CN118051383A - 一种分区损坏切换备份的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分区损坏切换备份的方法及***，其中方法包括：S1、开机前检测AB分区标志位信息，判断是否存在可用分区，检测可用分区的工作状态并选择运行分区进行开机；S2、设置开机镜像校验机制，在开机加载镜像阶段，若校验成功，则进入下一步骤；S3、采用dm‑verity进行校验运行分区，确保启动后再访问各数据块时进行单独验证；S4、开机服务成功开启后，检测另一分区的工作状态，若被标记为不可用状态或恢复未完成，则进行恢复操作；S5、恢复完成后，将当前运行分区优先级设置为最高，另一分区的优先级低于当前分区但不改变工作状态。本发明的方法提供解决操作***在遇到分区损坏、数据篡改或升级失败等问题的恢复机制，提高***的可靠性和稳定性。

Description

一种分区损坏切换备份的方法及***

技术领域

本发明属于计算机技术领域，具体而言属于一种分区损坏切换备份的方法及***。

背景技术

在现代通信模组和安卓设备中，AB分区方案被广泛采用以实现***软件的无缝更新。该方案通过将存储空间分为A区和B区，使得在***软件更新过程中，可以在B分区进行新版本的安装，而A分区则保留当前运行的版本。这样，在更新过程中发生异常时，***可以回滚至A分区使用旧版本开机，以此保证更新的安全性和***的可靠启动。AB分区的更新机制主要应用于***软件的更新场景，即FOTA(Firmware Over-The-Air)升级，确保了升级过程中的数据安全和***的稳定性。

尽管AB分区方案在***升级方面提供了一定的安全保障，但其应用范围相对有限，主要集中在软件升级过程中。这种机制很少被用于处理非升级过程中的分区损坏情况，即当A分区在日常使用中损坏导致无法正常开机时，***并不会自动切换至B分区以实现恢复和启动。此外，少数设备尝试在开机阶段通过校验失败来恢复B分区，但这种做法存在较大风险：在没有充分运行测试的情况下，无法保证另一分区的完整性和可靠性，若因误判而重写当前可用的分区，可能会引入更多风险，导致设备无法启动。这表明，当前的AB分区方案在程序健壮性和应对非升级场景下的分区损坏方面，仍然面临挑战，需要进一步的技术改进以提高***的可靠性和用户体验。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

有鉴于此，本发明公开了一种分区损坏切换备份的方法及***，能够解决操作***在遇到分区损坏、数据篡改或升级失败等问题的恢复机制，提高***的可靠性和稳定性。

具体的，本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明公开了一种分区损坏切换备份的方法，包括如下步骤：

S1、开机前检测AB分区标志位信息，根据所述AB分区标志位信息判断是否存在可用分区，检测可用分区的工作状态并根据优先级排序选择优先级高的可用分区作为运行分区进行开机；

S2、设置开机镜像校验机制，在开机加载镜像阶段，若校验成功，则进入下一步骤，若校验失败，判断是否启动AB OTA升级规则，若是，则标记当前运行分区的success＝0，并重启，若否，则进入fastboot模式；

S3、采用dm-verity进行校验运行分区，确保启动后再访问各数据块时进行单独验证；

若哈希树根基损坏或数据块校验失败，则标记当前运行分区的success＝0并重启；

若标志开机的服务成功开启，则标记当前运行分区的工作状态为可用状态；

S4、开机服务成功开启后，检测另一分区的工作状态，若被标记为不可用状态或恢复未完成，则进行恢复操作；

S5、恢复完成后，更新分区信息，将当前运行分区优先级设置为最高，另一分区的优先级低于当前运行分区，且标记为开机未成功但不改变工作状态。

本发明能够实现分区损坏自动恢复，通过检测AB分区的状态并选择一个健康的分区作为运行分区，***可以在一个分区损坏时自动切换到另一个分区，从而避免启动失败；并且提高***升级安全性，在***升级过程中，如果新升级的***存在问题或校验失败，***可以自动标记该分区为不可用分区并重新启动，回滚到旧的***分区，确保***的连贯运行和数据安全；通过采用dm-verity技术对运行分区进行实时校验，能够确保***文件在运行时未被篡改，增加***防篡改的能力。

