一种操作系统升级方法、计算设备及存储介质与流程

1.本发明操作系统领域，特别涉及一种操作系统升级方法、计算设备及存储介质。


背景技术：

2.随着计算机技术的发展，人们使用计算机时，通常根据操作系统完成多种任务，因此计算机中操作系统的地位显得尤为重要。为了使操作系统更安全和更高效的为用户提供服务，经常需要对操作系统中漏洞进行修补，或者添加新的功能，如进行内核漏洞修复和bug修复等。
3.现有技术中对操作系统进行内核等组件进行升级和修复时，通常都需要重启计算机，再加载引导新的内核。这种升级方式十分耗时，对业务的中断时间较长，对用户不友好。
4.为此，需要一种新的操作系统升级方法。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供一种操作系统升级方法，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。
6.根据本发明的一个方面，提供一种操作系统升级方法，适于在计算设备中执行，计算设备中包括处理器和内部存储器，并运行有操作系统，操作系统包括第一内核，方法包括步骤：当接收到将第一内核升级为第二内核的升级请求时，将第二内核加载到内部存储器的内核存储区域；设置处理器的从核轮询主核是否重新启动，并将处理器的主核关闭；重新启动处理器的主核，并根据主核从内核存储区域加载第二内核；根据从核对主核的轮询请求，设置从核停止轮询主核。
7.可选地，在根据本发明的方法中，将第二内核加载到内部存储器的内核存储区域包括步骤：在内部存储其中分配内核存储区域，内核存储区域为内部存储器中的一块连续内存区域；将第二内核加载到内部存储区域中。
8.可选地，在根据本发明的方法中，设置处理器的从核轮询主核是否启动包括步骤：通过主核向从核发送主核关闭的消息；当从核接收到主核关闭的消息时，开始轮询主核是否启动。
9.可选地，在根据本发明的方法中，根据从核对主核的轮询请求，设置从核停止轮询主核包括步骤：当主核重新启动后接收到从核对主核的轮询请求时，向从核发送主核重新启动的消息；当从核接收到主核重新启动的消息时，停止轮询主核。
10.可选地，在根据本发明的方法中,计算设备与服务器通信连接，将第一内核升级为第二内核的升级请求的生成包括步骤：从服务器获取存储的内核的内核版本；判断服务器存储的内核的内核版本是否高于第一内核的内核版本；若高于第一内核的内核版本，则将服务器存储的内核作为第二内核；从服务器中获取第二内核并生成对操作系统的内核的升级请求。
11.可选地，在根据本发明的方法中，操作系统中还包括第一系统服务，方法还包括步
骤：当接收到对操作系统的系统服务的升级请求时，将第二系统服务加载到内部存储器的系统服务存储区域；设置处理器的从核轮询主核是否重新启动，并将处理器的主核关闭；重新启动处理器的主核，并根据主核从系统服务存储区域加载第二系统服务；根据从核对主核的轮询请求，设置从核停止轮询主核。
12.可选地，在根据本发明的方法中，操作系统中还包括第一系统应用，方法还包括步骤：当接收到对操作系统的系统服务的升级请求时，将第二系统应用加载到内部存储器的系统应用存储区域；设置处理器的从核轮询主核是否重新启动，并将处理器的主核关闭；重新启动处理器的主核，并根据主核从系统应用存储区域加载第二系统应用；根据从核对主核的轮询请求，设置从核停止轮询主核。
13.可选地，在根据本发明的方法中，计算设备中还包括：pci设备，方法还包括步骤：将处理器的主核关闭后，设置pci设备暂停运行；当处理器的主核重新启动后，设置pci设备恢复运行。
14.根据本发明的另一个方面，提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于执行根据本发明的操作系统升级方法。
15.根据本发明的再一个方面，提供了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，一个或多个程序包括指令，该指令当由计算设备执行时，使得计算设备执行根据本发明的操作系统升级方法。
16.本发明公开了一种操作系统升级方法，适于在计算设备中执行。计算设备包括处理器和内部存储器，并运行有操作系统，操作系统包括第一内核，方法包括步骤：当接收到对操作系统的内核的升级请求时，将第二内核加载到内部存储器的内核存储区域；设置处理器的从核轮询主核是否重新启动，并将处理器的主核关闭；重新启动处理器的主核，并根据主核从所述内核存储区域加载第二内核；根据所述对主核的轮询，设置所述从核停止轮询主核。本发明中在不重启计算设备的情况下，对处理器的主核进行重新，加载新内核实现升级操作系统；在升级内核的同时，保持从核开启，避免重启从核延长更新时间；进一步的预先将内核存储到内核存储区域中，减少加载内核的时间。
