CN115269025A - 一种内核快速启动方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内核快速启动方法、装置、电子设备及存储介质。所述方法包括：在Linux系统的内核启动阶段，通过所述Linux系统的内核挂载第一文件系统，将所述第一文件系统挂载为根文件目录，所述第一文件系统存储内核启动所需的基本数据；通过内核线程将第二文件系统挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中，以完成内核的启动，所述第二文件系统存储内核启动所需的除所述基本数据以外的数据。该方法通过将第二文件系统挂载到第一文件系统中，使得第一文件系统能够使用第二文件系统中的数据，相应的第一文件系统可以为小体积的文件系统，进而加快内核启动的速度。

Description

一种内核快速启动方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及计算机技术领域，尤其涉及一种内核快速启动方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

Linux是类Unix操作系统，对Linux系统而言，一切皆为文件。目前，Linux内核启动时一般使用initramfs文件系统，在内核启动的早期提供一个用户态环境，用于完成在内核启动阶段不易完成的工作。

Linux内核启动到一定阶段的时候会解压该文件系统并最终挂载为根文件目录。但是，随着开发功能增多，集成到文件系统中的文件数量也会越多，造成文件系统体积不断增大，这样Linux内核在解压和挂载根文件系统的耗时相应增加，从而导致内核启动过程耗时较长，进而造成开机缓慢的问题。

因此，如何加速内核启动是当前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种内核快速启动方法、装置、电子设备及存储介质，以解决现有技术中内核启动速度较慢的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种内核快速启动方法，包括：

在Linux系统的内核启动阶段，通过所述Linux系统的内核挂载第一文件系统，将所述第一文件系统挂载为根文件目录，所述第一文件系统存储内核启动所需的基本数据；

通过内核线程将第二文件系统挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中，以使内核快速启动，所述第二文件系统存储内核启动所需的除所述基本数据以外的数据。

根据本发明的另一方面，提供了一种内核快速启动装置，包括：

第一挂载模块，用于在Linux系统的内核启动阶段，通过所述Linux系统的内核挂载第一文件系统，将所述第一文件系统挂载为根文件目录，所述第一文件系统存储内核启动所需的基本数据；

第二挂载模块，用于通过内核线程将第二文件系统挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中，以使内核快速启动，所述第二文件系统存储内核启动所需的除所述基本数据以外的数据。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的内核快速启动方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的内核快速启动方法。

本发明实施例的技术方案，通过将第二文件系统挂载到第一文件系统中，使得第一文件系统能够使用第二文件系统中的数据，使得第一文件系统能够使用第二文件系统中的数据，于此第一文件系统可以为小体积的文件系统，解决了现有技术中由于第一文件系统体积较大导致内核启动速度较慢的问题，取到了内核快速启动的有益效果。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的Linux系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一所提供的一种内核快速启动方法的流程示意图；

图3为实施例二所提供的一种内核快速启动方法的流程示意图；

图4为本发明实施例三所提供的一种内核快速启动装置的结构示意图；

图5为本发明实施例的内核快速启动方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

在对本发明实施例进行说明之前，需要对Linux系统的基础组成进行简单的说明。图1为本发明实施例提供的Linux系统的结构示意图，如图1所示，安全固件即Arm TrustedFirmware包含了BL1程序启动阶段和BL2程序启动阶段。其中，BL1是bootloader 1的简称，主要运行厂商系统级芯片内部的只读内存程序。图1中U-BOOT的主要作用是初始化设备驱动程序，引导Linux内核加载；内核是Linux系统的核心，由进程管理、内存管理、设备驱动程序等组成；根文件系统是操作系统用于明确存储设备或分区上的文件的方法和数据结构，根文件系统由内核加载。

实施例一

图2为本发明实施例一所提供的一种内核快速启动方法的流程示意图，该方法可适用于Linux系统开机时启动内核的情况，该方法可以由内核启动装置来执行，其中该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在电子设备上，在本实施例中电子设备包括但不限于：计算机设备。

