[发明专利]基于堆叠文件系统的掉电恢复方法、系统及介质

说明书

本发明公开了一种基于堆叠文件系统的掉电恢复方法、系统及介质，本发明方法实施步骤包括：在运行模式下将根分区D1和可写分区D2堆叠成堆叠文件系统，根分区D1被保存为初始状态S0或中间状态S1，根分区D1作为下层、可写分区D2作为上层，将堆叠文件系统作为根文件系统启动操作系统，使得可写分区D2保存改动内容；如果掉电导致可写分区D2损坏则进入运维模式，且在运维模式下格式化可写分区D2后再退出运维模式并进入运行模式。使用本发明能够在系统因掉电而导致的磁盘损坏而导致系统无法启动时，能够使用简单的方式达到修复系统的目的，具有不受硬件限制、实施成本低、应用场景兼容性好、实现简单、稳定高效的优点。

技术领域

本发明涉及Linux系统的恢复技术，具体涉及一种基于堆叠文件系统的掉电恢复方法、系统及介质，用于长时间运行系统掉电情况下磁盘错误导致系统损坏的恢复，可广泛应用于嵌入式Linux系统、桌面Linux系统、工控Linux系统等各类Linux系统的。

背景技术

在嵌入式Linux系统、工控Linux系统领域，由于系统需要长时间运行，突然掉电的情况下，系统里的数据来不及及时保存到磁盘，可能会导致磁盘损坏，下次开机的时候，由于系统不能挂载磁盘而导致无法启动。一种解决方案是增加一个掉电保护电路，在突然断电的情况下，通过大电容给系统供电几秒钟，使系统的改动保存到磁盘上。这种方案需要设计专门的掉电保护电路，需要增加硬件来支持，成本高而且在一些场景下并不能改动硬件。另一种实现方式是使用RAMDISK技术，文件系统做成RAMDISK镜像，启动的时候，RAMDISK整体加载到内存中作为根文件系统，后续系统的改动都写到内存中，不影响原始的RAMDISK，系统下次重启就恢复到RAMDISK的原始状态。掉电的情况下，重启也能恢复到RAMDISK原始状态。但是RAMDISK方案需要较小的文件系统以及较大的内存，在一些特定的设备上，内存较小或者文件系统太大，该方案无法使用。ramdisk将内存中的一块区域作为物理磁盘来使用的一种技术，具有读写速度高的优势，而ramdisk文件系统不适合作为长期保存文件的介质，掉电后修改的内容会随内存内容的消失而消失，因此用户层对ramdisk文件系统的任何改动（包括破坏）都能通过断电重启的方式恢复。

堆叠文件系统，依赖并建立在其它的文件系统之上，例如ext4fs和xfs等，并不直接参与磁盘空间结构的划分，仅仅将原来底层文件系统中不同的目录进行“合并”，然后向用户呈现。因此对于用户来说，它所见到的堆叠文件系统根目录下的内容就来自挂载时所指定的不同目录的“合集”。堆叠文件系统包含两个层面，上层是一个 upper 文件系统（上层文件系统），底层是一个 lower 文件系统（下层文件系统），堆叠文件系统把两个文件系统“merge”（合并）成一个文件系统供应用使用。通常下层文件系统只读，上层文件系统可写，改动都保存在上层文件系统。但是，如何用低成本、高可靠的方式实现掉电保护的功能，仍然是现有技术中有待解决的关键性技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于堆叠文件系统的掉电恢复方法、系统及介质，使用本发明能够在系统因掉电而导致的磁盘损坏而导致系统无法启动时，能够使用简单的方式达到修复系统的目的，具有不受硬件限制、实施成本低、应用场景兼容性好、实现简单、稳定高效的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于堆叠文件系统的掉电恢复方法，实施步骤包括：在运行模式下将根分区D1和可写分区D2堆叠成一个堆叠文件系统，所述根分区D1被保存为初始状态S0或中间状态S1，所述堆叠文件系统中的根分区D1作为下层、可写分区D2作为上层，将堆叠文件系统作为根文件系统启动操作系统，使得可写分区D2作为单独的可写分区存储系统运行过程中用户和业务程序对操作系统的改动内容；如果掉电导致可写分区D2损坏则进入运维模式，且在运维模式下格式化可写分区D2后再退出运维模式并进入运行模式。

优选地，所述运行模式、运维模式为设置在操作系统的启动选项。