附图说明
17.为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本发明公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。
18.图1示出了根据本发明一个示范性实施例的计算设备中运行操作系统的示意图；
19.图2示出了根据本发明一个示范性实施例的计算设备200的结构框图；
20.图3示出了根据本发明一个示范性实施例的操作系统升级方法300的流程示意图；
21.图4示出了现有技术中加载新内核的示意图；
22.图5示出了根据本发明的一个示范性实施例的加载第二内核的示意图；
23.图6示出了现有技术中重启内核时开机的示意图；
24.图7示出了现有技术中重启内核时开机的示意图；
25.图8示出了根据本发明的一个示范性实施例的重启主核时关机的示意图；
26.图9示出了根据本发明的一个示范性实施例的重启主核时开机的示意图；以及
27.图10示出了根据本发明的一个示范性实施例的升级内核的示意图。
具体实施方式
28.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。
29.图1示出了根据本发明一个示范性实施例的计算设备中运行操作系统的示意图。如图1所示，计算设备200中包括硬件层130、系统层和应用110。
30.硬件层130为计算设备中的操作系统及应用提供硬件运行环境。硬件层130包括处理器131、内部存储器132、外部存储器133和pci设备134。处理器可包括主核和一个或多个从核。如图1所示，处理器131包括主核1311、从核1312和从核1313。本发明对处理器中所包括的主核及从核架构类型，以及从核的数量不做限制，图1中所示的从核数量仅为示例性的。处理器中，主核为管理核，被管理的核为从核。
31.pci设备134包括通过pci总线连接的设备，包括声卡网卡等设备。
32.计算设备200中运行有操作系统120，作为计算设备200的系统层，为计算设备中运行的应用提供软件运行环境。操作系统120中包括第一内核121、第一系统服务122和第一系统应用123。其中，第一内核121负责管理操作系统120的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统等；第一系统服务122执行指定系统功能的程序、例程或进程，以便支持其他程序，包括音频服务器、视频服务器等；第一系统应用123为控制和协调计算设备及外部设备,支持应用软件开发和运行的应用，包括编译器等。
33.应用层110中包括一个或多个基于硬件层130和操作系统120运行的应用：应用111～113，本发明对应用层中应用的数量和种类不做限制。
34.图2示出了根据本发明一个示范性实施例的计算设备200的结构框图。如图2所示，在基本配置202中，计算设备200典型地包括系统存储器206和一个或者多个处理器204。存储器总线208可以用于在处理器204和系统存储器206之间的通信。
35.取决于期望的配置，处理器204可以是任何类型的处理，包括但不限于：微处理器(μp)、微控制器(μc)、数字信息处理器(dsp)或者它们的任何组合。处理器204可以包括诸如一级高速缓存210和二级高速缓存212之类的一个或者多个级别的高速缓存、处理器核心214和寄存器216。示例的处理器核心214可以包括运算逻辑单元(alu)、浮点数单元(fpu)、数字信号处理核心(dsp核心)或者它们的任何组合。示例的存储器控制器218可以与处理器204一起使用，或者在一些实现中，存储器控制器218可以是处理器204的一个内部部分。
36.取决于期望的配置，系统存储器206可以是任意类型的存储器，包括但不限于：易失性存储器(诸如ram)、非易失性存储器(诸如rom、闪存等)或者它们的任何组合。系统存储器206可以包括操作系统220、一个或者多个程序222以及程序数据228。在一些实施方式中，程序222可以布置为在操作系统上由一个或者多个处理器204利用程序数据228执行根据本
发明的方法300的指令223。