如图2所示，本发明实施例一提供的一种内核快速启动方法，包括如下步骤：

S110、在Linux系统的内核启动阶段，通过所述Linux系统的内核挂载第一文件系统，将所述第一文件系统挂载为根文件目录，所述第一文件系统存储内核启动所需的基本数据。

在本实施例中，第一文件系统可以将内存模拟成文件系统，第一文件系统可以为initramfs文件系统。

需要说明的是，本实施例中的第一文件系统的体积较小，只存储显示开机基本图形界面的基本数据，因此在将第一文件系统挂载为根文件目录时，由于第一文件系统的体积较小存储数据较少，可以使得第一文件系统快速挂载。

具体的，所述通过所述Linux系统的内核挂载第一文件系统，将所述第一文件系统挂载为根文件目录，包括：在所述Linux系统的安全固件内先后运行第一程序和第二程序；通过运行所述第二程序，将所述Linux系统内的通用文件系统和双倍速率同步动态随机存储器先后进行初始化；通过运行所述第二程序，从所述通用文件系统的对应分区中分别读取多个镜像，并将所述多个镜像加载到所述双倍速率同步动态随机存储器中对应分区的指定地址处，所述多个镜像包括第一镜像、第二镜像、第三镜像以及第四镜像，所述第一镜像、所述第二镜像、所述第三镜像以及所述第四镜像为不同分区内的镜像；通过运行所述Linux系统中的引导程序，分别将所述第一镜像和所述第二镜像所对应的所述指定地址传递给所述Linux系统的内核，以使所述内核基于所第一镜像和所述第二镜像所对应的指定地址执行对应操作；通过所述Linux系统的内核使用解压函数加载所述第三镜像，以使所述内核挂载所述第三镜像所对应的第三分区为根文件目录。

其中，第一程序可以理解为厂商系统级芯片内部的只读内存程序，第一程序固化在中央处理器内；第二程序可以用于初始化双倍速率同步动态随机存储器，促使引导程序启动。

在本实施例中，Linux系统上电后，首先会运行第一程序，开始对Linux系统做初始化操作，包括对通用文件系统的初始化，此处对通用文件系统的初始化是基本的初始化操作；第一程序运行完成后，Linux系统切换到第二程序运行；在第二程序运行阶段，首先对通用文件系统和双倍速率同步动态随机存储器先后进行初始化，然后从通用文件系统的第一分区、第二分区、第三分区以及第四分区中分别读取第一镜像、第二镜像、第三镜像以及第四镜像，并将第一镜像、第二镜像、第三镜像以及第四镜像对应加载到双倍速率同步动态随机存储器中的指定地址处。

其中，通用文件系统内划分了多个gpt分区，每一个镜像对应一个gpt分区。可选的，通用文件系统可以包括dtb、ke_img、rootfs1以及rootfs2这四个gpt分区，即第一分区为dtb、第二分区为ke_img、第三分区为rootfs1，第四分区为rootfs2。

其中，第三镜像是组成第一文件系统的文件镜像，第三镜像可以为一个没有压缩的cpio格式的文件，这样内核在构造以及挂载第一文件系统时可以跳过解压文件的操作，以节省大量时间。

需要说明的是，所述第四镜像采用预设文件系统格式，文件数据保存到所述通用文件系统中的第四分区后，使用预设命令将所述第四分区制作为所述预设格式的文件系统镜像。

其中，预设文件系统格式可以为etx4或etx2文件系统格式，预设命令可以为mkfs.ext4命令或mkfs.ext2命令。示例性的，若第四镜像采用etx4文件系统格式，则可以使用mkfs.ext4命令将第四分区制作为etx4文件系统镜像。

在本实施例中，通过运行第二程序将通用文件系统中所有的镜像都加载到双倍速率同步动态随机存储器后，可以开始加载并运行引导程序。引导程序可以为初始化设备驱动程序，引导内核加载，引导程序运行后将会引导Linux系统开机。

