CN117762511A - 固件补丁加载方法、芯片及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种固件补丁加载方法、芯片及电子设备。所述加载方法包括:获取芯片存储器中二进制形式的补丁函数,所述二进制形式的补丁函数为编译器从补丁函数及其关联的链接脚本中提取出的二进制代码,所述链接脚本用于将所述补丁函数段中的虚拟内存地址指向一内存特定区域;将所述二进制形式的补丁函数搬运至所述内存特定区域;根据所述固件中的补丁钩子函数,在所述二进制形式的补丁函数中加载所述补丁钩子函数关联的固件补丁。所述加载方法无需对芯片进行重新流片,即可有效修复固件中的缺陷。
Description
技术领域
本申请属于芯片领域,涉及一种固件补丁加载方法,特别是涉及一种固件补丁加载方法、芯片及电子设备。
背景技术
ASIC(Application Specific Integrated Circuit,专用集成电路)是指应特定用户要求和特定电子***的需要而设计、制造的集成电路,当前复杂的ASIC设计除了包含专有的硬件电路,还可能集成了一个或多个嵌入式MCU(Microcontroller Unit,微控制器),以及ROM(Read-Only Memory,只读存储器)、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)、EEProm(Electrically Erasable Programmable read only memory,带电可擦可编程只读存储器)、FLASH等存储单元和其他外设模块,固件就是固化在MCU内部的软件,它承担着芯片最基础、最底层的工作,是芯片在上电复位时执行的第一个代码,包含了部分硬件初始化的工作以及引导用户程序的加载,是芯片设计时候的一个重点环节,由于是固化在芯片内部,一旦流片出来有问题,无法再修改,只能重新流片,这必然造成经济和时间上的损失,因此目前存在着当固件在芯片流片后出现缺陷时,无法在不重新流片的基础上有效修复固件缺陷的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种固件补丁加载方法、芯片及电子设备,用于解决目前当固件在芯片流片后出现缺陷时,无法在不重新流片的基础上有效修复固件缺陷的问题。
第一方面,本申请提供一种固件补丁加载方法,应用于芯片的微控制器,所述加载方法包括:获取芯片存储器中二进制形式的补丁函数,所述二进制形式的补丁函数为编译器从补丁函数及其关联的链接脚本中提取出的二进制代码,所述链接脚本用于将所述补丁函数段中的虚拟内存地址指向一内存特定区域;将所述二进制形式的补丁函数搬运至所述内存特定区域;根据所述固件中的补丁钩子函数,在所述二进制形式的补丁函数中加载所述补丁钩子函数关联的固件补丁。
在所述加载方法中,通过在芯片流片后出现缺陷时,在所述固件中加载补丁钩子函数加载其关联的固件补丁即可有效修复固件中的缺陷,无需对芯片进行重新流片,能够有效降低损失。
于本申请的一实施例中,所述内存特定区域为内存空间中针对所述二进制形式的补丁函数开辟的内存区域,所述内存空间还包括:栈空间、堆空间、已初始化的全局变量空间和未初始化的全局变量空间,所述栈空间用于存放局部变量,所述堆空间用于存放程序动态分配的内存。
于本申请的一实施例中,所述内存特定区域为覆盖区。
于本申请的一实施例中,所述补丁钩子函数包含所述二进制形式的补丁函数中固件补丁的索引,所述索引用于使所述二进制形式的补丁函数运行与该索引关联的固件补丁。
于本申请的一实施例中,所述固件包括若干工作块,所述工作块关联的补丁钩子函数在所述工作块之前运行,所述工作块是否实际运行由所述工作块关联的是否运行标记决定。
于本申请的一实施例中,获取芯片存储器中二进制形式的补丁函数的实现方法包括:读取所述芯片存储器,若所述二进制形式的补丁函数中存在固件补丁,则将补丁标记设为存在固件补丁,并获取芯片存储器中二进制形式的补丁函数。
于本申请的一实施例中,根据所述固件中的补丁钩子函数,在所述二进制形式的补丁函数中加载所述补丁钩子函数关联的固件补丁的实现方法包括:在所述工作块运行之前,若所述补丁标记为存在固件补丁,则根据所述工作块关联的补丁钩子函数,在所述二进制形式的补丁函数中加载该补丁钩子函数关联的固件补丁。
于本申请的一实施例中,所述二进制形式的补丁函数为根据所述编译器的目标文件复制命令或目标文件查看命令从补丁函数及其关联的链接脚本中提取出的二进制代码。
第二方面,本申请提供一种芯片,所述芯片包括:存储器,存储有一计算机程序;微控制器,与所述存储器通信相连,调用所述计算机程序时执行第一方面任一项所述加载方法。
第三方面,本申请提供一种电子设备,所述电子设备包括:存储器,存储有一计算机程序;处理器,与所述存储器通信相连,调用所述计算机程序时执行第一方面任一项所述加载方法。
如上所述,本申请所述固件补丁加载方法、芯片及电子设备,具有以下有效有益效果:
