CN104090783A - 利用启动加速器提高Linux服务器启动速度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用启动加速器提高Linux服务器启动速度的方法，包括启动加速器通过其上的网卡读取目标Linux服务器群上的启动配置文件和内核源码文件，并传给启动加速器上的启动加速处理模块；以及启动加速器模块将自动定制该内核的源码文件，使其能够在启动时，不再向日志文件中写日志，并且，在启动结束后，能够恢复日志输出，用于满足用户调试程序时，查看Linux内核日志的需求。上述方法，其可在无需人工干预下，自动完成多台Linux服务器的优化；能够进一步减少Linux内核在启动时的输出操作，并且不影响启动后Linux内核的正常信息的输出；且能够对Linux内核达到函数级的裁减，进一步压缩内核。

Description

利用启动加速器提高Linux服务器启动速度的方法

技术领域

本发明涉及Linux服务器领域，具体涉及一种利用启动加速器提高Linux服务器启动速度的方法。

背景技术

目前，主要通过屏蔽输出的方法提高Linux服务器的启动速度，亦即通过用户手动向Linux传递quiet参数，quiet参数是Linux内核中固有的参数，具体方法是编辑类似于grub.conf等启动配置文件，并在该启动配置文件中加载Linux内核的那条语句的末端添加“quiet”参数。对于削减内核大小的方法，目前采用的也是手动通过make menuconfig，并在出现的模块配置屏幕上，逐一配置所需要的模块，去除无用的模块。

采用向Linux内核传递quiet参数屏蔽输出的方法要求用户有较高的Linux系统优化知识，而对于大量的普通用户而言，这是难以实现的。同时，用户手动操作对系统进行优化，极为耗时，特别是当需要对多台(如上百台)Linux服务器进行优化时，将耗费用户的大量时间。另外，quiet参数虽然会使屏幕上不再有任何输出，但还会向日志文件中写入启动日志，导致依然耗费较大的启动时间。

而通过make menuconfig的方法削减Linux内核大小方法，除存在要求用户有较高的Linux系统优化知识以及需用户手动操作缺陷以外，它还只能做到内核模块级裁减，不能做到内核函数级的裁减，导致内核仍然存在着一些不必要的函数，增加了内核的体积。因此，有必要提出新的提高Linux服务器启动速度的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用启动加速器提高Linux服务器启动速度的方法，其可有效提高Linux服务器的启动速度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案进行实施：

一种利用启动加速器提高Linux服务器启动速度的方法，具体操作如下：

S1：启动加速器通过网络与目标Linux服务器群相连接；

S2：启动加速器通过其上的网卡读取目标Linux服务器群上的启动配置文件和内核源码文件，并传给启动加速器上的启动加速处理模块；

S3：启动加速器模块将自动定制该内核的源码文件，使其能够在启动时，不再向日志文件中写日志，并且，在启动结束后，能够恢复日志输出，用于满足用户调试程序时，查看Linux内核日志的需求；

S4：启动加速处理模块处理完毕后，将优化后的内核通过启动加速其上的网卡上传给服务器，从而完成优化。

其中，

步骤S2中启动加速器模块还会通过编译工具，为Linux内核生成一张函数调用图，并针对上层应用，去除那些不需要的函数及其相关函数调用。

更为具体的方案为：

启动加速处理模块包括内核输出屏蔽模块12、输入输出模块11和冗余函数裁减模块13；

启动加速器通过输入输出模块11上的网卡接口对目标Linux服务器的内核源码以及grub配置文件进行读取，并将读取结果传给内核输出屏蔽模块12；

内核输出屏蔽模块12将定位内核printk函数的位置，为printk函数添加全局标志位；

内核输出屏蔽模块12处理完毕之后，将源码传给冗余函数裁减模块13处理，冗余函数裁减模块13将产生Linux内核函数调用关系图，然后再依据上层应用所使用的系统调用，去除那些上层应用不用的系统调用；

得到上述优化后的内核后，再修改grub配置文件，为内核传递quiet参数，并将上述优化后的内核和grub配置文件上传到目标Linux服务器上编译生成新的内核完成优化。

关系图通过关系型数据库进行存储。

采用上述方法提高Linux服务器的启动速度存在如下优点：

1、无需人工干预，自动完成多台Linux服务器的优化；

2、能够进一步减少Linux内核在启动时的输出操作，并且不影响启动后Linux内核的正常信息的输出；

3、能够对Linux内核达到函数级的裁减，进一步压缩内核。

附图说明

图1为启动加速器与目标服务器连接示意图；

图2为启动加速器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明采取的技术方案如图1所示，利用启动加速器提高Linux服务器启动速度的方法，具体操作为：

首先启动加速器通过网络与目标Linux服务器群相连。

启动加速器通过其上的网卡读取目标Linux服务器群上的启动配置文件和内核源码文件，并传给启动加速器上的启动加速处理模块

启动加速器模块将自动定制该内核的源码文件，使其能够在启动时，不再向日志文件中写日志，并且，在启动结束后，能够恢复日志输出，以满足用户调试程序时，查看Linux内核日志的需求。此外，启动加速器模块还会通过编译工具，为Linux内核生成一张函数调用图，并针对上层应用，去除那些不需要的函数及其相关函数调用。从而进一步地缩小了内核的体积