进一步的，通过运行所述Linux系统中的引导程序，分别将所述第一镜像和所述第二镜像所对应的所述指定地址传递给所述Linux系统的内核，以使所述内核基于所第一镜像和所述第二镜像所对应的指定地址执行对应操作，包括：通过运行Linux系统中的引导程序，将第一镜像所对应的第一指定地址传递给Linux系统的内核，以使内核根据第一指定地址获取到第一镜像中的第一数据后进行地址映射等操作；通过运行Linux系统中的引导程序，将第二镜像所对应的第二指定地址传递给Linux系统的内核，以使内核根据第二指定地址获取到第二镜像后可以开始正常加载第二镜像，在内核内做一系列初始化操作。

进一步的，通过所述Linux系统的内核使用第一预设函数加载所述第三镜像，以使所述内核挂载所述第三镜像所对应的第三分区为根文件目录，包括：通过Linux系统的内核使用解压函数从所述双倍速率同步动态随机存储器中获取所述第三镜像对应的第三指定地址；根据所述第三指定地址中包括的起始地址和结束地址挂载所述第三分区为根文件目录。

其中，第一预设函数可以为populate_rootfs函数。内核挂载第三分区为根文件目录后，可以执行根文件目录下的init脚本，此时Linux系统的内核引导完成，可以正常开机显示界面。

S120、通过内核线程将第二文件系统挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中，以完成内核的启动，所述第二文件系统存储内核启动所需的除所述基本数据以外的数据。

在本实施例中，第二文件系统可以将内存模拟成存储器，存储器可以为磁盘等具有存储功能的设备。第二文件系统可以为ramdisk文件系统。

在本实施例中，第二文件系统可以用来保存第一文件系统以外需要使用的数据，在内核挂载完第一文件系统后，使用内核线程将第二文件系统挂载到第一文件系统指定的目录，使得第一文件系统可以使用第二文件系统中存储的数据，以实现Linux内核快速开机启动。

需要说明的是，所述第二文件系统被挂载之前，进行的配置包括配置内存支持的块设备，以及配置所述第二文件系统的最大内存。

其中，最大内存可以根据功能需求动态设置，此处对最大内存不作具体限制。

具体的，所述通过内核线程将第二文件系统挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中，包括：通过内核线程从所述双倍速率同步动态随机存储器中获取所述第四镜像对应的第四指定地址，根据所述第四指定地址获取第四镜像，将所述第四镜像保存到所述第二文件系统的根文件系统镜像文件中；在所述内核下创建块设备作为所述第二文件系统挂载的存储器；确定所述根文件系统镜像文件为所述预设格式的文件系统类型后，获取所述根文件系统镜像文件中的块设备的数目；循环遍历所述块设备的数目，将所述根文件系统镜像文件中的数据全部写入到所述第二文件系统挂载的存储器中，并释放所述根文件系统镜像文件；调用挂载函数将述第二文件系统挂载的存储器挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中。

其中，第四指定地址可以包括起始地址和结束地址。可以根据第四镜像的起始地址和结束地址获取第四镜像。根文件系统镜像文件可以为第二文件系统中的镜像文件。

进一步的，将所述第四镜像保存到第二文件系统的根文件系统镜像文件中，包括：调用打开函数打开根文件系统镜像文件，得到第一文件描述符；将所述第四镜像中的数据写入所述第一文件描述符，以使所述第四镜像保存到所述第二文件系统的根文件系统镜像文件中。

其中，将第四镜像中的数据写入第一文件描述符中即表征将第四镜像中的数据写入到根文件系统镜像文件中，于此第二文件系统的根文件系统镜像文件就可以保存第四文件镜像。

在本实施例中，可以调用创建设备函数，在内核下创建块设备节点，作为第二文件系统需要挂载的存储器。

进一步的，确定所述根文件系统镜像文件是否为预设格式的文件系统类型，包括：调用打开函数打开所述块设备，得到第二文件描述符；调用所述打开函数打开所述根文件系统镜像文件，得到第三文件描述符；调用读取函数，从所述第三文件描述符中读取预设数量的字节数据；根据所述字节数据的大小确定所述根文件系统镜像文件是否为预设格式的文件系统类型。

