CN112328358A - 一种基于虚拟机的双系统启动方法及存储介质 - Google Patents

一种基于虚拟机的双系统启动方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及操作系统技术领域，提供一种基于虚拟机的双系统启动方法及存储介质，根据预设流程获取vbmeta镜像，进行数据解析后得到相应的校验参数，虚拟机管理器通过读取MISC分区中各个槽位的激活状态，获取已激活的槽位的目标槽位镜像，随后结合校验参数启动对应的客户端操作系统，而出现启动异常现象时，可根据预设切换线程更换目标槽位镜像，重新启动客户端操作系统。本发明结合AndroidP系统本身的AB分区切换机制，在客户端(Guest)Android系统的SLOTA分区镜像出现异常时(例如系统升级或者使用过程中镜像数据损坏导致的异常)，宿主机操作系统根据客户端系统的启动情况，自动地由SLOTA分区切换到SLOTB分区，大幅度地提高了平台的稳定性。

Description

一种基于虚拟机的双系统启动方法及存储介质
技术领域
本发明涉及操作系统技术领域，尤其涉及一种基于虚拟机的双系统启动方法及存储介质。
背景技术
A/B系统更新使用称为update_engine的后台守护进程以及两组分区。这两组分区称为插槽，通常为插槽A和插槽B。系统从其中一个插槽(当前插槽)运行，但运行的系统不会访问“未使用的”插槽中的分区(用于正常操作)。此功能的目标是将未使用的插槽保留为后备插槽，从而使更新具有抗故障性。
而现有的虚拟化方案设计，没有沿用AndroidP系统的AB分区切换机制，启动GUEST端的Android操作系统，只是加载指定的Android系统的SYSTEM分区镜像以及VENDOR分区镜像，没有充分将AndroidP系统AB分区机制的优点发挥出来，反而退回到旧版本的状态，一旦升级Android系统镜像异常后，或者长期使用过程中镜像文件数据损坏，系统无法正常启动，就只能采用灾难恢复的方式来修复。
发明内容
本发明提供一种基于虚拟机的双系统启动方法及存储介质，解决了现有的虚拟机Android系统中镜像分区故障修复难度大的技术问题。
为解决以上技术问题，本发明提供一种基于虚拟机的双系统启动方法，包括步骤：
S1、宿主机操作系统的启动引导程序根据预设流程获取vbmeta镜像，并解析得到相应的校验参数；
S2、根据获取到的MISC分区槽位的激活状态，进而获取对应的目标槽位镜像；
S3、根据所述校验参数、所述目标槽位镜像启动对应的客户端操作系统；
S4、当判断到所述客户端操作系统启动异常时，根据预设切换线程更换目标槽位镜像，重新启动所述客户端操作系统。
本基础方案根据预设流程获取vbmeta镜像，进行数据解析后得到相应的校验参数，虚拟机管理器通过读取MISC分区中各个槽位的激活状态，获取已激活的槽位的目标槽位镜像，随后结合校验参数启动对应的客户端操作系统，而出现启动异常现象时，可根据预设切换线程更换目标槽位镜像，重新驱动所述目标操作系统。本发明结合AndroidP系统本身的AB分区切换机制，在客户端(Guest)Android系统的SLOTA分区镜像出现异常时(例如系统升级或者使用过程中镜像数据损坏导致的异常)，宿主机操作系统根据客户端系统的启动情况，自动地由SLOTA分区切换到SLOTB分区，大幅度地提高了平台的稳定性。
在进一步的实施方案中，在所述步骤S1中：
所述预设流程为安卓验证启动流程；
所述校验参数包括安卓验证启动流程的版本信息以及对应的校验算法类型；
所述根据预设流程获取vbmeta镜像为：根据预设启动引导程序获取所述安卓验证启动流程，并获取与所述安卓验证启动流程对应的vbmeta镜像。
本方案预先设置预设启动引导程序(QNX Bootloader)，获取对应于安卓系统的安卓验证启动流程(Android Verified Boot)，获取常规安卓系统启动所需的vbmeta镜像的校验参数，从而可根据实际的校验参数启动虚拟机中对应的客户端操作系统(Android系统)。
在进一步的实施方案中，所述步骤S2包括：
虚拟机管理器获取MISC分区中SLOTA槽位、SLOTB槽位的激活状态，选择处于已激活状态的槽位作为目标槽位，并获取对应的目标槽位镜像。
