harmony 鸿蒙OTA升级
OTA升级
概述
简介
随着设备系统日新月异，用户如何及时获取系统的更新，体验新版本带来的新的体验，以及提升系统的稳定和安全性成为了每个厂商都面临的严峻问题。
OTA（Over the Air）提供对设备远程升级的能力。升级子系统对用户屏蔽了底层芯片的差异，对外提供了统一的升级接口。基于接口进行二次开发后，可以让厂商的设备（如IP摄像头等）轻松支持远程升级能力。
基本概念
全量升级包：将所有目标版本的镜像均通过全量镜像的方式打包获得的升级包。
差分升级包：对源版本和目标版本差分，获得两个版本镜像之间的差异，以这种方式打包制作升级包。
实现原理
OTA 的升级原理是利用升级包制作工具，将编译出的版本打包生成升级包。厂商设备集成 OTA 升级能力后，将升级包上传至服务器，通过升级应用下载升级包，触发并完成升级。
AB 升级：是 OTA 升级的一个场景，原理是设备有一套备份的B系统，在A系统运行时，可以在正常使用的状态下，静默更新B系统，升级成功后，重启切换新系统，实现版本更新的机制。
约束与限制
支持基于Hi3861/Hi3516DV300/RK3568芯片的开源套件。
对Hi3516DV300/RK3568开源套件，设备需要支持SD卡（VFAT格式）。
生成升级包需要在linux系统下面执行。
目前轻量和小型系统仅支持全量包升级，暂不支持差分包、变分区包升级。
AB 升级只适用于标准系统支持 AB 分区启动的设备。
环境准备
- 在Windows上，下载安装OpenSSL工具，并配置环境变量。
- 准备升级包制作工具
- 编译出版本镜像文件
- 将编译结果中的 out/rk3568/clang_x64/updater/updater/ 下的 diff 文件，out/rk3568/clang_x64/thirdparty/e2fsprogs 路径下的 libext2fs.so、e2fsdriod、libext2_com_err.so、libext2_misc.so 文件放入做包工具此路径下：packaging_tools/lib/
开发流程
  2.1 轻量与小型系统升级包
  2.2 标准系统升级包
  5.1 API 应用默认场景
  5.2 API 应用定制场景
  5.2 AB 升级场景
开发步骤
生成公私钥对
使用OpenSSL工具生成公私钥对，将公钥 signing_cert.crt 放入做包工具此路径下：packaging_tools/sign_cert/
请妥善保管私钥文件，在升级包制作过程中将私钥文件作为制作命令的参数带入，用于升级包签名，公钥用于升级时对升级包进行签名校验，公钥的放置如下： 轻量和小型系统将生成的公钥内容预置在代码中，需要厂商实现 HotaHalGetPubKey 这个接口来获取公钥。标准系统需要将生成的公钥放在device或vendor目录下的 /hisilicon/hi3516dv300/build/updater_config/signing_cert.crt 这个文件中。
对使用 Hi3516DV300 套件的小型系统，在上一步的基础上，还需用public_arr.txt里面的全部内容替换uboot模块third_party\u-boot\u-boot-2020.01\product\hiupdate\verify\update_public_key.c 中的g_pub_key中的全部内容。 示例，uboot模块的公钥：
static unsigned char g_pub_key[] = {
0x30, 0x82, 0x01, 0x0A, 0x02, 0x82, 0x01, 0x01,
0x00, 0xBF, 0xAA, 0xA5, 0xB3, 0xC2, 0x78, 0x5E,
}
制作升级包
轻量与小型系统升级包制作
- 创建目标版本（target_package）文件夹，文件格式如下：
轻量级系统和AB升级的小型系统不需要 OTA.tag 和 config。
target_package
├── OTA.tag
├── config
├── {component_1}
├── {component_2}
├── ......