其中，预设数量的字节数据可以为存储器一个存储区域的大小，示例性的，若存储器为磁盘，则预设数量的字节数据可以为磁盘一个扇区的大小。若根文件系统镜像文件的大小与所述字节数据的大小相同，则确定根文件系统镜像文件为预设格式的文件系统类型。

进一步的，将所述根文件系统镜像文件中的数据全部写入到所述第二文件系统挂载的设备中，包括：使用读取函数从第三文件描述符中读取数据，将所述数据存储到临时缓冲区；使用写入函数将所述临时缓冲区中的数据写入到第二文件描述符中，直到将第三文件描述符中的数据全部写入到第二文件描述符中。

其中，将第三文件描述符中的数据全部写入到第二文件描述符中后，表征根文件系统镜像文件中的数据已经全部写入到存储器中，此时可以使用释放函数释放掉根文件系统镜像文件。

本发明实施例一提供的一种内核快速启动方法，首先在Linux系统的内核启动阶段，通过所述Linux系统的内核挂载第一文件系统，将所述第一文件系统挂载为根文件目录，所述第一文件系统存储内核启动所需的基本数据；然后通过内核线程将第二文件系统挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中，以使内核快速启动，所述第二文件系统存储内核启动所需的除所述基本数据以外的数据。上述方法通过将第二文件系统挂载到第一文件系统中，使得第一文件系统能够使用第二文件系统中的数据完成内核启动，从而使得第一文件系统为体积较小的文件系统，当第一文件系统的体积较小时能够加快内核的启动速度。

实施例二

本发明实施例在上述各实施例的技术方案的基础上，提供了一种具体的实施方式。

作为本实施一种具体的实施方式，图3为实施例二所提供的一种内核快速启动方法的流程示意图，根据图3可知该方法包括如下过程：

S11、Linux系统上电，首先会运行BL1程序即第一程序，开始对Linux系统做初始化操作，包括对UFS即通用文件系统的基本初始化操作。

S12、BL1程序加载成功后，由BL1从UFS中加载BL2程序即第二程序到静态随机存取存储器SRAM中，此时Linux系统切换到BL2运行。

S13、BL2开始运行，在BL2运行阶段会对UFS和DDR即双倍速率同步动态随机存储器先后进行初始化，接着BL2从UFS分区中读取dtb image即第一镜像，并将dtb image加载到DDR中的指定地址0x90200000处。

其中，UFS内规划好了多个gpt分区，每个image即镜像对应一个gpt分区。UFS包括dtb、ke_img、rootfs1、rootfs2四个gpt分区。

S14、通过BL2从UFS的ke_img分区中读取ke_img image即第二镜像，并将ke_imgimage加载到DDR中的指定地址0x90280000处。

S15、通过BL2从UFS的rootfs1分区中读取rootfs1 image即第三镜像，并将rootfs1 image加载到DDR中的指定地址0xC40000000处。

S16、通过BL2从UFS的rootfs2分区中读取rootfs2 image即第四镜像，并将rootfs2 image加载到DDR中的指定地址0xC4C800000处。

基于第二文件系统，rootfs2 image镜像需要采用etx4或etx2文件系统格式，文件数据保存到rootfs2分区后，使用mkfs.ext4命令或mkfs.ext2命令将rootfs2分区制作为etx4文件系统镜像或etx2文件系统镜像。

S17、通过BL2将UFS中所有image都加载到DDR后，开始加载并运行U-BOOT程序即引导程序。

S18、通过运行U-BOOT程序，将会引导Linux系统开机。U-BOOT首先将DDR中dtbimage的指定地址传递给Linux内核，Linux内核在指定地址获取到dtb数据后，进行地址映射等操作。

S19、通过U-BOOT将DDR中ke_img image的指定地址传递给内核，此时Linux内核开始正常加载ke_img image，在内核做一系列初始化操作。

