加载操作系统的内核镜像文件到内存中，解压内核镜像文件，启动操作系统。

具体地，如图2所示，上述步骤S102可以包括：

步骤S1021，判断所述若干数据块中一数据块的引导加载程序是否正确，如果正确，执行该数据块中正确的引导加载程序；否则，继续判断若干数据块中另一个数据块，直到找到引导加载程序正确的数据块，执行该正确的引导加载程序；

步骤S1022，通过所述正确的引导加载程序，并根据所述主引导记录文件加载所述系统引导程序，通过所述系统引导程序加载所述内核镜像文件。

本实施例将存储设备分为系统分区、主引导记录区和若干数据块，将引导加载程序存放并备份在若干数据块中，保证了引导加载程序的正确性，从而提高了引导加载程序加载系统分区中内核镜像文件的成功率，让存储设备启动系统的可靠性更高。

如图3所示，本发明第二实施例提出一种存储设备升级系统的方法，在上述第一实施例的基础上，在上述步骤S101之后还包括：

步骤S1011，格式化所述系统分区，拷贝更新的系统引导程序和内核镜像文件到所述系统分区。

本实施例与上述第一实施例的区别在于，当根据步骤S101对存储设备进行分区后，若用户需要升级系统，格式化所述系统分区，拷贝更新的系统引导程序和内核镜像文件到所述系统分区，再根据步骤S102通过正确的引导加载程序（BOOT）根据所述文件分配表(FAT)识别更新的系统引导程序(UBOOT)的位置信息，加载所述更新的系统引导程序(UBOOT)到内存中，执行所述更新的系统引导程序(UBOOT)，所述更新的系统引导程序(UBOOT)根据所述文件分配表(FAT)识别更新的内核镜像文件的位置信息，加载所述更新的内核镜像文件到内存中，解压所述更新的内核镜像文件，启动操作系统，即可完成系统的升级，当拷贝更新的系统引导程序或内核镜像文件出错时，也可重新格式化所述系统分区，再重新拷贝即可。

本实施例提出的存储设备升级系统的方法，只要在工程现场能提供移动PC来进行步骤S1011中格式化所述系统分区，拷贝更新的系统引导程序和内核镜像文件到所述系统分区的操作即可，操作十分简单，且十分方便工程现场升级，提高了工作效率。

如图4所示，本发明第一实施例提出一种启动系统的存储设备，包括：分区模块401和启动模块402，其中：

分区模块401，用于对存储设备进行分区，至少分为系统分区和若干数据块，将内核镜像文件存放在所述系统分区，将引导加载程序存放并备份在若干数据块中；

本实施例中存储设备可以是SD卡、U盘等具有储存空间的电子设备，在存放数据时，首先对存储设备进行分区，分为系统分区、主引导记录区和若干数据块，将需启动的操作系统的内核镜像文件、系统引导程序（UBOOT）和文件分配表(FAT)存放在所述系统分区，使用包含文件分配表(FAT)的系统分区的目的是让本实施例既可以在windows操作系统下使用也可以在Linux操作系统下使用，使本实施例更加灵活实用。

将主引导记录文件（MBR）存放在主引导记录区，将引导加载程序（BOOT）存放并备份在若干数据块中，备份的若干数据块中每一个数据块的数据结构包括版本信息、校验码、有效长度和程序主体：版本信息是依据数据块数据的大小而定，数据越大则该数据块的版本越新，当下次启动系统时，会首先选择判断最新版本的数据块，但当数据块版本信息为0XFF时，则表示此数据块无效，会跳过此数据块；校验码用于验证读取的数据块的程序是否正确，如果多次读取该数据块的程序不正确，则将该数据块的版本信息改为0XFF，当下次进行读取数据块时，直接跳过该数据块；有效长度用于存储数据块程序总的大小信息，可以根据该大小信息与正确的数据块的大小信息进行比对，从而计算该数据块的校验码；程序主体存储该数据块的引导加载程序（BOOT）。