本发明能够对运行问题及时发现与恢复，如果在***运行过程中发现哈希树根基损坏或数据块校验失败，***能够及时发现并通过重启尝试自我恢复，减少了潜在的安全风险；

同时本发明具有自动化的分区恢复流程，当检测到备用分区被标记为不可用或恢复未完成时，***会自动执行恢复操作，无需用户干预，简化了恢复流程，提升了用户体验；

本发明优化***运行环境，在恢复完成后，通过更新分区信息和调整分区优先级，***能够确保始终在最健康、最安全的分区上运行，保证了***性能和稳定性。

进一步地，所述S4步骤中，所述恢复操作的方法包括：

计算当前运行分区与损坏分区内的每个分区的md5值，若两者md5值相等则不进行操作，继续比较下一分区；

若两者md5值不相等，则将运行分区的信息复制恢复到损坏分区，恢复后再次计算md5值，重复操作直至md5值相等后完成恢复操作；

若多次重复不相等，则报错后进入校验下一分区。

进一步地，若校验或恢复某一分区过程中出现报错情况，则跳过该数据块的校验与恢复，至下次开机时再次进行校验并恢复。

进一步地，所述S1步骤中，所述判断是否存在可用分区的方法包括：

判断所述AB分区的priority标志位信息；

若存在至少一个分区的priority标志位大于0，则认定存在可用分区，并对可用分区进行优先级排列；

若每个分区的priority标志位均小于等于0，则认定不存在可用分区，***重新初始化AB分区的信息。

进一步地，所述S1步骤中，所述检测可用状态的方法包括：

检测可用分区的success标志位信息；

若可用分区的success标志位为1，则选用当前可用分区作为运行分区进行开机；

若所述可用分区的success标志位为0，则减少该分区retry次数后继续开机，直至减少至小于等于0，则将该分区的工作状态标记为不可用状态，按照优先级顺序选择下一个可用分区。

进一步地，所述S3步骤中，所述采用dm-verity进行校验的方法包括：

创建一个只读的校验区域，包括校验表和校验块；

在所述校验表中记录分区中每个数据块的哈希值，并在设备启动时，将所述校验表加载到内存中；

从第一级开始逐级计算数据块的哈希值，并与校验表中对应的哈希值进行比较继而验证整个哈希树的哈希值。

第二方面，本发明公开了一种分区损坏切换备份的***，包括：

分区状态检测模块：开机前检测AB分区标志位信息，根据所述AB分区标志位信息判断是否存在可用分区，检测可用分区的工作状态并根据优先级排序选择优先级高的可用分区作为运行分区进行开机；

镜像加载模块：设置开机镜像校验机制，在开机加载镜像阶段，若校验成功，则进入下一步骤，若校验失败，判断是否启动AB OTA升级规则，若是，则标记当前运行分区的success＝0，并重启，若否，则进入fastboot模式；

校验模块：采用dm-verity进行校验运行分区，确保启动后再访问各数据块时进行单独验证；

若哈希树根基损坏或数据块校验失败，则标记当前运行分区的success＝0后重启；

若标志开机的服务成功开启，则标记当前运行分区的success＝1并使用当前运行分区进行开机；

恢复操作模块：开机服务成功开启后，检测另一分区的工作状态，若被标记为不可用状态或恢复未完成，则进行恢复操作；

恢复后标记模块：恢复完成后，更新分区信息，将当前运行分区优先级设置为最高，另一分区的优先级低于当前运行分区，且标记为开机未成功但不改变工作状态。

第三方面，本发明公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序所述程序被处理器执行时实现如第一方面所述分区损坏切换备份的方法的步骤。

第四方面，本发明公开了一种计算机设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的分区损坏切换备份的方法的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的分区损坏切换备份的方法及***，通过提供一套完整的分区检测、校验、恢复和优先级调整机制，有效地提高了***在面对软件错误、数据损坏或安全威胁时的自我修复能力和稳定性；本发明可以在对另一分区进行备份时保证有一个分区可以正常使用，避免了进行备份操作导致两个分区均损坏的情况。同时避免对正常分区进行不必要的刷写，减少对nand的写操作。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的分区损坏切换备份的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的分区损坏切换备份的***示意图；

图3为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更加清晰的对本发明中的技术方案进行阐述，下面以具体实施例的形式进行说明。