S20、通过populate_rootfs函数即解压函数来加载rootfs1文件镜像。首先从DDR中获取rootfs1 image的起始地址和结束地址，其次使用unpack_to_rootfs来构造和挂载文件系统，当rootfs1 image处理完成后，内核挂载rootfs1分区为根目录，并执行根目录下的init脚本，此时Linux内核已经引导完成，可以正常开机显示界面了。

S21、完成配置后，Linux内核处理rootfs2中的rootfs2 image。

Linux内核使用ramdisk文件系统即第二文件系统需要做如下配置选项来支持：

General setup--->

[*]Initial RAM filesystem and RAM disk(initramfs/initrd)support

Device Drivers--->

<*>RAM block device support

(1)Default number of RAM disks

(307200)Default RAM disk size(kbytes)

上述配置设置RAM即内存支持block device块设备，生成一个/dev/ram设备即存储器的节点，同时设置最大ramdisk大小为300MB。

本步骤中，Linux内核处理rootfs2中的rootfs2 image包括如下步骤：

步骤S31、创建一个内核线程sec_rootfs_thread，指定线程处理函数为sec_rootfs_run；该线程从DDR中获取rootfs2 image的起始地址sec_start和结束地址sec_end；调用sys_open函数即打开函数打开/rootfsrd.img文件即根文件系统镜像文件，得到描述符fd0即第一描述符。

步骤S32、将sec_start和sec_end之间的数据调用sys_write写入fd0，即写入到/rootfsrd.img中，这样/rootfsrd.img就保存了rootfs2 image。

步骤S33、调用create_dev函数在内核在创建/dev/ram0设备节点即块设备。

步骤S34、调用sys_open打开/dev/ram0设备得到文件描述符fd1即第二描述符，调用sys_open打开/rootfsrd.img文件得到文件描述符fd2即第三描述符。

步骤S35、调用sys_read即读取函数从fd2读取512字节数据，这是磁盘一个扇区的大小，用来判断/rootfsrd.img是否为etx4文件系统类型，当/rootfsrd.img为etx4文件系统类型，可以获取rootfsrd.img的块数目nblocks即块设备的数目。

步骤S36、循环遍历nblocks，使用sys_read从fd2中读取数据到临时buf中即临时缓冲区，使用sys_write将临时buf中的数据写入到fd1中，直到将fd2中的数据全部写入到fd1中。此时/rootfsrd.img中的数据已经全部写入到/dev/ram0中，使用sys_unlink函数释放掉/rootfsrd.img文件。

步骤S37、调用sys_mount函数即挂载函数将/dev/ram0挂载到initramfs文件系统指定目录即目标目录，至此ramdisk文件系统挂载完成。initramfs文件系统即可使用ramdisk文件系统中的数据。

本发明实施例二提供的一种内核启动方法，该方法通过将ramdisk文件系统挂载到initramfs文件系统中，使得initramfs文件系统可以使用ramdisk文件系统中的数据，相应的initramfs文件系统可以为小体积的文件系统，进而能够加快内核启动的速度。

实施例三

图4为本发明实施例三所提供的一种内核快速启动装置的结构示意图，该装置可适用于Linux系统开机时内核启动的情况，其中该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在电子设备上。

如图4所示，该装置包括：第一挂载模块110和第二挂载模块120。

第一挂载模块110，用于在Linux系统的内核启动阶段，通过所述Linux系统的内核挂载第一文件系统，将所述第一文件系统挂载为根文件目录，所述第一文件系统存储内核启动所需的基本数据；

第二挂载模块120，用于通过内核线程将第二文件系统挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中，以使内核快速启动，所述第二文件系统存储内核启动所需的除所述基本数据以外的数据。

在本实施例中，该装置首先通过第一挂载模块110在Linux系统的内核启动阶段，通过所述Linux系统的内核挂载第一文件系统，将所述第一文件系统挂载为根文件目录，所述第一文件系统存储内核启动所需的基本数据；然后通过第二挂载模块120通过内核线程将第二文件系统挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中，以使内核快速启动，所述第二文件系统存储内核启动所需的除所述基本数据以外的数据。