在进一步的实施方案中，所述步骤S3包括：
S31、所述虚拟机管理器将所述校验参数添加到对应于所述客户端操作系统的CMD_LINE命令行中；
S32、所述CMD_LINE命令行将所述校验参数发送给校验模块；
S32、所述校验模块根据所述校验参数，分别对SYSTEM镜像文件和VENDOR镜像文件进行校验，若校验成功则进入所述客户端操作系统的文件加载流程，若检验失败则退出所述客户端操作系统的启动流程。
本方案的客户端操作系统通过CMDLINE命令行从宿主机操作系统获取的校验参数，并根据校验参数对当前客户端操作系统的SYSTEM镜像文件和VENDOR镜像文件进行校验，在校验成功后，即可直接进入所述客户端操作系统的文件加载流程。
在进一步的实施方案中，所述步骤S4包括：
S41、当判断到所述客户端操作系统启动异常时，判断对应于当前所述目标槽位的重启次数是否大于预设阈值，若是则进入下一步，若否则返回步骤S2；
S42、所述虚拟机管理器判断是否曾根据另一槽位的镜像启动所述客户端操作系统，若是则提示启动失败，否则获取另一槽位的镜像作为所述目标槽位镜像，并返回步骤S3，重新启动所述客户端操作系统。
本方案以AndroidP系统本身的AB分区切换机制为基础，在虚拟机中设置包括SLOTA槽位、SLOTB槽位的MISC分区，并将处于已激活状态的槽位作为目标槽位，获取对应的目标槽位镜像进行系统启动，将另一槽位作为备用启动途径，从而能够在镜像异常导致系统启动故障时，自动依据另一槽位重新启动客户端操作系统；为系统启动次数设置预设阈值，可为对应槽位的系统启动校验对应建立了多重容错机制。
在进一步的实施方案中，在所述步骤S2之前还包括：
a、根据所述启动引导程序将所述校验参数发送到所述宿主机操作系统中；
b、加载所述宿主机操作系统的内核镜像，并运行所述宿主机操作系统。
在进一步的实施方案中，在所述步骤S41中，所述客户端操作系统启动异常的判断过程为：所述宿主机操作系统实时地监测所述虚拟机管理器的启动进程，当监测到所述虚拟机管理器退出启动进程时，判断所述客户端操作系统启动异常。
在进一步的实施方案中，所述宿主机操作系统为QNX操作系统，所述客户端操作系统为安卓系统。
本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序用于在被执行时实现上述的一种基于虚拟机的双系统启动方法。其中，存储介质可以是磁碟、光盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)或者随机存取器(Random Access Memory，RAM)等。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于虚拟机的双系统启动方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
实施例1
本发明实施例提供的一种基于虚拟机的双系统启动方法，如图1所示，在本实施例中，包括步骤S1～S4：
S1、宿主机操作系统的启动引导程序根据预设流程获取vbmeta镜像，并解析得到相应的校验参数；
其中，预设流程为安卓验证启动流程；
校验参数包括安卓验证启动流程的版本信息以及对应的校验算法类型；
根据预设流程获取vbmeta镜像为：根据预设启动引导程序获取安卓验证启动流程，并获取与安卓验证启动流程对应的vbmeta镜像。
其中，宿主机操作系统为QNX操作系统。
在本实施例中，安卓验证启动流程可防止启动镜像被篡改，提高系统的抗攻击能力，并提供防回滚功能以及对AB分区备份的支持。
本发明预先设置预设启动引导程序(QNX Bootloader)，获取对应于安卓系统的安卓验证启动流程(Android Verified Boot)，获取常规安卓系统启动所需的vbmeta镜像的校验参数，从而可根据实际的校验参数启动虚拟机中对应的客户端操作系统(Android系统)。
在步骤S2之前还包括：
a、根据预设启动引导程序将校验参数发送到宿主机操作系统中；
b、加载宿主机操作系统的内核镜像，并运行宿主机操作系统。
S2、根据获取到的MISC分区槽位的激活状态，进而获取对应的目标槽位镜像，包括：