实施例

参照图1-3所示，为本发明公开的一种分区损坏切换备份的方法及***，其中，参阅图1所示，分区损坏切换备份的方法包括如下步骤：

S1、开机前检测AB分区标志位信息，根据所述AB分区标志位信息判断是否存在可用分区，检测可用分区的工作状态并根据优先级排序选择优先级高的可用分区作为运行分区进行开机；

S2、设置开机镜像校验机制，在开机加载镜像阶段，若校验成功，则进入下一步骤，若校验失败，判断是否启动AB OTA升级规则，若是，则标记当前运行分区的success＝0，并重启，若否，则进入fastboot模式；

S3、采用dm-verity进行校验运行分区，确保启动后再访问各数据块时进行单独验证；

若哈希树根基损坏或数据块校验失败，则标记当前运行分区的success＝0并重启；

若标志开机的服务成功开启，则标记当前运行分区的success＝1并使用当前运行分区进行开机；

S4、开机服务成功开启后，检测另一分区的工作状态，若被标记为不可用状态或恢复未完成，则进行恢复操作；

S5、恢复完成后，更新分区信息，将当前运行分区优先级设置为最高，另一分区的优先级低于当前运行分区，且标记为开机未成功但不改变工作状态。

本发明实际操作按照如下流程，具体表现为：

将分区信息存储在一个misc分区当中，misc分区用于存放各种杂项数据，且misc分区不参与AB分区更新机制。将分区信息存放在不做AB分区的misc分区中意味着，无论***如何更新或切换启动分区，分区信息都保持不变，确保整个***对存储空间的管理和识别能力的稳定性，这种设计简化了***架构，同时保证了关键信息在***更新过程中的安全性和一致性。

开机前通过检测misc分区中的分区信息，检测AB分区标志位信息，根据AB分区标志位信息判断是否存在可用分区。具体而言，通过判断AB分区的priority标志位信息，若存在至少一个分区的priority标志位大于0，则认定存在可用分区，并对可用分区进行优先级排列；若每个分区的priority标志位均小于等于0，则认定不存在可用分区，***重新初始化AB分区的信息。

当存在可用分区时，根据优先级排列，检测可用分区的工作状态，具体检测可用分区的success标志位信息，若可用分区的success标志位信息为1，则选用当前可用分区作为运行分区进行开机；若可用分区的success标志位为0，则减少该分区retry次数并重新开机，直至retry次数减少至小于等于0，则将该分区的工作状态标记为不可用状态，返回上一步骤，按照优先级顺序选择下一个可用分区检测工作状态。

设置开机镜像校验机制，在开机加载镜像阶段，如b133、boot等分区在LK阶段开机校验时，若校验失败，则判断是否启动AB OTA升级规则，若启动AB OTA升级规则，则标记一次当前运行分区的工作状态的success标志位为0，并重启，直至该分区retry次数减少至小于等于0时，将该分区的工作状态标记为不可用状态；若未开启AB OTA升级规则，则进入fastboot模式。通过上述操作，能够确保只有校验通过的、安全可靠的***镜像被加载和执行，如果检测到问题，设备会尝试通过重启和切换分区来恢复正常工作状态。

对于大分区，如system分区，开机后采用dm-verity的校验方式，在各个数据块被访问时进行单独验证。具体而言，首先在***分区上创建一个只读的校验区域，该校验区域包含一个校验表和一组校验块，校验表记录***分区中每个数据块的哈希值，当设备启动时，***将校验表加载到内存中。从第一级开始逐级计算该数据块的哈希值，并与校验表中对应的哈希值进行比较，继而验证整个哈希树的哈希值。通过比较单个数据块的哈希值，实际上是在验证整个哈希树的正确性，如果所有访问的数据块的哈希值都与验证表中的值匹配，就证明了system分区的数据完整性未被破坏。

若哈希树根基损坏或数据块校验失败，则标记当前运行分区的工作状态的success标志位为0后重启，当该分区retry次数减少至小于等于0时，将该分区的工作状态标记为不可用状态；

若标志开机的服务成功开启，则标记当前运行分区的success＝1，该分区retry次数设置为最大尝试次数，为下次启动留下足够的尝试机会，确保在未来遇到问题时有足够的恢复尝试次数。