本实施例提供了一种内核快速启动装置，能够加快内核启动的速度。

进一步的，第一挂载模块110具体用于：在所述Linux系统的安全固件内先后运行第一程序和第二程序，所述第一程序和所述第二程序为不同的程序；通过运行所述第二程序，将所述Linux系统内的通用文件系统和双倍速率同步动态随机存储器先后进行初始化；通过运行所述第二程序，从所述通用文件系统的对应分区中分别读取多个镜像，并将所述多个镜像加载到所述双倍速率同步动态随机存储器中对应分区的指定地址处，所述多个镜像包括第一镜像、第二镜像、第三镜像以及第四镜像，所述第一镜像、所述第二镜像、所述第三镜像以及所述第四镜像为不同分区内的镜像；通过运行所述Linux系统中的引导程序，分别将所述第一镜像和所述第二镜像所对应的所述指定地址传递给所述Linux系统的内核，以使所述内核基于所第一镜像和所述第二镜像所对应的指定地址执行对应操作；通过所述Linux系统的内核使用解压函数加载所述第三镜像，以使所述内核挂载所述第三镜像所对应的第三分区为根文件目录。

进一步的，所述第四镜像采用预设文件系统格式，文件数据保存到所述通用文件系统中的第四分区后，使用预设命令将所述第四分区制作为所述预设格式的文件系统镜像。

在上述优化的基础上，所述装置还包括配置模块，用于：在所述第二文件系统被挂载之前，进行的配置包括配置内存支持的块设备，以及配置所述第二文件系统的最大内存。

进一步的，第二挂载模块120具体用于：通过内核线程从所述双倍速率同步动态随机存储器中获取所述第四镜像对应的第四指定地址，根据所述第四指定地址获取第四镜像，将所述第四镜像保存到所述第二文件系统的根文件系统镜像文件中；在所述内核下创建块设备作为所述第二文件系统挂载的存储器；确定所述根文件系统镜像文件为所述预设格式的文件系统类型后，获取所述根文件系统镜像文件中的块设备的数目；循环遍历所述块设备的数目，将所述根文件系统镜像文件中的数据全部写入到所述第二文件系统挂载的存储器中，并释放所述根文件系统镜像文件；调用挂载函数将述第二文件系统挂载的存储器挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中。

进一步的，第二挂载模块120包括保存单元，用于：将所述第四镜像保存到所述第二文件系统的根文件系统镜像文件中，包括：调用打开函数打开根文件系统镜像文件，得到第一文件描述符；将所述第四镜像中的数据写入所述第一文件描述符，以使所述第四镜像保存到所述第二文件系统的根文件系统镜像文件中。

进一步的，第二挂载模块120包括确定单元，用于：调用打开函数打开所述块设备，得到第二文件描述符；调用所述打开函数打开所述根文件系统镜像文件，得到第三文件描述符；调用读取函数，从所述第三文件描述符中读取预设数量的字节数据；根据所述字节数据的大小确定所述根文件系统镜像文件是否为预设格式的文件系统类型。

进一步的，第二挂载模块120包括写入单元，用于：使用读取函数从第三文件描述符中读取数据，将所述数据存储到临时缓冲区；使用写入函数将所述临时缓冲区中的数据写入到第二文件描述符中，直到将第三文件描述符中的数据全部写入到第二文件描述符中。

上述内核快速启动装置可执行本发明任意实施例所提供的内核快速启动方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图5示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图5所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如内核快速启动方法。

在一些实施例中，内核快速启动方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的内核快速启动方法中的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行内核快速启动方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.一种内核快速启动方法，其特征在于，所述方法包括：

