物聯網設備OTA軟件升級之:完全升級和增量升級


各位看官好,上一篇文章我們聊了一下關於 OTA 升級過程中,新的軟件包是如何從開發者的電腦上,安全的下載到嵌入式設備中的。

這個流程似乎很簡單,不就是下載一個文件而已嘛,怎么還值得寫成一篇文章呢?

其實這不僅僅是下載文件這么簡單,這其中涉及到如何對眾多的終端設備進行批量升級的策略問題。

如果你親自在 AWS 的平台上操刀一次,就知道這其中有很多細節問題是需要考慮的。

一失足成千古恨哪!一旦設備升級策略忽略了一個小細節,也許某一天就是我們的深淵!

包括產品的生產過程也是如此,那些踩過的坑,真是一把鼻涕一把淚,這個問題后面有時間專門寫一篇。

今天,我們繼續 OTA 升級過程中后續的階段。

還記得我們之前的假設嗎?

設備中正在執行的 V1 版本的程序,包括這 3 個文件,它們位於文件系統中的 /root/app 目錄下:

main: 主程序;

config.ini: 配置文件(包括一個配置項:version=V1_0);

mylib.so: 實現了某個算法的動態庫,被 main 程序調用;

現在,新的版本 V2 優化了算法,壓縮包名稱是 app_V2.0.tgz,其中包括文件:

main: 沒有變化;

config.ini: 配置項修改了:version=V2_0;

mylib.so: 優化了算法,主要就是想升級這個動態庫;

upgrade.sh: 一個腳本程序,新增的文件;

升級包 app_V2.0.tgz 已經被下載到設備本地的文件系統中了,假設解壓到目錄 /root/upgrade 中。

現在需要做的事情就是:新版本程序,去替代 /root/app 目錄中的舊版本程序。


upgrade.sh 升級腳本

我們首先要明白一個問題:執行升級指令、下載壓縮包,都是此刻正在執行main 程序來執行的。

如果把復制替換的操作也讓 main 程序來執行的話,肯定是會出問題的:它不可能去復制一個新的 main 文件,來把自己替換掉

寫過單片機程序的小伙伴肯定都知道:當新的固件下載到 flash 之后,一般都是重新啟動設備,然后由 bootloader 來執行具體的文件復制操作。

那么對於帶有文件系統的設備來說,也可以模仿類似的操作方式。

比如:當設備重新啟動后,當執行 /etc/rc.local 時,此時 main 應用程序還沒有啟動。

此時就可以在 rc.local 這個文件中去做升級操作。

但是這樣的方式,相當於是輕微的侵入了操作系統,總感覺這樣做不太好。

此刻, upgrade.sh 升級腳本開始登場了!

這個腳本文件的主要作用就是用來控制升級過程

這里隱藏這一個很重要的思想:upgrade.sh 是放在升級包中的,它並沒有固化在終端設備中

這樣的話,每次執行升級任務時,都可以根據本次的升級需要,來靈活的編寫升級腳本。

換句話說:只要能保證升級的通道沒有問題,那么升級的過程就完全由這個腳本文件來控制,你想怎么搞,就怎么搞!


完全升級

所謂的完全升級,就是把舊版本的程序全部丟棄,把升級包中的新程序全部復制過去。

此時,升級腳本文件 upgrade.sh 就完成下面這幾個主要工作:

  1. 停止(kill)當前正在執行的 V1.0 版本的程序;

  2. 刪除 /root/app 目錄下的所有舊文件;

  3. 把升級包中所有的新版本文件 /root/upgrade/* 復制到 /root/app 目錄下;

這樣的完全升級方式是最無腦、最粗魯的。

當然,還有一些細節問題是需要考慮的。比如:如果復制文件過程中出現錯誤怎么辦?

還有一點,既然剛才提到了配置文件 config.ini,不知您是否會有這樣一個疑問:

如果配置信息被用戶修改了,那么升級之后,所有的配置信息又被恢復為默認值了,用戶的私人配置信息全丟了怎么辦?

關於這個問題,我們就繼續來聊一下增量升級!


增量升級

所謂的增量升級:就是升級時並不會所有的文件全部進行替換,而只是替換那些需要更新的文件。

對於我們假設的升級場景,只需要做 2 件事情:

  1. 替換 mylib.so 庫文件;

  2. 把配置文件 config.ini 中的版本字段修改為:version=V2_0;

同樣的,所有的升級過程仍然是寫在 upgrade.sh 這個升級腳本中:

  1. 停止(kill)當前正在執行的 V1.0 版本的程序;

  2. 把 /root/upgrade/mylib.so 文件復制到 /root/app 目錄下;

  3. 使用 sed 命令來修改 config.ini 文件中的 version 字段;

PS:此時升級包中,只需要包含必要的文件就可以了,不需要把其他用不到的文件也放進去了。

從我描述的文字來看,似乎完全升級和增量升級差別不大。

這是因為這里的示例太簡單,如果是一個比較復雜的、有多個模塊相互配合的應用程序,增量升級的優勢就明顯了。

關於 OTA 升級過程,就先說這么多了,主要是以思想為主,畢竟每一個項目的需求場景是不一樣的,從大方向上明白 OTA 的升級過程就可以了。


One more thing

為了表示我不是在胡說八道,這里提供一個很多年前的項目中,升級腳本文件的模板。

在公眾號后台留言:601,即可收到。

另外,不知道是否有小伙伴對於 ESP32 中的升級流程感興趣,下次再專門寫一篇 ESP32 模組,如何與 AWS 后台通過 MQTT 指令進行交互,以及固件的下載升級流程。


------ End ------

推薦閱讀

【1】C語言指針-從底層原理到花式技巧,用圖文和代碼幫你講解透徹
【2】一步步分析-如何用C實現面向對象編程
【3】原來gdb的底層調試原理這么簡單
【4】內聯匯編很可怕嗎?看完這篇文章,終結它!
【5】都說軟件架構要分層、分模塊,具體應該怎么做

星標公眾號,能更快找到我!


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM