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英创Linux主板系统还原方案作者:黄志超    发布时间:2018-12-6 16:15:38    被阅览数:

  为了满足用户对于系统安全性保障的要求,英创公司推出了针对Linux主板的系统还原方案,该方案依靠一个外部存储器件,可以使用U盘或者TF卡。用户只需要将英创公司提供的内核、文件系统镜像文件和用户程序拷贝到U盘或者TF卡中就可以了,U盘和TF卡需要是fat32文件系统格式。用户可以通过英创公司提供的库文件,在应用程序中设置u-boot的参数来实现还原的方案,下面首先详细介绍整个流程:


  bootloader阶段

  主板启动后,作为Bootloader的u-boot会打开看门狗,并检查环境变量bootstate的值,默认情况bootstate的值为0,说明系统还原的功能没有启用。将bootstate的值设置为1就可以启用该功能。


  同时用户可以设置允许的最大尝试启动次数bootnum,如果bootstate的值小于等于bootnum那么u-boot会将bootstate的值加1后进行正常启动,如果bootstate的值大于bootnum,说明连续启动(bootnum-1)次失败,u-boot开始进入还原的流程。通过对于bootnum的设置,可以防止板卡对于系统还原的误判,比如在启动中突发的异常断电等情况造没有正常启动完成,流程可参考下图:


英创Linux主板系统还原方案.png

u-boot流程


  还原的固件可以通过U盘或者TF卡存放,u-boot中通过环境变量system-recovery来判断从哪一种设备中读取固件,system-recovery等于system-recovery-usb则u-boot会通过U盘进行还原,如果system-recovery等于system-recovery-sd则u-boot会通过TF卡进行还原,用户可以根据实际情况配置。


  Kernel阶段

  进入到kernel启动之后,系统的运行模式下会重新初始化并使能看门狗,如果系统启动正常,板卡在启动完成后,英创公司提供的程序boot_recovery会自行启动,检测u-boot中bootstate的值,如果大于bootnum,说明系统经过了还原,初始化程序会将U盘或者TF卡中存放的用户的应用程序和文件拷贝到/mnt/nandflash目录,然后将bootstate的值置为1(注意,需要拷贝的程序和文件必须放在U盘或者TF卡的update文件夹下)。如果检测到bootstate的值小于bootnum,那么说明板卡正常启动,将bootstate的值置为1后退出程序,执行正常启动过程。考虑到启动过程中可能会遇到断电或者供电不稳等特殊情况,造成板卡启动失败,可以将bootnum的值适当增大。最后系统会根据用户配置自动启动应用程序,这时需要用户的应用程序第一时间接管看门狗并开始喂狗,否则等到看门狗超时系统还是会重新启动。


  如果遇到系统启动不正常的情况,不会执行到程序boot_recovery,所以bootstate的值不会改变,等待看门狗超时(60s)后,系统便会重启,反复尝试次(bootnum-1)次后,进入到还原流程,整个过程可参考下图:


英创Linux主板系统还原方案.png

Kernel流程


  还原流程

  当u-boot检测到bootstate的值大于等于bootnum,就会进入到还原流程。这时u-boot将根据配置读取U盘或者TF卡中的内核和文件系统镜像文件,擦除NandFlash对应的位置重新烧写进去,烧写完成后启动系统,为了防止烧写过程中出现意外情况,所以并没有修改bootstate的值,而是等到系统完全启动后执行程序boot_recovery中再来修改bootstate的值。


  在板卡中英创公司通过专门的库librecovery.so,给用户提供了对系统还原参数的查询和设置接口,这样就能够自定义系统还原后的操作。ibrecovery.so中提供的接口函数为:

  int recovery_config(int cmd, char *s);


  可以根据cmd的值来执行不同的操作,具体定义如下:



#define GET_BOOT_STATE            0     //查询bootstate的值

#define SET_BOOT_STATE            1     //设置bootstate的值

#define SET_BOOT_MAXNUM      2     //设置最大启动次数

#define GET_BOOT_MAXNUM     3     //查询最大启动次数

#define SET_WAY_RECOVERY      4     //设置系统还原方式

#define GET_WAY_RECOVERY      5     //查询系统还原方式


  下面通过boot_recovery中的部分代码来说明函数接口的使用,首先是查询bootstate的值,判断板卡是否使能系统还原,如果没有使能就退出:



recovery_config(GET_BOOT_STATE, buf);

if(!strlen(buf))

     return 0;

i1 = atoi(buf);

printf("%d\n", i1);

if(!i1)

return 0;


  如果使能就判断是正常启动还是进行了系统还原,如果进行了系统还原,就根据系统还原的方式,将U盘或者TF卡中update文件夹的内容拷贝到/mnt/nandflash中,并且把bootstate的值设置为1:



recovery_config(GET_BOOT_MAXNUM, buf);

if(i1 > (atoi(buf) + 1))

{

      recovery_config(GET_WAY_RECOVERY, buf);

      s = strstr(buf, "usb");

      if(s != NULL)

            system("cp /mnt/usb1/update/* /mnt/nandflash/ -r");

      s = strstr(buf, "sd");

            if(s != NULL)

                 system("cp /mnt/sdcard/update/* /mnt/nandflash/ -r");

}


sprintf(buf, "%d", 1);

recovery_config(SET_BOOT_STATE, buf);


  如果用户有一些需要自行设置的参数,可以在应用程序中进行设置,比如最大的尝试启动次数和系统还原的方式,都可以在应用程序的开始设置一遍。


  如果对此方案感兴趣的客户,可以直接和英创的工程师连续,索取相关文件和程序。

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