在Linux系统的内核启动阶段，通过所述Linux系统的内核挂载第一文件系统，将所述第一文件系统挂载为根文件目录，所述第一文件系统存储内核启动所需的基本数据；

通过内核线程将第二文件系统挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中，以使内核快速启动，所述第二文件系统存储内核启动所需的除所述基本数据以外的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述Linux系统的内核挂载第一文件系统，将所述第一文件系统挂载为根文件目录，包括：

在所述Linux系统的安全固件内先后运行第一程序和第二程序，所述第一程序和所述第二程序为不同的程序；

通过运行所述第二程序，将所述Linux系统内的通用文件系统和双倍速率同步动态随机存储器先后进行初始化；

通过运行所述第二程序，从所述通用文件系统的对应分区中分别读取多个镜像，并将所述多个镜像加载到所述双倍速率同步动态随机存储器中对应分区的指定地址处，所述多个镜像包括第一镜像、第二镜像、第三镜像以及第四镜像，所述第一镜像、所述第二镜像、所述第三镜像以及所述第四镜像为不同分区内的镜像；

通过运行所述Linux系统中的引导程序，分别将所述第一镜像和所述第二镜像所对应的所述指定地址传递给所述Linux系统的内核，以使所述内核基于所第一镜像和所述第二镜像所对应的指定地址执行对应操作；

通过所述Linux系统的内核使用解压函数加载所述第三镜像，以使所述内核挂载所述第三镜像所对应的第三分区为根文件目录。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第四镜像采用预设文件系统格式，文件数据保存到所述通用文件系统中的第四分区后，使用预设命令将所述第四分区制作为所述预设格式的文件系统镜像。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二文件系统被挂载之前，进行的配置包括配置内存支持的块设备，以及配置所述第二文件系统的最大内存。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过内核线程将第二文件系统挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中，包括：

通过内核线程从所述双倍速率同步动态随机存储器中获取所述第四镜像对应的第四指定地址，根据所述第四指定地址获取第四镜像，将所述第四镜像保存到所述第二文件系统的根文件系统镜像文件中；

在所述内核下创建块设备作为所述第二文件系统挂载的存储器；

确定所述根文件系统镜像文件为所述预设格式的文件系统类型后，获取所述根文件系统镜像文件中的块设备的数目；

循环遍历所述块设备的数目，将所述根文件系统镜像文件中的数据全部写入到所述第二文件系统挂载的存储器中，并释放所述根文件系统镜像文件；

调用挂载函数将述第二文件系统挂载的存储器挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述第四镜像保存到所述第二文件系统的根文件系统镜像文件中，包括：

调用打开函数打开根文件系统镜像文件，得到第一文件描述符；

将所述第四镜像中的数据写入所述第一文件描述符，以使所述第四镜像保存到所述第二文件系统的根文件系统镜像文件中。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述根文件系统镜像文件是否为预设格式的文件系统类型，包括：

调用打开函数打开所述块设备，得到第二文件描述符；

调用所述打开函数打开所述根文件系统镜像文件，得到第三文件描述符；

调用读取函数，从所述第三文件描述符中读取预设数量的字节数据；

根据所述字节数据的大小确定所述根文件系统镜像文件是否为预设格式的文件系统类型。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述根文件系统镜像文件中的数据全部写入到所述第二文件系统挂载的设备中，包括：

使用读取函数从第三文件描述符中读取数据，将所述数据存储到临时缓冲区；

使用写入函数将所述临时缓冲区中的数据写入到第二文件描述符中，直到将第三文件描述符中的数据全部写入到第二文件描述符中。

9.一种内核快速启动装置，其特征在于，所述装置包括：

第一挂载模块，用于在Linux系统的内核启动阶段，通过所述Linux系统的内核挂载第一文件系统，将所述第一文件系统挂载为根文件目录，所述第一文件系统存储内核启动所需的基本数据；

第二挂载模块，用于通过内核线程将第二文件系统挂载到所述第一文件系统指定的目标目录中，以使内核快速启动，所述第二文件系统存储内核启动所需的除所述基本数据以外的数据。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-8中任一项所述的内核快速启动方法。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的内核快速启动方法。

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