37.计算设备200还可以包括储存接口总线234。储存接口总线234实现了从储存设备232(例如，可移除储存器236和不可移除储存器238)经由总线/接口控制器230到基本配置202的通信。操作系统220、程序222以及数据224的至少一部分可以存储在可移除储存器236和/或不可移除储存器238上，并且在计算设备200上电或者要执行程序222时，经由储存接口总线234而加载到系统存储器206中，并由一个或者多个处理器204来执行。
38.计算设备200还可以包括有助于从各种接口设备(例如，输出设备242、外设接口244和通信设备246)到基本配置202经由总线/接口控制器230的通信的接口总线240。示例的输出设备242包括图形处理单元248和音频处理单元250。它们可以被配置为有助于经由一个或者多个a/v端口252与诸如显示器或者扬声器之类的各种外部设备进行通信。示例外围接口244可以包括串行接口控制器254和并行接口控制器256，它们可以被配置为有助于经由一个或者多个i/o端口258和诸如输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备)或者其他外设(例如打印机、扫描仪等)之类的外部设备进行通信。示例的通信设备246可以包括网络控制器260，其可以被布置为以便经由一个或者多个通信端口264与一个或者多个其他计算设备200通过网络通信链路的通信。
39.网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以体现为在诸如载波或者其他传输机制之类的调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块，并且可以包括任何信息递送介质。“调制数据信号”可以这样的信号，它的数据集中的一个或者多个或者它的改变可以在信号中编码信息的方式进行。作为非限制性的示例，通信介质可以包括诸如有线网络或者专线网络之类的有线介质，以及诸如声音、射频(rf)、微波、红外(ir)或者其它无线介质在内的各种无线介质。这里使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质二者。
40.在根据本发明的设备200中，程序222包括操作系统升级方法300的多条程序指令，这些程序指令可以指示处理器204执行本发明的计算设备200中运行的操作系统升级方法300中的部分步骤，以便计算设备200中的各部分通过执行本发明的操作系统升级方法300来对操作系统进行升级。
41.计算设备200可以实现为服务器，例如文件服务器、数据库、服务器、应用程序服务器等，这些电子设备可以是诸如个人数字助理(pda)、无线网络浏览设备、应用专用设备、或者可以包括上面任何功能的混合设备。可以实现为包括桌面计算机和笔记本计算机配置的个人计算机，也在一些实施例中，计算设备200被配置为操作系统升级方法300。
42.图3示出了根据本发明一个示范性实施例的操作系统升级方法300的流程示意图。如图3所示，首先执行步骤s310，当接收到将第一内核升级为第二内核的升级请求时，将第二内核加载到内部存储器的内核存储区域。
43.根据本发明的一个实施例，对操作系统的内核的升级请求可由用户发起或由计算设备自动发送，本发明对该升级请求的生成方式不做限制。计算设备与服务器通信连接，服务器为存储操作系统的内核的服务器，其中包括由开发人员上传的最新版本的内核。开发人员在开完完毕内核，对内核进行升级或bug修复后，将新版本的内核上传到服务器中。
44.将第一内核升级为第二内核的升级请求的生成包括步骤：从服务器获取存储的内核的内核版本，判断服务器存储的内核的内核版本是否高于第一内核的内核版本，若高于
第一内核的内核版本，则将服务器存储的内核作为第二内核，从服务器中获取第二内核并生成对操作系统的内核的升级请求。
45.根据本发明的一个实施例，计算设备获取第二内核时，也可以由用户手动从服务器中获取，或由用户通过可移动存储介质导入计算设备；本发明对计算设备获取第二内核的方式不做限制。
46.计算设备获取到第二内核后，将第二内核存储到外部存储器133。
47.图4示出了现有技术中加载新内核的示意图。如图4所示：在加载第二内核时，将第二内核加载到内核态vmalloc区的不连续物理内存。在升级内核，使用第二内核启动操作系统时还需要将第二内核从不连续的存储页中拷贝存储到连续的物理内存中；这个过程十分耗时，造成加载新内核时间较长。
48.本发明中，将第二内核加载到内部存储器时，先在内部存储其中分配内核存储区域，内核存储区域为内部存储器中的一块连续内存区域，再将第二内核加载到内部存储区域中。