├── {component_N}
└── updater_config
└── updater_specified_config.xml
将待升级的组件，包括镜像文件（例如：rootfs.img）等放入目标版本文件夹的根目录下，代替上文结构中的{component_N}部分。
填写“updater_config”文件夹中的“updater_specified_config.xml”组件配置文件。 组件配置文件“updater_specified_config.xml”，格式如下：
<?xml version="1.0"?>
<package>
<head name="Component header information">
<info fileVersion="02" prdID="hisi" softVersion="OpenHarmony x.x" date="202x.xx.xx" time="xx:xx:xx">head info</info>
</head>
<group name="Component information">
<component compAddr="ota_tag" compId="27" resType="5" compType="0" compVer="1.0">./OTA.tag</component>
<component compAddr="config" compId="23" resType="5" compType="0" compVer="1.0">./config</component>
<component compAddr="bootloader" compId="24" resType="5" compType="0" compVer="1.0">./u-boot-xxxx.bin</component>
</group>
</package>
**表1** 组件配置文件节点说明
|信息类别|节点名称|节点标签|是否必填|内容说明| |——–|——–|——–|——–|——–| |头信息（head节点）|info节点|/|必填|该节点内容配置为：head info| |头信息（head节点）|info节点|fileVersion|必填|update.bin文件校验方式，该节点内容配置为：02| |头信息（head节点）|info节点|prdID|必填|保留字段，内容不影响升级包生成| |头信息（head节点）|info节点|softVersion|必填|软件版本号，即升级包版本号，版本必须比基础版本大，且OpenHarmony后没有其他字母，否则无法生产升级| |头信息（head节点）|info节点|date|必填|升级包制作日期，保留字段，不影响升级包生成| |头信息（head节点）|info节点|time|必填|升级包制作时间，保留字段，不影响升级包生成| |组件信息（group节点）|component节点|/|必填|该节点内容配置为：要打入升级包的组件/镜像文件的路径，默认为版本包根路径| |组件信息（group节点）|component节点|compAddr|必填|该组件所对应的分区名称，例如：system、vendor等。| |组件信息（group节点）|component节点|compId|必填|组件Id，不同组件Id不重复| |组件信息（group节点）|component节点|resType|必填|保留字段，不影响升级包生成| |组件信息（group节点）|component节点|compType|必填|处理方式全量/差分，配置镜像处理方式的，0为全量处理、1为差分处理。|
说明： 对轻量系统/小型系统，不支持做差分升级，component标签中，属性compType值，不能配为 1，必须全部配置为 0。
对轻量系统/小型系统，不支持变分区升级包的制作。
- 创建“OTA.tag文件”，内容为OTA升级包的魔数，固定如下：
package_type:ota1234567890qwertw
- 创建“config文件”，内容为设置bootargs以及bootcmd的信息。 配置例如下：
setenv bootargs 'mem=128M console=ttyAMA0,115200 root=/dev/mmcblk0p3 rw rootfstype=ext4 rootwait blkdevparts=mmcblk0:1M
(u-boot.bin),9M(kernel.bin),50M(rootfs_ext4.img),50M(userfs.img)' setenv bootcmd 'mmc read 0x0 0x82000000 0x800 0x4800;bootm 0x82000000'
- 执行升级包制作命令。
python build_update.py ./target_package/ ./output_package/ -pk ./rsa_private_key3072.pem -nz -nl2
- ./target_package/：指定target_package路径。
- ./output_package/：指定升级包输出路径。
- -pk ./rsa_private_key3072.pem：指定私钥路径。
- -nz：打开not zip模式开关
- -nl2：打开非“标准系统”模式开关
标准系统升级包制作
- 创建目标版本（target_package）文件夹，文件格式如下：
target_package
├── {component_1}
├── {component_2}
├── ......
