i.MX6ULL OTA 远程升级系统

基于 SWUpdate + A/B 双分区 + RSA 签名 的嵌入式 Linux 远程升级系统,在100ask imx6ull pro 开发板上实现并验证。

一、项目介绍

目标:为 i.MX6ULL 开发板实现远程系统升级(OTA)——通过网线下载新系统、自动写入备用分区、切换启动、失败可回滚,无需物理连接烧录。

核心方案:

• SWUpdate —— 工业级 OTA 框架,负责下载、验签、写盘、切槽
• A/B 双分区 —— 系统存两份,升级只写"备用槽",失败天然回滚
• RSA 签名 + SHA256 —— 升级包防篡改

二、升级范围(到底升级了什么)

升级 rootfs(其中包含内核 + 设备树),U-Boot 保持不变。

• 内核 zImage 和设备树 dtb 打包在 rootfs 的 /boot 目录里
• 所以"升级 rootfs"= 内核 + 设备树 + 根文件系统一起换
• U-Boot 独立存放在分区表外,不参与升级

换句话说:升级一次,除了引导程序(U-Boot)不动,系统其余部分全部替换。

三、分区方案(各分区存什么 + 实际占用)

SD 卡分三个分区 + 一个分区表外的 RAW 区:

RAW  u-boot      (分区表外, offset 1024, Boot ROM 直接加载)   ← 引导程序,不升级
p1   rootfsA 1G  ← A 槽,完整系统(含 /boot/zImage + dtb + rootfs)
p2   rootfsB 1G  ← B 槽,另一份完整系统
p3   data    4G  ← 用户数据,升级不动

实际占用:

• rootfs 解压后 = 500MB;压缩后 = 50MB(这就是 update.swu 的大小)

切槽机制:U-Boot 读环境变量 boot_slot(a/b)决定从哪个分区启动。

boot_slot=a → 启动 /dev/mmcblk0p1(A 槽)
boot_slot=b → 启动 /dev/mmcblk0p2(B 槽)

升级完成后 SWUpdate 调用脚本改 boot_slot 完成切槽。

四、技术栈

五、系统架构

六、构建基础:SDK

SDK 内容:100ask_imx6ull-sdk,含 Linux 4.9.88 内核 + Buildroot 2020.02.x + 交叉工具链 + U-Boot 2017.03。

获取命令:

git clone https://e.coding.net/codebug8/repo.git
mkdir -p 100ask_imx6ull-sdk && cd 100ask_imx6ull-sdk
../repo/repo init -u https://gitee.com/weidongshan/manifests.git \
    -b linux-sdk -m imx6ull/100ask_imx6ull_linux4.9.88_release.xml --no-repo-verify
../repo/repo sync -j4

SDK 与官方渠道的关系:内核、Buildroot、U-Boot、工具链均为开源项目(NXP / Buildroot 社区维护)，官方渠道同样能获取；SDK 在此基础上提供 "100ask 板子的适配层"：设备树、defconfig、board 配置、rootfs overlay、外设驱动补丁。

本项目遇到的 eth1 双网口问题,就是官方内核驱动没覆盖 100ask 定制硬件(加第二个网口 + 换 PHY)的部分,靠本项目改驱动修复。

七、从 0 复现

完整流程(下载 SDK → 配置 → 集成改造 → 编译 → 烧录 → 升级)见 docs/reproduce-from-zero.md。

核心链路速览:

# 1. 拉取 SDK(内核 + Buildroot + 工具链)
git clone https://e.coding.net/codebug8/repo.git
mkdir -p 100ask_imx6ull-sdk && cd 100ask_imx6ull-sdk
../repo/repo init -u https://gitee.com/weidongshan/manifests.git \
    -b linux-sdk -m imx6ull/100ask_imx6ull_linux4.9.88_release.xml --no-repo-verify
../repo/repo sync -j4

# 2. 配置 Buildroot + 集成 A/B 分区 + 切槽 + 编译
make 100ask_imx6ull_pro_ddr512m_systemV_core_defconfig
make

# 3. 烧录 + 升级(见详细文档)

八、目录结构

├── README.md                  # 本文件
├── swupdate/                  # 升级包
│   ├── sw-description         # 升级说明书(写哪个分区、sha256)
│   ├── sw-description.sig     # RSA 签名
│   ├── update.swu             # 升级包(cpio 归档)
│   └── keys/public.pem        # 公钥(板子上也固化一份)
├── ota-project-files/         # 项目改造的源文件(可复现)
│   ├── genimage.cfg           # SD 卡镜像分区配置(A/B 双分区 + data 区)
│   ├── mx6ullevk.h            # U-Boot 板级配置,实现 boot_slot 驱动 A/B 启动槽切换
│   ├── defconfig_hook.py      # Buildroot defconfig 后处理,合并分层配置
│   ├── linux.mk               # Buildroot 内核构建脚本(适配 i.MX6ULL SDK)
│   ├── m4-fix.patch           # m4 工具编译兼容补丁(修复 SIGSTKSZ 宏)
│   ├── eth1-fix/              # 双网口修复(内核驱动 + dts)
│   ├── overlay/               # rootfs 覆盖层(SWUpdate 配置等)
│   └── overlay-fix/           # 网络/sshd/reboot 修复
├── docs/                      # 文档
└── scripts/                   # 调试/验证脚本

九、踩坑记录

十、文档索引

安全提示

• 升级方向:永远写非当前槽(A 槽写 slotB,B 槽写 slotA)
• 改内核/dts 后必须重新生成 img 固化,只 scp 部署会在重烧录时丢失