启动加速处理模块处理完毕后，将优化后的内核通过启动加速其上的网卡上传给服务器，从而完成优化。

更为具体的操作为：启动加速处理模块包括内核输出屏蔽模块12、输入输出模块11和冗余函数裁减模块13，如图2所示。

启动加速器通过输入输出模块11上的网卡接口对目标Linux服务器的内核源码以及grub配置文件进行读取。并将读取结果传给内核输出屏蔽模块12。

内核输出屏蔽模块12将定位内核printk函数的位置，为printk函数添加全局标志位：NOOUTPUT，初值置为1，然后将printk修改为：

并在Linux内核完成初始化后将该flag位置0，然后，定位init进程启动位置，并在启动init之前插入语句NOOUTPUT＝0。

内核输出屏蔽模块12处理完毕之后，将源码传给冗余函数裁减模块13处理，冗余函数裁减模块13将产生Linux内核函数调用关系图。然后再依据上层应用所使用的系统调用，去除那些上层应用不用的系统调用。为了能够迅速定位这些函数调用关系，该关系图通过关系型数据库进行存储。

现以一例具体说明如何进行裁减：

在内核中，mlock系统调用的服务函数会以sys_mlock()命名。通过分析上层应用的代码，得知上层没有任何一个应用会调用sys_mlock()函数，所以，可以考虑裁掉sys_mlock。但除应用程序外，内核其他部分也有可能调用系统调用的服务函数sys_mlock()。因此，mlock系统调用能否被裁减还取决于sys_mlock()在内核中被引用的情况。所以，此时利用导入数据库的函数调用关系信息，查找sys_mlock()在内核中被引用的位置，发现sys_mlock()函数没有被内核其他部分引用，因而可以裁减。

当系统调用服务函数sys_mlock()确定可以被裁减后，除sys_mlock()函数本身，内核中还可能会存在仅为支持mlock系统调用而实现的函数，这一类函数也需要被裁剪。

找到这类函数的方法是：列出sys_mlock()调用的所有函数，逐个分析，确定仅被sys_mlock()使用的函数，这类函数一般会以do_mlock()或do_mlock_xxx()命名。这样，就可以确定所有需要被裁剪的内核函数。

具体过程是：扫描源码并结合函数调用关系图就可得到sys_mlock()函数的运行流程及对其他函数的调用情况。如下：

long sys_mlock(unsigned long start，size_t len)

{

detetmine the capability to lock；

down_write()

->acpuire the mmap lock of current task

calculate the lock start and len in pages；

determine whether locked memory exceed the lock limit；

do_mlock()

->for each vma in locked area

->mlock_fixup()

->add the vma flag VM_LOCKED

->make pages of vma present

up_write()

->release the mmap lock of current task

return lock result；

}

然后，通过上述信息，列出sys_mlock()函数调用的所有函数，逐个分析：上述各函的含义具体如表所示；

表1为各函数的具体含义

down_write()	信号量获取函数，内核中存在大量引用
		do_mlock()	mlock的实现函数，仅被sys_mlock引用
mlock_fixup()	do_mlock的实现函数，内核其他位置还会被引用
		up_write()	信号量释放函数，内核中存在大量引用

得出以下结论：裁剪sys_mlock()函数的同时，do_mlock()函数可以被裁减。然后将sys_mlock和do_mlock从内核源码中移去。

得到上述优化后的内核后，再修改grub配置文件，为内核传递quiet参数。并将上述优化后的内核和grub配置文件上传到目标Linux服务器上编译生成新的内核完成优化。

总之，本发明提供的上述方法，其可在无需人工干预下，自动完成多台Linux服务器的优化；能够进一步减少Linux内核在启动时的输出操作，并且不影响启动后Linux内核的正常信息的输出；且能够对Linux内核达到函数级的裁减，进一步压缩内核。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种利用启动加速器提高Linux服务器启动速度的方法，具体操作如下：

S1：启动加速器通过网络与目标Linux服务器群相连接；

S2：启动加速器通过其上的网卡读取目标Linux服务器群上的启动配置文件和内核源码文件，并传给启动加速器上的启动加速处理模块；

S3：启动加速器模块将自动定制该内核的源码文件，使其能够在启动时，不再向日志文件中写日志，并且，在启动结束后，能够恢复日志输出，用于满足用户调试程序时，查看Linux内核日志的需求；

S4：启动加速处理模块处理完毕后，将优化后的内核通过启动加速其上的网卡上传给服务器，从而完成优化。

2.如权利要求1所述的利用启动加速器提高Linux服务器启动速度的方法，其特征在于，步骤S2中启动加速器模块还会通过编译工具，为Linux内核生成一张函数调用图，并针对上层应用，去除那些不需要的函数及其相关函数调用。

3.如权利要求1或2所述的利用启动加速器提高Linux服务器启动速度的方法，其特征在于：

启动加速处理模块包括内核输出屏蔽模块、输入输出模块和冗余函数裁减模块；

启动加速器通过输入输出模块上的网卡接口对目标Linux服务器的内核源码以及grub配置文件进行读取，并将读取结果传给内核输出屏蔽模块；

内核输出屏蔽模块将定位内核printk函数的位置，为printk函数添加全局标志位；

内核输出屏蔽模块处理完毕之后，将源码传给冗余函数裁减模块处理，冗余函数裁减模块将产生Linux内核函数调用关系图，然后再依据上层应用所使用的系统调用，去除那些上层应用不用的系统调用；

得到上述优化后的内核后，再修改grub配置文件，为内核传递quiet参数，并将上述优化后的内核和grub配置文件上传到目标Linux服务器上编译生成新的内核完成优化。

4.如权利要求3所述的利用启动加速器提高Linux服务器启动速度的方法，其特征在于：关系图通过关系型数据库进行存储。