虚拟机管理器(QVM)获取MISC分区中SLOTA槽位、SLOTB槽位的激活状态，选择处于已激活状态的槽位作为目标槽位，并获取对应的目标槽位镜像。
S3、根据校验参数、目标槽位镜像启动对应的客户端操作系统，包括步骤S31～S32：
S31、虚拟机管理器将校验参数添加到客户端操作系统的CMD_LINE命令行中；
S32、CMD_LINE命令行将校验参数发送给校验模块；
S33、校验模块根据校验参数分别对SYSTEM镜像文件和VENDOR镜像文件进行校验，若校验成功则进入客户端操作系统的文件加载流程，若检验失败则退出客户端操作系统的启动流程。
客户端操作系统(Guest操作系统)为安卓系统。
本发明客户端操作系统通过CMDLINE命令行从宿主机操作系统获取校验参数，并根据校验参数对当前客户端操作系统的SYSTEM镜像文件和VENDOR镜像文件进行校验，在校验成功后，即可直接进入客户端操作系统的文件加载流程。
S4、当判断到客户端操作系统启动异常时，根据预设切换线程更换目标槽位镜像，重新启动客户端操作系统，包括步骤S41～S42：
S41、当判断到客户端操作系统启动异常时，判断对应于当前目标槽位的重启次数是否大于预设阈值，若是则进入下一步，若否则返回步骤S2。
其中，客户端操作系统启动异常的判断过程为：宿主机操作系统实时地监测虚拟机管理器的启动进程，当监测到虚拟机管理器退出启动进程时，判断客户端操作系统启动异常。
S42、虚拟机管理器判断是否曾根据另一槽位的镜像启动客户端操作系统，若是则提示启动失败，否则获取另一槽位的镜像作为目标槽位镜像，并返回步骤S3，重新启动客户端操作系统。
本实施例以AndroidP系统本身的AB分区切换机制为基础，在虚拟机中设置包括SLOTA槽位、SLOTB槽位的MISC分区，并将处于已激活状态的槽位作为目标槽位，获取对应的目标槽位镜像进行系统启动，将另一槽位作为备用启动途径，从而能够在镜像异常导致系统启动故障时，自动依据另一槽位重新启动客户端操作系统；为系统启动次数设置预设阈值，可为对应槽位的系统启动校验对应建立了多重容错机制。
本发明实施例提供的AB分区切换过程如下：
根据预设启动引导程序(QNX Bootloader)获取安卓验证启动流程(AndroidVerified Boot，AVB流程)，并获取与安卓验证启动流程对应的vbmeta镜像以及对应的校验参数，随后将校验参数发送给运行状态的宿主机操作系统。
此时，基于宿主机操作系统的虚拟机管理器(QVM)读取对应于安卓系统的ISC分区中SLOTA槽位、SLOTB槽位的激活状态，选择处于已激活状态的槽位作为目标槽位，并获取对应的目标槽位镜像，例如当SLOTA槽位为激活状态时，选择SLOTA槽位的镜像作为目标槽位镜像。
随后，虚拟机管理器将获得的vbmeta镜像的校验参数添加到对应于客户端操作系统的CMD_LINE(命令行)中。
当进入校验阶段时，CMD_LINE将获得的vbmeta镜像的校验参数发送给校验模块(例如DM-VERITY)，校验模块根据校验参数，分别对SYSTEM镜像文件和VENDOR镜像文件进行校验，若校验成功则进入客户端操作系统的文件加载流程，若检验失败则退出客户端操作系统的启动流程。
在这期间，宿主机操作系统实时地监测虚拟机管理器的启动进程，当监测到虚拟机管理器退出启动进程时，判断客户端操作系统启动异常。此时，宿主机操作系统判断依据当前槽位(例如SLOTA槽位)的启动次数是否大于预设阈值，若是则代表此槽位的镜像无法启动客户端操作系统，进而判断校验模块是否曾根据另一槽位(SLOTB)的镜像启动客户端操作系统。若是则提示启动失败，否则，驱动虚拟机管理器获取另一槽位(SLOTB)的镜像作为目标槽位镜像，重新启动客户端操作系统。
其中，DM-VERITY是一个虚拟块设备，专门用于文件系统的校验。
本发明实施例根据预设流程获取vbmeta镜像，进行数据解析后得到相应的校验参数，虚拟机管理器通过读取MISC分区中各个槽位的激活状态，获取已激活的槽位的目标槽位镜像，随后结合校验参数启动对应的客户端操作系统，而出现启动异常现象时，可根据预设切换线程更换目标槽位镜像，重新驱动目标操作系统。本发明结合AndroidP系统本身的AB分区切换机制，在客户端(Guest)Android系统的SLOTA分区镜像出现异常时(例如系统升级或者使用过程中镜像数据损坏导致的异常)，主机端的宿主机操作系统根据客户端系统的启动情况，自动地由SLOTA分区切换到SLOTB分区，大幅度地提高了平台的稳定性。