├── {component_N}
└── updater_config
├── BOARD.list
├── VERSION.mbn
└── updater_specified_config.xml
- 将待升级的组件（包括镜像文件和updater_binary文件）放入目标版本文件夹的根目录下，代替上文结构中的{component_N}部分。
以RK3568为例，镜像文件的构建位置为：out/rk3568/packages/phone/images/
二进制升级文件updater_binary位置为：out/rk3568/packages/phone/system/bin/
填写“updater_config”文件夹中的组件配置文件。
配置“updater_config”文件夹中当前升级包支持的产品list：BOARD.list。
例如配置如下：
HI3516
RK3568
厂家可在路径base/updater/updater/utils/utils.cpp文件中的GetLocalBoardId()接口进行Local BoardId的配置。请确保utils.cpp文件中的Local BoardId包含在BOARD.list中，否则无法升级。
- 配置“updater_config”文件夹中当前升级包所支持的版本范围：VERSION.mbn。
版本名称格式：Hi3516DV300-eng 10 QP1A.XXXXXX.{大版本号（6位）}.XXX{小版本号（3位）}。
例如：Hi3516DV300-eng 10 QP1A.190711.020。名称中“190711”为大版本号，“020”为小版本号。
配置例如下：
Hi3516DV300-eng 10 QP1A.190711.001
Hi3516DV300-eng 10 QP1A.190711.020
请确保基础版本号包含在VERSION.mbn中
针对增量（差分）升级包，还需要准备一个源版本（source_package），文件内容格式与目标版本（target_package）相同，需要打包成zip格式，即为：source_package.zip。
针对变分区升级包，还需要提供分区表文件“partition_file.xml”，partition_file.xml配置节点说明如下，可通过-pf参数指定。
分区表会随镜像一起生成，格式如下：
<?xml version="1.0" encoding="GB2312" ?>
<Partition_Info>
<Part Sel="1" PartitionName="镜像名称1" FlashType="flash磁盘类型" FileSystem="文件系统类型" Start="该分区起始地址" Length="该分区大小" SelectFile="实际镜像所在路径"/>
<Part Sel="1" PartitionName="镜像名称2" FlashType="flash磁盘类型" FileSystem="文件系统类型" Start="该分区起始地址" Length="该分区大小" SelectFile="实际镜像所在路径"/>
</Partition_Info>
表2 分区表Part标签说明
|标签名称|标签说明| |——–|——–| |Sel|该分区是否生效，1表明生效，0表明不生效。| |PartitionName|分区名称，例如：fastboot、boot等。| |FlashType|flash磁盘类型，例如emmc、ufs等。| |FileSystem|文件系统类型，例如ext3/4、f2fs等，也可能为none。| |Start|分区起始位置，所有分区最起始为0，单位为兆（M）。| |Length|分区占用长度，单位为兆（M）。| |SelectFile|实际镜像或文件所在路径。|
- 执行升级包制作命令。
全量升级包
命令如下：
python build_update.py ./target_package/ ./output_package/ -pk ./rsa_private_key2048.pem
- ./target_package/：指定target_package路径。
- ./output_package/：指定升级包输出路径。
- -pk ./rsa_private_key2048.pem：指定私钥文件路径。
增量（差分）升级包
命令如下：
python build_update.py ./target_package/ ./output_package/ -s ./source_package.zip -pk ./rsa_private_key2048.pem
- ./target_package/：指定target_package路径。
- ./output_package/：指定升级包输出路径。
- -s ./source_package.zip：指定“source_package.zip”路径，当存在镜像需要进行差分处理时，必须使用-s参数指定source版本包。
- -pk ./rsa_private_key2048.pem：指定私钥文件路径。
变分区升级包
命令如下：
python build_update.py ./target_package/ ./output_package/ -pk ./rsa_private_key2048.pem -pf ./partition_file.xml
- ./target_package/：指定target_package路径。
- ./output_package/：指定升级包路径。
- -pk ./rsa_private_key2048.pem：指定私钥文件路径。
- -pf ./partition_file.xml：指定分区表文件路径。
上传升级包
将升级包上传到厂商的OTA服务器。
下载升级包
厂商应用从OTA服务器下载升级包。
对Hi3516DV300开源套件，需要插入SD卡(容量>100MBytes)。