当开机服务成功开启后，检测另一分区的工作状态，若另一分区的工作状态标记为不可用状态或恢复未完成状态，则继续进行恢复操作。恢复过程中，先计算当前运行分区与损坏分区的每个分区的md5值，相等则不进行操作，继续比较下一分区；若不相等，则用运行分区的信息复制恢复损坏分区，恢复后再次计算md5值，不相等则重复恢复操作，多次恢复后md5值仍不相等，报错并继续校验下一分区。

如果校验或恢复某数据块分区过程中出现报错现象，例如无法读取该分区或读写分区信息失败，会跳过该块分区的校验或恢复，继续下一块分区的处理，该数据块会在下一次开机时再次进行校验并恢复。

若恢复过程中未报错，则更新分区信息，将当前运行分区优先级设置为最高，另一分区的优先级低于当前运行分区，且标记为开机未成功但不改变工作状态。标记恢复已完成，退出恢复服务。在后续运行分区出现损坏时，切换至备用分区进行开机。

本发明还提供了一种分区损坏切换备份的***，如图2所示，具体包括：

分区状态检测模块：开机前检测AB分区标志位信息，根据所述AB分区标志位信息判断是否存在可用分区，检测可用分区的工作状态并根据优先级排序选择优先级高的可用分区作为运行分区进行开机；

镜像加载模块：设置开机镜像校验机制，在开机加载镜像阶段，若校验成功，则进入下一步骤，若校验失败，判断是否启动AB OTA升级规则，若是，则标记当前运行分区的success＝0，并重启，若否，则进入fastboot模式；

校验模块：采用dm-verity进行校验运行分区，确保启动后再访问各数据块时进行单独验证；

若哈希树根基损坏或数据块校验失败，则标记当前运行分区的工作状态为success＝0并重启；

若标志开机的服务成功开启，则标记当前运行分区的success＝1并使用当前运行分区进行开机；

恢复操作模块：开机服务成功开启后，检测另一分区的工作状态，若被标记为不可用状态或恢复未完成，则进行恢复操作；

恢复后标记模块：恢复完成后，更新分区信息，将当前运行分区优先级设置为最高，另一分区的优先级低于当前运行分区，且标记为开机未成功但不改变工作状态。

该装置主要由上述五个模块构成，通过该***的搭建很好的实现同时挂载同一个文件***可实现并行操作的目的。

具体实施时，以上各个模块可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

图3为本发明公开的一种计算机设备的结构示意图。参考图3所示，该计算机设备400，至少包括存储器402和处理器401；所述存储器402通过通信总线403和处理器连接，用于存储所述处理器401可执行的计算机指令，所述处理器401用于从所述存储器402读取计算机指令以实现上述实施例所述分区损坏切换备份的方法的步骤。

对于上述装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，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来实现本公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、媒介和存储器设备，例如包括半导体存储器设备(例如EPROM、EEPROM和闪存设备)、磁盘(例如内部磁盘或可移动盘)、磁光盘以及CD ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。

最后应说明的是：虽然本说明书包含许多具体实施细节，但是这些不应被解释为限制任何发明的范围或所要求保护的范围，而是主要用于描述特定发明的具体实施例的特征。本说明书内在多个实施例中描述的某些特征也可以在单个实施例中被组合实施。另一方面，在单个实施例中描述的各种特征也可以在多个实施例中分开实施或以任何合适的子组合来实施。此外，虽然特征可以如上所述在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合中的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变型。

类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求这些操作以所示的特定顺序执行或顺次执行、或者要求所有例示的操作被执行，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种***模块和组件的分离不应被理解为在所有实施例中均需要这样的分离，并且应当理解，所描述的程序组件和***通常可以一起集成在单个软件产品中，或者封装成多个软件产品。

由此，主题的特定实施例已被描述。其他实施例在所附权利要求书的范围以内。在某些情况下，权利要求书中记载的动作可以以不同的顺序执行并且仍实现期望的结果。此外，附图中描绘的处理并非必需所示的特定顺序或顺次顺序，以实现期望的结果。在某些实现中，多任务和并行处理可能是有利的。

以上所述仅为本发明公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本发明公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明公开保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种分区损坏切换备份的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、开机前检测AB分区标志位信息，根据所述AB分区标志位信息判断是否存在可用分区，检测可用分区的工作状态并根据优先级排序选择优先级高的可用分区作为运行分区进行开机；