49.图5示出了根据本发明的一个示范性实施例的加载第二内核的示意图。如图5所示，现在内部存储器中分配用于存储第二内核的存储区域，即内核存储区域(reserved memory for second kernel)；内核存储区域为内部存储器中的一块连续内存区域。内核存储区域中用于存储elf文件(elf core headers)、初始化内存盘(initrd)、设置代码(setup code)以及第二内核(second kernel)。使用第二内核启动时直接从第二内核在内部存储器中存储的起始位置开始，加载第二内核启动操作系统。
50.随后，执行步骤s320，设置处理器的从核轮询主核是否重新启动，并将处理器的主核关闭。由于处理器中主核对从核进行管理，因此设置从核轮询主核时，通过主核向从核发送主核关闭的消息，当从核接收到主核关闭的消息时，开始轮询主核是否启动，向主核发送轮询请求。
51.图6示出了现有技术中重启内核时关机的示意图。如图6所示，在关机时，主核向从核发送消息，告诉从核正在关机。从核在接受到主核发送的消息后，也停止运行。关机操作使处理器的从核和主核均停止运行。图7示出了现有技术中重启内核时开机的示意图。如图7所示，在开机时，主核先启动，随后主核向从核发送消息，告诉从核主核已经启动，从核接收到主核已经启动的消息时，被唤醒并启动。主核等待从核运行，完成开机过程。现有技术中从核跟随主核停止运行和启动，导致开机和关机时间较长，整个主核重启过程耗费较多时间。
52.图8示出了根据本发明的一个示范性实施例的重启主核时关机的示意图。如图8所示，主核关闭时，告诉从核主核关闭的消息；从核接受到主核发送的消息后；主核设置从核开始轮询主核是否启动，而并不关闭从核。从核不停止运行，而是轮询主核是否已经启动，节约了从核关闭的时间，缩短了关机时间。
53.随后，执行步骤s330，重新启动处理器的主核，并根据主核从内核存储区域加载第二内核。重启处理器的主核，使主核上电后，从内核存储区域中第二内核的存储位置获取第二内核进行加载，实现内核的升级。第二内核的存储位置与第一内核的存储位置不同，因此需要修改获取启动内核指针所指向的位置，修改为第二内核存储区域的首地址。
54.最后，执行步骤s340，根据从核对主核的轮询请求，设置从核停止轮询主核；具体
的：当主核重新启动后，接收到从核对主核的轮询请求时，向从核发送主核重新启动的消息，当从核接收到主核重新启动的消息时，停止轮询主核。
55.图9示出了根据本发明的一个示范性实施例的重启主核时开机的示意图。如图9所示，主核启动后，向从核发送内核重新启动的消息；由于从核并未停止运行，只需要让从核退出轮询的状态，正常开始运行即可；节约了从核启动的时间，缩短了开机时间，从而减少升级内核的时间。
56.图10示出了根据本发明的一个示范性实施例的升级内核的示意图。如图10所示：计算设备上电开机后，以第一内核运行操作系统。当接收到对操作系统的内核的升级请求时，先在内部存储其中分配内核存储区域，内核存储区域为内部存储器中的一块连续内存区域。
57.随后，若服务器存储的内核的内核版本高于第一内核的内核版本，则将服务器存储的内核作为第二内核，获取第二内核并将第二内核加载到内部存储器的内核存储区域。
58.接着开始更新内核，关闭主核，并告诉从核主核关闭的消息；从核接受到主核发送的消息后，主核设置从核开始轮询主核是否启动，而并不关闭从核。从核不停止运行，而是轮询主核是否已经启动。
59.接着重新启动处理器的主核，并根据主核从内核存储区域加载第二内核。
60.随后启动主核，向从核发送内核重新启动的消息；由于从核并未停止运行，只需要让从核退出轮询的状态，正常开始运行即可。
61.根据本发明的一个实施例，操作系统中还包括第一系统服务，本发明方法法还包括步骤：当接收到对操作系统的系统服务的升级请求时，将第二系统服务加载到内部存储器的系统服务存储区域。系统服务存储区域为内部存储器中预设一块连续的存储区域。
62.接着设置处理器的从核轮询主核是否重新启动，并将处理器的主核关闭。随后重新启动处理器的主核，并根据主核从所述系统服务存储区域加载第二系统服务。
63.最后根据从核对主核的轮询请求，设置从核停止轮询主核，从而实现快速更新系统服务。
64.根据本发明的一个实施例，操作系统中还包括第一系统应用，本发明方法还包括步骤：当接收到对操作系统的系统服务的升级请求时，将第二系统应用加载到所述内部存储器的系统应用存储区域；系统应用存储区域为内部存储器中预设一块连续的存储区域。
65.接着设置处理器的从核轮询主核是否重新启动，并将处理器的主核关闭。
66.随后重新启动处理器的主核，并根据主核从所述系统应用存储区域加载第二系统应用。
67.最后，根据从核对主核的轮询请求，设置从核停止轮询主核，从而实现快速更新系统应用。
