[转]QNX系统开发-镜像制作及烧录分析

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锋影

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引言

1.1      文档内容

    本文主要就探讨如下问题：

    需求如下：

１．需要制作整盘flash镜像，提供给产线，批量烧录FLASH芯片。

２．产品使用过程中，不拆机情况下，将全部系统重装。

３．产品使用过程中，不拆机情况下，将系统重装，但保留用户数据。

涉及到的知识点有：

启动IPL如何开发，ＯＳ镜像如何制作，应用和数据文件系统如何制作，系统ＯＳ如何更新全部，如何保留数据更新os/apps。

通过本文档可以了解系统的启动过程，IPL，OS的定制，烧录和升级方式。

1.2适用平台

软件环境：QNX CAR2

 

1.      
FLASH分区

分区	格式	大小	描述
OS	FAT32	2M	系统内核
rootfs	QNX6	10M	根文件系统
Apps	QNX6	10M	应用程序分区
Datas	QNX6	Left all	应用数据分区

n         启动时先将程序分区和数据分区分别挂载到目录 /opt/apps和/opt/datas目录下面。

Mount /dev/fs0p2 /opt/apps

Mount /dev/fs0p3 /opt/datas

n         
Rootfs中的/opt/datas /opt/apps同样存在一份能初始的能正常运行的备份，以便在系统挂载两个分区失败时也能正常的启动。

n         挂载失败后的处理

系统中的异常检测模块监测分区挂载情况，在分区挂载失败后，自动进行分区的格式化并将根分区的初始数据拷贝到对应的分区。

如果分区修复成功，则通知系统进行重启。如果分区修复失败，则需要界面报错系统数据分区异常，需要检修。最好在主界面上有警告图标，在系统信息中可查询到详细的错误信息（显示分区挂载状态）。

n         分区异常时功能减化

当系统的数据分区挂载失败时，需要置相关系统标记，通知所的模块系统不再支持大数据量的存储（包括歌曲列表扫描，蓝牙电话本同步等），当用户使用此操作时，需要提示用户数据分区异常，功能暂不支持。

2.      
系统创建流程

2.1制作引导程序(IPL)

l         
IPL的作用和功能

最低化的初始化相关硬件环境，让OS能运行起来。

１．从硬复位向量中第一个被执行。

２．设置存储控制器，包括片选和ＰＣＩ控制器等。

３．配置时钟。

４．建立RAM内存堆栈，进行ＯＳ文件系统校验和拷贝ＯＳ启动程序到ＲＡＭ中，将控制权跳转到ＯＳ的启动程序中。

l         
IPL支持ＳＤ/USB卡启动

 

１．初始化硬件（via assembly-language code），存储控制器，时间等。

２．查找启动镜像(via image_scan()).，查找顺序为ＳＤ／ＵＳＢ/ＦＬＡＳＨ，如果ＳＤ／ＵＳＢ存在启动镜像，则从ＳＤ／ＵＳＢ启动，否则从ＦＬＡＳＨ启动。

３．拷贝启动镜像中的启动部分到ＲＡＭ中(via image_setup())。

４．跳转到ＲＡＭ中的启动部分,将控制权交由ＯＳ镜像。(via image_start()).

５．附上启动ＯＳ的校验／拷贝和跳转代码

checksum (image_paddr, startup_size)

checksum (image_paddr + startup_size, stored_size - startup_size)

copy (image_paddr, ram_paddr, startup_size)

jump (startup_vaddr)

l         
IPL的烧写和升级

１．于系统ＲＯＭ中，初始时可以需要进行芯片烧录。

２．支持整片芯片的夹具烧录。

３．支持ＵＩ界面烧录：

开发ＳＰＩ总结ＲＯＭ芯片写程序，在ＵＩ层调用此烧录程序直接写ＢＩＮ文件。

l         
IPL的开发用例

１．以下为IPL的源码目录结构

 

２．以下为ＩＰＬ的用例代码：

#include "ipl.h"

unsigned int image;

int main (void)

{

/*

 * Image is located at 0x2840000    

 * Therefore, we don't require an image_download_8250 function

 */

    image = image_scan (0x2840000, 0x2841000);

/*

 * Copy startup to ram; it will do any necessary work on the image

 */

    image_setup (image);

/*

 * Set up link register and jump to startup entry point

 */

    image_start (image);

 

    return (0);

}

2.2镜像定义

ＱＮＸ中镜像分为：

１．启动镜像

内容包括：neutrino os，启动单元，执行程序及相关的库，数据和文件。

每个ＱＮＸ系统必需仅包含一个启动镜像，只读，启动镜像的格式如下：

 