厂商应用集成OTA能力
轻量与小型系统
- 调用OTA模块的动态库libhota.so，对应头文件hota_partition.h和hota_updater.h路径：base\update\sys_installer_lite\interfaces\kits\。
- libhota.so对应的源码路径为：base\update\sys_installer_lite\frameworks\source。
- API的使用方法，见本文“API应用场景”和API文档的OTA接口章节。
- 如果需要适配开发板，请参考HAL层头文件：base\update\sys_installer_lite\hals\hal_hota_board.h。
标准系统请参考JS参考规范指导中的升级接口参考规范。
API 应用默认场景
升级包是按照上文“生成公私钥对”和“生成升级包”章节制作的。
开发指导
应用侧通过下载，获取当前设备升级包后，调用HotaInit接口初始化OTA模块。
调用HotaWrite接口传入升级包数据流，接口内部实现校验、解析及写入升级数据流。
写入完成后，调用HotaRestart接口重启系统，升级过程中，使用HotaCancel接口可以取消升级。
示例代码
使用OpenHarmony的“升级包格式和校验方法”进行升级。
int main(int argc, char **argv)
{
printf("this is update print!\r\n");
if (HotaInit(NULL, NULL) < 0) {
printf("ota update init fail!\r\n");
return -1;
}
int fd = open(OTA_PKG_FILE, O_RDWR, S_IRUSR|S_IWUSR);
if (fd < 0) {
printf("file open failed, fd = %d\r\n", fd);
(void)HotaCancel();
return -1;
}
int offset = 0;
int fileLen = lseek(fd, 0, SEEK_END);
int leftLen = fileLen;
while (leftLen > 0) {
if (lseek(fd, offset, SEEK_SET) < 0) {
close(fd);
printf("lseek fail!\r\n");
(void)HotaCancel();
return -1;
}
int tmpLen = leftLen >= READ_BUF_LEN ? READ_BUF_LEN : leftLen;
(void)memset_s(g_readBuf, READ_BUF_LEN, 0, READ_BUF_LEN);
if (read(fd, g_readBuf, tmpLen) < 0) {
close(fd);
printf("read fail!\r\n");
(void)HotaCancel();
return -1;
}
if (HotaWrite((unsigned char *)g_readBuf, offset, tmpLen) != 0) {
printf("ota write fail!\r\n");
close(fd);
(void)HotaCancel();
return -1;
}
offset += READ_BUF_LEN;
leftLen -= tmpLen;
}
close(fd);
printf("ota write finish!\r\n");
printf("device will reboot in 10s...\r\n");
sleep(10);
(void)HotaRestart();
return 0;
}
API 应用定制场景
升级包不是按照上文“生成公私钥对”和“生成升级包”章节制作的，是通过其它方式制作的。
开发指导
应用侧通过下载，获取当前设备升级包后，调用HotaInit接口初始化。
使用HotaSetPackageType接口设置NOT_USE_DEFAULT_PKG，使用”定制”流程。
调用HotaWrite接口传入升级包数据流，写入设备。
写入完成后，调用HotaRead接口读取数据，厂商可以自行校验升级包。
调用HotaSetBootSettings设置启动标记，在重启后需要进入uboot模式时使用（可选）。
调用HotaRestart接口，进行重启，升级过程中，使用HotaCancel接口可以取消升级。
示例代码
使用非OpenHarmony的“升级包格式和校验方法“进行升级。
int main(int argc, char **argv)
{
printf("this is update print!\r\n");
if (HotaInit(NULL, NULL) < 0) {
printf("ota update init fail!\r\n");
(void)HotaCancel();
return -1;
}
(void)HotaSetPackageType(NOT_USE_DEFAULT_PKG);
int fd = open(OTA_PKG_FILE, O_RDWR, S_IRUSR|S_IWUSR);
if (fd < 0) {
printf("file open failed, fd = %d\r\n", fd);
(void)HotaCancel();
return -1;
}
int offset = 0;
int fileLen = lseek(fd, 0, SEEK_END);
int leftLen = fileLen;
while (leftLen > 0) {
if (lseek(fd, offset, SEEK_SET) < 0) {
close(fd);
printf("lseek fail!\r\n");