在所述加载方法中,通过在芯片流片后出现缺陷时,在所述固件中加载补丁钩子函数加载其关联的固件补丁即可有效修复固件中的缺陷,无需对芯片进行重新流片,能够有效降低损失。
附图说明
图1显示为本申请实施例所述芯片的结构示意图。
图2显示为本申请实施例所述加载方法的流程图。
图3显示为本申请实施例所述内存空间的结构示意图。
图4显示为本申请实施例所述加载方法的流程图。
图5显示为本申请实施例所述电子设备的结构示意图。
元件标号说明
1 芯片
11 存储器
12 微控制器
121 固件
500 电子设备
510 存储器
520 处理器
S11-S13 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想,遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
下面结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行详细描述。
本申请实施例提供一种芯片1,以图1为例。所述芯片1包括存储器11和微控制器12,所述微控制器12包括固件121。所述微控制器12是把CPU的频率与规格做适当缩减,并将内存、计数器、USB等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制,诸如手机、PC***、遥控器,至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等。
如图2所示,本实施例提供一种固件补丁加载方法,应用于芯片的微控制器,所述加载方法包括:
S11,获取芯片存储器中二进制形式的补丁函数,所述二进制形式的补丁函数为编译器从补丁函数及其关联的链接脚本中提取出的二进制代码,所述链接脚本用于将所述补丁函数段中的虚拟内存地址指向一内存特定区域。
可选地,所述链接脚本例如可以参考如下:
其中,overlay表示所述内存特定区域,overlay_section表示所述补丁函数所在的section名字,所述补丁函数段即补丁函数section,section的作用即将函数放在指定段中,可在指定的地方取函数执行。>OVERLAY表示overlay section的虚拟内存地址在一内存特定区域,所述虚拟内存地址即程序的运行地址,调用补丁函数时微控制器会从overlay区域取指令。
可选地,所述补丁函数定义时包含所述段名字即所述补丁函数定义在overlay_section中,以确保补丁函数在overlay区域,所述补丁函数的定义可以比如:
__attribute__((section(".overlay_section")))int Overlay_hook(unsignedint hook_index);
其中,所述补丁函数包含若干固件补丁,hook_index可以表示所述补丁函数中固件补丁的索引,不同索引的固件补丁所实现的功能不同,以兼容各种多样的需求。
可选地,获取芯片存储器中二进制形式的补丁函数的实现方法包括:读取所述芯片存储器,若所述二进制形式的补丁函数中存在固件补丁,则将补丁标记设为存在固件补丁,并获取芯片存储器中二进制形式的补丁函数。所述补丁标记可以设为1以表示存在固件补丁,设为0以表示不存在固件补丁。
S12,将所述二进制形式的补丁函数搬运至所述内存特定区域。
可选地,如图2所示,所述内存特定区域为内存空间中针对所述二进制形式的补丁函数开辟的内存区域,所述内存空间还包括:栈空间、堆空间、已初始化的全局变量空间和未初始化的全局变量空间,所述栈空间用于存放局部变量,所述堆空间用于存放程序动态分配的内存。
可选地,所述内存特定区域为覆盖区。所述内存空间可以分为一个固定区和若干个覆盖区,经常需要用到的程序就会放入这个固定区,调入后就不再调出,除非程序结束运行。不常用的程序就会放在覆盖区,需要用的时候就调入内存,用不到的时候就调出内存。
S13,根据所述固件中的补丁钩子函数,在所述二进制形式的补丁函数中加载所述补丁钩子函数关联的固件补丁。
可选地,所述补丁钩子函数形式上可以为具有实际参数的补丁函数,用于从所述二进制形式的补丁函数中加载与所述实际参数关联的固件补丁,比如当所述实际参数为1时,所述补丁钩子函数用于从所述二进制形式的补丁函数中加载固件补丁1,当所述实际参数为2时,所述补丁钩子函数用于从所述二进制形式的补丁函数中加载固件补丁2。
可选地,所述二进制形式的补丁函数中包含若干固件补丁,每个固件补丁可以对应固件中的一个关键步骤,用于在该关键步骤出错时,通过该固件补丁对该关键步骤纠错,例如所述二进制形式的补丁函数中包含固件补丁1和固件补丁2,分别对应关键步骤1和关键步骤2,在关键步骤1出错时可以通过固件补丁1纠错,在关键步骤2出错时可以通过固件补丁2纠错。
可选地,所述补丁钩子函数可以包含所述二进制形式的补丁函数中固件补丁的索引,所述索引用于使所述二进制形式的补丁函数运行与该索引关联的固件补丁。例如,所述补丁函数可以表示为:
例如补丁钩子函数包含的索引为1时,即Overlay_hook(1)、运行索引为1关联的固件补丁Exec_action1(),当补丁钩子函数包含的索引为2时,即Overlay_hook(2)、二进制形式的补丁函数的索引为2时,运行索引为2关联的固件补丁Exec_action2()。
可选地,所述固件包括若干工作块,所述工作块关联的补丁钩子函数在所述工作块之前运行,所述工作块是否实际运行由所述工作块关联的是否运行标记决定。所述工作块可以根据所述固件中关键操作的位置进行划分,两个关键操作之间的固件工作逻辑可以当作一个工作块,例如将关键操作1到关键操作2之间的固件工作逻辑当作工作块1,关键操作2到关键操作3之间的固件工作逻辑当作工作块2,依次类推。所述固件中的关键操作与实际固件工作逻辑相关,本实施例对此不明确限制和赘述。所述工作块是否实际运行可以根据所述工作块关联的是否运行标记决定,例如若工作块1关联的是否运行标记为1,则表示工作块1实际运行,若工作块1关联的是否运行标记为0,则表示工作块1不运行,通过这样的设计可以在工作块具有问题时,可以通过跳过工作块进行调整。
可选地,根据所述固件中的补丁钩子函数,在所述二进制形式的补丁函数中加载所述补丁钩子函数关联的固件补丁的实现方法包括:在所述工作块运行之前,若所述补丁标记为存在固件补丁,则根据所述工作块关联的补丁钩子函数,在所述二进制形式的补丁函数中加载该补丁钩子函数关联的固件补丁。每个工作块都可以具有一个关联的固件补丁,例如工作块1关联的固件补丁为固件补丁1,工作块2关联的固件补丁为固件补丁2。所述补丁标记可以用1表示存在固件补丁,用0表示不存在固件补丁,所述固件可以表示为:
可选地,所述二进制形式的补丁函数为根据所述编译器的目标文件复制命令或目标文件查看命令从补丁函数及其关联的链接脚本中提取出的二进制代码。所述目标文件复制命令可以为objcopy命令,所述目标文件查看命令可以为objdump命令。
根据以上描述可知,本实施例所述加载方法包括:获取芯片存储器中二进制形式的补丁函数,所述二进制形式的补丁函数为编译器从补丁函数及其关联的链接脚本中提取出的二进制代码,所述链接脚本用于将所述补丁函数段中的虚拟内存地址指向一内存特定区域;将所述二进制形式的补丁函数搬运至所述内存特定区域;根据所述固件中的补丁钩子函数,在所述二进制形式的补丁函数中加载所述补丁钩子函数关联的固件补丁。
在所述加载方法中,通过在芯片流片后出现缺陷时,在所述固件中加载补丁钩子函数加载其关联的固件补丁即可有效修复固件中的缺陷,无需对芯片进行重新流片,能够有效降低损失。并且由于部分代码存放到内存中运行,能够减少ROM的大小。所述加载方法通过固件打补丁技术来调试芯片,开发新功能,方便芯片后续的迭代升级。
本申请实施例所述加载方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序,凡是根据本申请的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本申请的保护范围内。
如图4所示,本实施例提供一种固件补丁加载方法,所述固件补丁加载方法共经历以下步骤:
步骤一:编译固件补丁。
步骤二:提取补丁函数的二进制代码。通过编译器提取补丁函数的二进制代码的过程此处不再赘述,可参考编译器的使用手册完成提取。
步骤三:将二进制代码写入芯片存储器。
步骤四:芯片上电启动。
步骤五:初始化存储器相关接口。
步骤六:读取存储器。
步骤七:判断是否存在固件补丁,若存在则将补丁标记置为1并搬运补丁至内存特定区域,否则继续进行芯片初始化工作。
步骤八:在各关键步骤配置前判断补丁标记是否置1,若是则在关键步骤配置前执行相应的补丁钩子函数操作流程,否则直接执行关键步骤配置。所述固件中可以包括多个关键步骤配置,通过在每个关键步骤配置前判断补丁标记是否置1,决定是否执行与各关键步骤配置相关联的补丁钩子函数操作。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置或方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅是示意性的,例如,模块/单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或单元可以结合或者可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块/单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块/单元显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块/单元来实现本申请实施例的目的。例如,在本申请各个实施例中的各功能模块/单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块/单元单独物理存在,也可以两个或两个以上模块/单元集成在一个模块/单元中。