S2、设置开机镜像校验机制，在开机加载镜像阶段，若校验成功，则进入下一步骤，若校验失败，判断是否启动AB OTA升级规则，若是，则标记当前运行分区的success＝0，并重启，若否，则进入fastboot模式；

S3、采用dm-verity进行校验运行分区，确保启动后再访问各数据块时进行单独验证；

若哈希树根基损坏或数据块校验失败，则标记当前运行分区的success＝0并重启；

若标志开机的服务成功开启，则标记当前运行分区的success＝1并使用当前运行分区进行开机；

S4、开机服务成功开启后，检测另一分区的工作状态，若被标记为不可用状态或恢复未完成，则进行恢复操作；

S5、恢复完成后，更新分区信息，将当前运行分区优先级设置为最高，另一分区的优先级低于当前运行分区，且标记为开机未成功但不改变工作状态。

2.根据权利要求1所述的分区损坏切换备份的方法，其特征在于，所述S4步骤中，所述恢复操作的方法包括：

计算当前运行分区与损坏分区内的每个分区的md5值，若两者md5值相等则不进行操作，继续比较下一分区；

若两者md5值不相等，则将运行分区的信息复制恢复到损坏分区，恢复后再次计算md5值，重复操作直至md5值相等后完成恢复操作；

若多次重复不相等，则报错后进入校验下一分区。

3.根据权利要求2所述的分区损坏切换备份的方法，其特征在于，若校验或恢复某一分区过程中出现报错情况，则跳过该数据块的校验与恢复，至下次开机时再次进行校验并恢复。

4.根据权利要求1所述的分区损坏切换备份的方法，其特征在于，所述S1步骤中，所述判断是否存在可用分区的方法包括：

判断所述AB分区的priority标志位信息；

若存在至少一个分区的priority标志位大于0，则认定存在可用分区，并对可用分区进行优先级排列；

若每个分区的priority标志位均小于等于0，则认定不存在可用分区，***重新初始化AB分区的信息。

5.根据权利要求1所述的分区损坏切换备份的方法，其特征在于，所述S1步骤中，所述检测可用状态的方法包括：

检测可用分区的success标志位信息；

若可用分区的success标志位为1，则选用当前可用分区作为运行分区进行开机；

若所述可用分区的success标志位为0，则减少该分区retry次数后继续开机，直至减少至小于等于0，则将该分区的工作状态标记为不可用状态，按照优先级顺序选择下一个可用分区。

6.根据权利要求1所述的分区损坏切换备份的方法，其特征在于，所述S3步骤中，所述采用dm-verity进行校验的方法包括：

创建一个只读的校验区域，包括校验表和校验块；

在所述校验表中记录分区中每个数据块的哈希值，并在设备启动时，将所述校验表加载到内存中；

从第一级开始逐级计算数据块的哈希值，并与校验表中对应的哈希值进行比较继而验证整个哈希树的哈希值。

7.一种分区损坏切换备份的***，使用如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，包括：

分区状态检测模块：开机前检测AB分区标志位信息，根据所述AB分区标志位信息判断是否存在可用分区，检测可用分区的工作状态并根据优先级排序选择优先级高的可用分区作为运行分区进行开机；

镜像加载模块：设置开机镜像校验机制，在开机加载镜像阶段，若校验成功，则进入下一步骤，若校验失败，判断是否启动AB OTA升级规则，若是，则标记当前运行分区的success＝0，并重启，若否，则进入fastboot模式；

校验模块：采用dm-verity进行校验运行分区，确保启动后再访问各数据块时进行单独验证；

若哈希树根基损坏或数据块校验失败，则标记当前运行分区的success＝0并重启；

若标志开机的服务成功开启，则标记当前运行分区的success＝1并使用当前运行分区进行开机；

恢复操作模块：开机服务成功开启后，检测另一分区的工作状态，若被标记为不可用状态或恢复未完成，则进行恢复操作；

恢复后标记模块：恢复完成后，更新分区信息，将当前运行分区优先级设置为最高，另一分区的优先级低于当前运行分区，且标记为开机未成功但不改变工作状态。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序执行时实现权利要求1-6任一项所述的分区损坏切换备份的方法的步骤。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6任一项所述的分区损坏切换备份的方法的步骤。