启动模块402，用于通过判断找到并执行正确的引导加载程序，通过所述正确的引导加载程序加载并执行内核镜像文件，启动操作系统。

判断备份的若干数据块中一数据块的引导加载程序（BOOT）是否正确，判断过程为：根据该数据块的有效长度计算该数据块的校验码；根据该数据块的校验码验证该数据块的程序主体是否正确，从而判断该数据块的引导加载程序（BOOT）是否正确。如果正确，执行该数据块中正确的引导加载程序（BOOT），否则，继续判断备份的若干数据块中另一个数据块，直到找到引导加载程序（BOOT）正确的数据块，执行该数据块中正确的引导加载程序（BOOT）。

本实施例通过将引导加载程序（BOOT）备份在若干个数据块中，当个别数据块中的引导加载程序（BOOT）损坏时，可以继续判断并使用其他的数据块中的引导加载程序（BOOT），由于多个数据块的信息均损坏的概率是极低的，因此，本实施例可以极大的保证引导加载程序（BOOT）的正确性，从而能极大的提高引导系统启动的可靠性。

由所述正确的引导加载程序（BOOT）通过读取主引导记录文件（MBR）获取系统分区的信息；所述系统分区的信息包括系统分区所在的位置，系统分区是否包含内核镜像文件、系统引导程序（UBOOT）和文件分配表(FAT)，确认系统分区所在的位置并确认系统分区中存有内核镜像文件、系统引导程序（UBOOT）和文件分配表(FAT)文件后，初始化内存，所述正确的引导加载程序（BOOT）根据所述文件分配表(FAT)识别所述系统引导程序(UBOOT)的位置信息，加载所述系统引导程序(UBOOT)到内存中，执行所述系统引导程序(UBOOT)，所述系统引导程序(UBOOT)根据所述文件分配表(FAT)识别所述内核镜像文件的位置信息，加载操作系统的内核镜像文件到内存中，解压内核镜像文件，启动操作系统。

具体地，如图5所示，所述启动模块402可以包括：判断单元4021、加载单元4022，其中：

判断单元4021，用于判断所述若干数据块中一数据块的引导加载程序是否正确，如果正确，执行该数据块中正确的引导加载程序，否则，继续判断若干数据块中另一个数据块，直到找到引导加载程序正确的数据块，执行该正确的引导加载程序；

加载单元4022，用于通过所述正确的引导加载程序，并根据所述主引导记录文件加载所述系统引导程序，通过所述系统引导程序加载所述内核镜像文件。

本实施例将存储设备分为系统分区、主引导记录区和若干数据块，将引导加载程序存放并备份在若干数据块中，保证了引导加载程序的正确性，从而提高了引导加载程序加载系统分区中内核镜像文件的成功率，让存储设备启动系统的可靠性更高。

如图6所示，本发明第二实施例提出一种升级系统的存储设备，在上述第一实施例的基础上，上述分区模块401之后还包括：

更新模块4011，用于格式化所述系统分区，拷贝更新的系统引导程序和内核镜像文件到所述系统分区。

本实施例与上述第一实施例的区别在于，当分区模块401对存储设备进行分区后，若用户需要升级系统，格式化所述系统分区，拷贝更新的系统引导程序和内核镜像文件到所述系统分区，再根据启动模块402通过正确的引导加载程序（BOOT）根据所述文件分配表(FAT)识别更新的系统引导程序(UBOOT)的位置信息，加载所述更新的系统引导程序(UBOOT)到内存中，执行所述更新的系统引导程序(UBOOT)，所述更新的系统引导程序(UBOOT)根据所述文件分配表(FAT)识别更新的内核镜像文件的位置信息，加载所述更新的内核镜像文件到内存中，解压所述更新的内核镜像文件，启动操作系统，即可完成系统的升级，当拷贝更新的系统引导程序或内核镜像文件出错时，也可重新格式化所述系统分区，再重新拷贝即可。

本实施例提出的升级系统的存储设备，只要在工程现场能提供移动PC来进行更新模块4011中格式化所述系统分区，拷贝更新的系统引导程序和内核镜像文件到所述系统分区的操作即可，操作十分简单，且十分方便工程现场升级，提高了工作效率。