68.根据本发明的一个实施例，当操作系统为linux系统时，还可通过本发明方法，设置initramfs存储区域，对linux系统的initramfs模块进行更新。
69.根据本发明的一个实施例，计算设备中还包括：pci设备、usb设备和i2c设备，本发明方法还包括步骤：将处理器的主核关闭后，设置pci设备暂停运行，而并不停止运行，保持pci设备的上电状态，随后当处理器的主核重新启动后，设置pci设备恢复运行；避免在对操作系统更新时，重启pci设备造成的更新时间延长。
70.相应的，将处理器的主核关闭后，设置usb设备和/或i2c设备暂停运行，而并不停止运行，随后当处理器的主核重新启动后，设置usb设备和/或i2c设备恢复运行，避免在对操作系统更新时，重启usb设备和/或i2c设备造成的更新时间延长。
71.本发明公开了一种操作系统升级方法，适于在计算设备中执行。计算设备包括处理器和内部存储器，并运行有操作系统，操作系统包括第一内核，方法包括步骤：当接收到对操作系统的内核的升级请求时，将第二内核加载到内部存储器的内核存储区域；设置处理器的从核轮询主核是否重新启动，并将处理器的主核关闭；重新启动处理器的主核，并根据主核从所述内核存储区域加载第二内核；根据所述对主核的轮询，设置所述从核停止轮询主核。本发明中在不重启计算设备的情况下，对处理器的主核进行重新，加载新内核实现升级操作系统；在升级内核的同时，保持从核开启，避免重启从核延长更新时间；进一步的预先将内核存储到内核存储区域中，减少加载内核的时间。
72.本发明公开了一种操作系统升级方法，适于在计算设备中执行。计算设备中并运行有第一操作系统；方法包括步骤：当接收到切换到第二操作系统的操作系统切换请求时，将内核加载地址修改为第二操作系统的第二内核在内部存储器中的第二存储地址；根据内核加载地址加载第二操作系统的第二内核；从外部存储器中获取第二操作系统的第二系统快照，根据第二内核和第二系统快照运行第二操作系统。本发明中通过修改内核加载地址实现切换运行操作系统，并且从外部存储器中获取系统快照，以便获取内核加载操作系统时，恢复到操作系统上次暂停或结束运行的状态；为了实现快速切换切换所运行的操作系统，不需要构建虚拟机安装另外的操作系统，提高了操作系统的切换效率以及每个操作系统的运行效率。
73.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
74.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。
75.本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组间可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。
76.本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组间组合成一个模块或单元或组间，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组间。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
77.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的
范围之内并且形成不同的实施例。
78.此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。
79.这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如软盘、cd-rom、硬盘驱动器或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。
80.在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的操作系统升级方法。
81.以示例而非限制的方式，计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在计算机可读介质的范围之内。
82.如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
83.尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的。