本领域普通技术人员应该还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本实施例提供一种芯片,包括:存储器,存储有一计算机程序;微控制器,与所述存储器通信相连,调用所述计算机程序时执行第一方面任一项所述加载方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令处理器完成,所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中,所述存储介质是非短暂性(non-transitory)介质,例如随机存取存储器,只读存储器,快闪存储器,硬盘,固态硬盘,磁带(magnetic tape),软盘(floppy disk),光盘(optical disc)及其任意组合。上述存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如数字视频光盘(digital video disc,DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk,SSD))等。
本申请实施例还可以提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算设备上加载和执行所述计算机指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机或数据中心进行传输。
本申请实施例还提供一种电子设备500,包括:存储器510,存储有一计算机程序;处理器520,与所述存储器510通信相连,调用所述计算机程序时执行图2所述加载方法。
所述计算机程序产品被计算机执行时,所述计算机执行前述方法实施例所述的方法。该计算机程序产品可以为一个软件安装包,在需要使用前述方法的情况下,可以下载该计算机程序产品并在计算机上执行该计算机程序产品。
上述各个附图对应的流程或结构的描述各有侧重,某个流程或结构中没有详述的部分,可以参见其他流程或结构的相关描述。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效,而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种固件补丁加载方法,其特征在于,应用于芯片的微控制器,所述加载方法包括:
获取芯片存储器中二进制形式的补丁函数,所述二进制形式的补丁函数为编译器从补丁函数及其关联的链接脚本中提取出的二进制代码,所述链接脚本用于将所述补丁函数段中的虚拟内存地址指向一内存特定区域;
将所述二进制形式的补丁函数搬运至所述内存特定区域;
根据所述固件中的补丁钩子函数,在所述二进制形式的补丁函数中加载所述补丁钩子函数关联的固件补丁。
2.根据权利要求1所述的加载方法,其特征在于,所述内存特定区域为内存空间中针对所述二进制形式的补丁函数开辟的内存区域,所述内存空间还包括:栈空间、堆空间、已初始化的全局变量空间和未初始化的全局变量空间,所述栈空间用于存放局部变量,所述堆空间用于存放程序动态分配的内存。
3.根据权利要求2所述的加载方法,其特征在于,所述内存特定区域为覆盖区。
4.根据权利要求1所述的加载方法,其特征在于,所述补丁钩子函数包含所述二进制形式的补丁函数中固件补丁的索引,所述索引用于使所述二进制形式的补丁函数运行与该索引关联的固件补丁。
5.根据权利要求1所述的加载方法,其特征在于,所述固件包括若干工作块,所述工作块关联的补丁钩子函数在所述工作块之前运行,所述工作块是否实际运行由所述工作块关联的是否运行标记决定。
6.根据权利要求4所述的加载方法,其特征在于,获取芯片存储器中二进制形式的补丁函数的实现方法包括:读取所述芯片存储器,若所述二进制形式的补丁函数中存在固件补丁,则将补丁标记设为存在固件补丁,并获取芯片存储器中二进制形式的补丁函数。
7.根据权利要求5所述的加载方法,其特征在于,根据所述固件中的补丁钩子函数,在所述二进制形式的补丁函数中加载所述补丁钩子函数关联的固件补丁的实现方法包括:在所述工作块运行之前,若所述补丁标记为存在固件补丁,则根据所述工作块关联的补丁钩子函数,在所述二进制形式的补丁函数中加载该补丁钩子函数关联的固件补丁。
8.根据权利要求1所述的加载方法,其特征在于,所述二进制形式的补丁函数为根据所述编译器的目标文件复制命令或目标文件查看命令从补丁函数及其关联的链接脚本中提取出的二进制代码。
9.一种芯片,其特征在于,所述芯片包括:
存储器,存储有一计算机程序;
微控制器,与所述存储器通信相连,调用所述计算机程序时执行权利要求1-8任一项所述加载方法。
10.一种电子设备,其特征在于,包括:
存储器,存储有一计算机程序;
处理器,与所述存储器通信相连,调用所述计算机程序时执行权利要求1-8任一项所述加载方法。
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