本发明提出的一种存储设备启动系统的方法及存储设备，将存储设备分为系统分区、主引导记录区和若干数据块，将引导加载程序存放并备份在若干数据块中，保证了引导加载程序的正确性，从而提高了引导加载程序加载系统分区中内核镜像文件的成功率，让存储设备启动系统的可靠性更高。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种存储设备启动系统的方法，其特征在于，包括步骤：

A1、对存储设备进行分区，至少分为系统分区、主引导记录区和若干数据块，将内核镜像文件存放在所述系统分区，将引导加载程序、系统引导程序以及文件分配表存放并备份在若干数据块中；

A2、通过判断找到并执行正确的引导加载程序，通过所述正确的引导加载程序加载并执行内核镜像文件，启动操作系统；

其中，通过判断找到并执行正确的引导加载程序，通过所述正确的引导加载程序加载并执行内核镜像文件，启动操作系统的步骤包括：

通过所述正确的引导加载程序根据所述文件分配表识别所述系统引导程序的位置信息，加载所述系统引导程序到内存中；

控制所述系统引导程序根据所述文件分配表识别所述内核镜像文件的位置信息，加载操作系统的内核镜像文件到内存中，解压内核镜像文件，启动操作系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对存储设备进行分区的步骤还包括：在存储设备中划分一主引导记录区，将主引导记录文件存放在主引导记录区；将系统引导程序存放在所述系统分区。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过判断找到并执行正确的引导加载程序的步骤包括：

判断所述若干数据块中一数据块的引导加载程序是否正确，如果正确，执行该数据块中正确的引导加载程序；否则，继续判断若干数据块中另一个数据块，直到找到引导加载程序正确的数据块，执行该正确的引导加载程序。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过正确的引导加载程序加载并执行内核镜像文件的步骤包括：

通过所述正确的引导加载程序，并根据所述主引导记录文件加载所述系统引导程序，通过所述系统引导程序加载所述内核镜像文件。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤A1之后还包括：

格式化所述系统分区，拷贝更新的系统引导程序和内核镜像文件到所述系统分区。

6.一种启动系统的存储设备，其特征在于，包括：

分区模块，用于对存储设备进行分区，至少分为系统分区、主引导记录区和若干数据块，将内核镜像文件存放在所述系统分区，将引导加载程序、系统引导程序以及文件分配表存放并备份在若干数据块中；

启动模块，用于通过判断找到并执行正确的引导加载程序，通过所述正确的引导加载程序加载并执行内核镜像文件，启动操作系统；

其中，所述启动模块具体包括：

识别单元，用于通过所述正确的引导加载程序根据所述文件分配表识别所述系统引导程序的位置信息，加载所述系统引导程序到内存中；

启动单元，用于控制所述系统引导程序根据所述文件分配表识别所述内核镜像文件的位置信息，加载操作系统的内核镜像文件到内存中，解压内核镜像文件，启动操作系统。

7.根据权利要求6所述的存储设备，其特征在于，所述分区模块还用于在存储设备中划分一主引导记录区，将主引导记录文件存放在主引导记录区；将系统引导程序存放在所述系统分区。

8.根据权利要求7所述的存储设备，其特征在于，所述启动模块包括：

判断单元，用于判断所述若干数据块中一数据块的引导加载程序是否正确，如果正确，执行该数据块中正确的引导加载程序；否则，继续判断若干数据块中另一个数据块，直到找到引导加载程序正确的数据块，执行该正确的引导加载程序。

9.根据权利要求8所述的存储设备，其特征在于，所述启动模块还包括：

加载单元，用于通过所述正确的引导加载程序，并根据所述主引导记录文件加载所述系统引导程序，通过所述系统引导程序加载所述内核镜像文件。

10.根据权利要求6-9任一项所述的存储设备，其特征在于，所述分区模块之后还包括：

更新模块，用于格式化所述系统分区，拷贝更新的系统引导程序和内核镜像文件到所述系统分区。