 

l           Boot prefix的地址，通过virtual= or
physical= attribute属性拽定ＦＬＡＳＨ中的物理起始地址。

l        boot prefix, startup header, startup, and startup trailer只是带启动功能的镜像中出现。

l        the startup trailer the image trailer中定义的相关的checksum。

２．非启动镜像

用于一些独立的，独立配置的场景。具体用处未知。只读。

2.3制作启动镜像(FLASH)

 

１．            
利用mkifs工具制作neutrino启动镜像。

２．            
利用mkefs工具制作apps程序分区镜像。

３．            
利用mkefs工具制作datas数据分区镜像。

４．            
利用mkimage工具将以下三个镜像整合为一个镜像。

５．            
利用mkrec工具进行镜像的FLASH格式转化。(可选)

６．            
利用cat或cp工具，将镜像拷贝到FLASH中(/dev/fsp0)。

 

n        
设置环境变量

export PATH=/opt/bins:$PATH

export LD_LIBRARY_PATH=/opt/bins:$ LD_LIBRARY_PATH

n        
在buildfile脚本的文件名前加入相关的权限

# 文件权限设置

[uid=0 gid=0 perms=0666] file1

# 批量设置文件权限

[uid=5 gid=1 perms=0666]

file1

file2

file3

file4

# 内嵌文件的权限为执行mkifs的用户权限。

n        
文件目录放置

# 将本地/release_1.0的目录及所属放置于目标版的/product目录下。

/product=/release_1.0

n        
生成image

mkifs shell.bld shell.ifs

n        
显示image内容

Dumpifs

n        
整合FLASH整片文件系统

1.    
利用mkifs创建带启动功能的rootfs文件系统.

mkifs rootfs.bld
rtoofs.ifs

2.   
利用mkefs创建FLASH APP和DATAS分区文件系统

mkefs appfs.bld
app.ifs

mkefs datafs.bld
data.ifs

       mkimage nto.ifs fs.ifs > flash.ifs

       mkrec -s 256k flash.ifs > flash.srec

n        
擦除FLASH

       flashctl -p /dev/fs0 -e

n        
FHASH烧写

       cat ipl_image flash_image > /dev/fs0

       cat flash_image > /dev/fs0p1

3.      
系统灾难恢复方法

１．            
整盘恢复(清空用户数据)

 

n         制作内核镜像，启动镜像，应用镜像和数据镜像，并将四个镜像文件合并为一个镜像target.img。

n         制作ＳＤ／ＵＳＢ卡启动镜像，包含待升级的target.img；内置一个应用程序，功能为：利用cp工具读取target.img文件，并写入到ＦＬＡＳＨ中，界面显示升级进度条及相关风险提示信息。

n         制作ＩＰＬ，支持启动顺序为：ＳＤ／ＵＳＢ／ＦＬＡＳＨ。

n         插入ＳＤ卡启动镜像，自动完成升级，升级完成后拔出ＳＤ卡。

２．            
整盘恢复（保留用户数据）

n         制作内核镜像，启动镜像，应用镜像。

n         制作ＳＤ／ＵＳＢ卡启动镜像，包含以上的三个镜像；内置一个应用程序，功能为：利用cp工具将以上三个镜像分别写入相应的ＦＬＡＳＨ分区中，界面显示升级进度条及相关风险提示信息。

cat rootfs_image > /dev/fs0p3

cat app_image > /dev/fs0p2

cp os_image  /dev/fs0p1

n         制作ＩＰＬ，支持启动顺序为：ＳＤ／ＵＳＢ／ＦＬＡＳＨ。

n         插入ＳＤ卡启动镜像，自动完成升级，升级完成后拔出ＳＤ卡。

4.      
附录

4.1制作启动镜像的脚本用例

[virtual=x86,bios +compress] .bootstrap = {

    startup-bios

    PATH=/proc/boot:/bin procnto

}

[+script] .script = {

    devc-con -e -n5 &

    reopen /dev/con1

    devf-i365sl -r -b3 -m2 -u2 -t4 &

    waitfor /fs0p0

    [+session] TERM=qansi PATH=/proc/boot:/bin esh &

}

[type=link] /tmp=/dev/shmem

[type=link] /bin=/fs0p0/bin

[type=link] /etc=/fs0p0/etc

libc.so

[type=link] /usr/lib/ldqnx.so.2=/proc/boot/libc.so

libsocket.so

[data=copy]

devf-i365sl

devc-con

esh

5.      
      问题探讨

１．         根分区如何挂载和制作，还是直接规划到OS image中。

２．         应用和数据分区是做成QNX6文件系统还是做成ETFS文件系统（征对FLASH），如何制作。

３．         以上为大体的方案，但是细节地方还是有些需要深入研究。比如：

      FLASH分区有FAT,QNX6等，是否能将各分区的文件系统合并成一个文件进行烧录？

      比如数据和应用分区是用mkefs生成ffs3的文件系统还是利用mketfs生成etfs的文件系统好？