(void)HotaCancel();
return -1;
}
int tmpLen = leftLen >= READ_BUF_LEN ? READ_BUF_LEN : leftLen;
(void)memset_s(g_readBuf, READ_BUF_LEN, 0, READ_BUF_LEN);
if (read(fd, g_readBuf, tmpLen) < 0) {
close(fd);
printf("read fail!\r\n");
(void)HotaCancel();
return -1;
}
if (HotaWrite((unsigned char *)g_readBuf, offset, tmpLen) != 0) {
printf("ota write fail!\r\n");
close(fd);
(void)HotaCancel();
return -1;
}
offset += READ_BUF_LEN;
leftLen -= tmpLen;
}
close(fd);
printf("ota write finish!\r\n");
leftLen = fileLen;
while (leftLen > 0) {
int tmpLen = leftLen >= READ_BUF_LEN ? READ_BUF_LEN : leftLen;
(void)memset_s(g_readBuf, READ_BUF_LEN, 0, READ_BUF_LEN);
if (HotaRead(offset, READ_BUF_LEN, (unsigned char *)g_readBuf) != 0) {
printf("ota write fail!\r\n");
(void)HotaCancel();
return -1;
}
/* do your verify and parse */
offset += READ_BUF_LEN;
leftLen -= tmpLen;
}
/* set your boot settings */
(void)HotaSetBootSettings();
printf("device will reboot in 10s...\r\n");
sleep(10);
(void)HotaRestart();
return 0;
}
系统升级
厂商应用调用OTA模块的API，OTA模块执行升级包的签名验证、版本防回滚、烧写落盘功能，升级完成后自动重启系统。
对于使用Hi3516DV300开源套件的轻量和小型系统，在需要实现防回滚功能的版本中，需要增加LOCAL_VERSION的值，如”ohos default 1.0”->“ohos default 1.1”，LOCAL_VERSION在device\hisilicon\third_party\uboot\u-boot-2020.01\product\hiupdate\ota_update\ota_local_info.c中。
示例，增加版本号。
const char *get_local_version(void)
{
#if defined(CONFIG_TARGET_HI3516EV200)||\
defined(CONFIG_TARGET_HI3516DV300)
#define LOCAL_VERSION "ohos default 1.0" /* increase: default release version */
AB 升级场景
开发流程
- 应用侧下载获取当前设备升级包
- update_service 通过 SAMGR 将系统安装部件拉起
- 由系统安装部件完成静默热安装
- 下一次重启时激活新版本
开发步骤
- JS API 通过 update_service 模块处理AB升级相关流程
1.升级包安装进度显示接口：
on(eventType: "upgradeProgress", callback: UpdateProgressCallback): void;
2.设置激活策略（立即重启，夜间重启，随下次重启激活）接口：
upgrade(apply)
- update_service 通过 SAMGR 将系统安装服务拉起
1.拉起系统安装服务，并建立IPC连接：
int SysInstallerInit(void* callback)
2.安装指定路径的AB升级包：
int StartUpdatePackageZip(string path)
3.设置进度回调：
int SetUpdateProgressCallback(void* callback)
4.获取升级包安装状态（0 未开始,1 安装中,2 安装结束）:
int GetUpdateStatus()
- 使用 HDI 接口南向激活新版本
1.获取当前启动的slot，来决策待升级的分区：
int GetCurrentSlot()
2.在升级结束后，将已升级好的slot进行切换，重启完成新版本更新：
int SetActiveBootSlot(int slot)
3.在升级开始时，将待升级的分区slot设置成unbootable状态：
int setSlotUnbootable(int slot)
4.获取slot个数，1位非AB，2为AB分区，用例兼容AB和非AB的流程判断：
int32 GetSlotNum(void)
常见问题
升级包下载，安装过程出现异常
系统保持当前版本继续运行，在下一个搜包周期重新完成版本升级过程升级包完成非启动分区的包安装，在激活过程中出现异常
需要进行异常回滚，并将无法启动的分区设置为 unbootable，下次则不从该分区启动
调测验证
设备能在正常使用的情况下，在后台从服务器下载升级包，完成静默升级，并按照厂商设置的策略重启激活版本。
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