实施例2
本发明实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序用于在被执行时实现上述实施例1中的一种基于虚拟机的双系统启动方法。其中，存储介质可以是磁碟、光盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)或者随机存取器(Random AccessMemory，RAM)等。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于虚拟机的双系统启动方法，其特征在于，包括步骤：
S1、宿主机操作系统的启动引导程序根据预设流程获取vbmeta镜像，并解析得到相应的校验参数；
S2、根据获取到的MISC分区槽位的激活状态，确定目标槽位以及对应的目标槽位镜像；
S3、根据所述校验参数、所述目标槽位镜像启动对应的客户端操作系统；
S4、当判断到所述客户端操作系统启动异常时，根据预设切换线程更换目标槽位镜像，重新启动所述客户端操作系统。
2.如权利要求1所述的一种基于虚拟机的双系统启动方法，其特征在于，在所述步骤S1中：
所述预设流程为安卓验证启动流程；
所述校验参数包括安卓验证启动流程的版本信息以及对应的校验算法类型；
所述根据预设流程获取vbmeta镜像为：根据预设启动引导程序获取所述安卓验证启动流程，并获取与所述安卓验证启动流程对应的vbmeta镜像。
3.如权利要求2所述的一种基于虚拟机的双系统启动方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
虚拟机管理器获取MISC分区中SLOTA槽位、SLOTB槽位的激活状态，选择处于已激活状态的槽位作为目标槽位，并获取对应的目标槽位镜像。
4.如权利要求3所述的一种基于虚拟机的双系统启动方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31、所述虚拟机管理器将所述校验参数添加到对应于所述客户端操作系统的CMD_LINE命令行中；
S32、所述CMD_LINE命令行将所述校验参数发送给校验模块；
S33、所述校验模块根据所述校验参数，分别对SYSTEM镜像文件和VENDOR镜像文件进行校验，若校验成功则进入所述客户端操作系统的文件加载流程，若检验失败则退出所述客户端操作系统的启动流程。
5.如权利要求4所述的一种基于虚拟机的双系统启动方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
S41、当判断到所述客户端操作系统启动异常时，判断对应于当前所述目标槽位的重启次数是否大于预设阈值，若是则进入下一步，若否则返回步骤S2；
S42、所述虚拟机管理器判断是否曾根据另一槽位的镜像启动所述客户端操作系统，若是则提示启动失败，否则获取另一槽位的镜像作为所述目标槽位镜像，并返回步骤S3，重新启动所述客户端操作系统。
6.如权利要求2所述的一种基于虚拟机的双系统启动方法，其特征在于，在所述步骤S2之前还包括：
a、根据所述启动引导程序将所述校验参数发送到所述宿主机操作系统中；
b、加载所述宿主机操作系统的内核镜像，并运行所述宿主机操作系统。
7.如权利要求6所述的一种基于虚拟机的双系统启动方法，其特征在于，在所述步骤S41中，所述客户端操作系统启动异常的判断过程为：所述宿主机操作系统实时地监测所述虚拟机管理器的启动进程，当监测到所述虚拟机管理器退出启动进程时，判断所述客户端操作系统启动异常。
8.如权利要求1所述的一种基于虚拟机的双系统启动方法，其特征在于：所述宿主机操作系统为QNX操作系统。
9.如权利要求1所述的一种基于虚拟机的双系统启动方法，其特征在于：所述客户端操作系统为安卓系统。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序用于在被执行时实现权利要求1-9所述的一种基于虚拟机的双系统启动方法。
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