CN109558149A - 一种基于ubl的uboot解压缩方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ubl的uboot解压缩方法及系统，该方法包括：根据烧录到flash设备中的引导文件提取ubl运行信息和uboot文件；uboot文件包括头部信息和uboot运行信息；头部信息包括标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值；系统根据ubl运行信息加载所述uboot文件；根据uboot文件中的头部信息，判断标志信息是否为压缩标志；若是，则计算加载的uboot文件中的uboot运行信息对应的第二crc校验值；当第二crc校验值与第一crc校验值相等时，根据ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压，并根据解压后的uboot运行信息执行uboot操作。实施本发明能够在保留uboot原有功能的基础上对uboot进行压缩，进而达到提高flash可用容量、减少甚至避免nandflash预留坏块的目的。

Description

一种基于ubl的uboot解压缩方法及系统

技术领域

本发明涉及嵌入式设备运行技术领域，尤其是涉及一种基于ubl的uboot解压缩方法及系统。

背景技术

在操作系统内核运行之前，需要运行Boot Loader来初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态。硬件在上电启动过后首先运行ubl(User Boot Loader，cpu的一级Boot Loader)，再通过ubl加载uboot(Universal BootLoader，cpu的二级Boot Loader)，而uboot就是用来加载内核的。

目前嵌入式设备一般采用flash作为存储设备，flash存储设备主要有norflash和nandflash两种。norflash的容量较小，一般在1～16MByte左右，所以我们要尽量减小uboot的大小，提高norflash的可用容量。nandflash的容量则相对要大得多，nandflash是以块为单位擦除数据的，因此uboot的分区划分都会以块大小为单位进行划分。但因为nandflash本身特性，在uboot大小大于块大小的时候，就需要预留坏块给uboot分区，相当于多分配了一些无法使用的flash空间给uboot分区，整体可用的flash空间就变小。

现有的减小uboot大小的方法，一般是修改的uboot的配置，把没有用到或者次要的uboot功能裁剪掉，达到减小的目的。但是，当uboot的某个功能被裁剪，这个功能就不支持了；而且，在有些较大的功能无法被裁剪的情况下，裁剪可优化的大小有限，比如当uboot支持网络或usb功能时，一般都能达到150K。因此，现有技术并不能在保留uboot原有功能的基础上有效减小uboot的大小，从而造成占用较多的flash存储设备的空间。

发明内容

本发明提供了一种基于ubl的uboot解压缩方法及系统，能够在ubl中对uboot进行解压缩，从而能够在保留uboot原有功能的基础上对uboot进行压缩，进而达到提高flash可用容量、减少甚至避免nandflash预留坏块的目的。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于ubl的uboot解压缩方法，包括：

根据烧录到flash设备中的引导文件，提取所述引导文件中的ubl运行信息和uboot文件；其中，所述uboot文件包括头部信息和uboot运行信息；所述头部信息包括标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值；

根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以加载所述uboot文件；

根据所述uboot文件中的头部信息，判断所述标志信息是否为压缩标志；

若所述标志信息为压缩标志，则计算加载的uboot文件中的uboot运行信息对应的第二crc校验值；

当所述第二crc校验值与所述第一crc校验值相等时，根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压，并根据解压后的uboot运行信息执行uboot操作；

若所述标志信息不为解压缩标志，则根据所述uboot运行信息执行uboot操作。

进一步地，所述头部信息包括标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值，具体为：

所述标志信息为根据所述uboot运行信息的压缩情况而设置的标志信息；

所述偏移信息为根据所述uboot运行信息的位置偏移而设置的偏移信息；

所述数据大小信息为根据所述uboot运行信息进行计算得出的数据大小；

所述第一crc校验值为根据所述uboot运行信息进行计算得出的crc校验值。

进一步地，所述根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以加载所述uboot文件，具体为：

根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以读取所述uboot文件的头部信息，根据所述头部信息中的偏移信息和数据大小信息，以加载所述uboot文件。

进一步地，所述uboot文件中的uboot运行信息为经过gzip压缩后的uboot运行信息。

进一步地，所述根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压，具体为：

根据所述ubl运行信息中的gunzip解压指令，对所述uboot运行信息进行解压。

进一步地，所述flash设备包括norflash设备和nandflash设备。

相应地，本发明实施例还提供一种基于ubl的uboot解压缩系统，包括：文件提取模块、文件加载模块、标志判断模块、数据计算模块、解压模块和信息运行模块；

所述文件提取模块用于根据烧录到flash设备中的引导文件，提取所述引导文件中的ubl运行信息和uboot文件；其中，所述uboot文件包括头部信息和uboot运行信息；所述头部信息包括标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值；

所述文件加载模块用于根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以加载所述uboot文件；

所述标志判断模块用于根据所述uboot文件中的头部信息，判断所述标志信息是否为压缩标志；

所述数据计算模块用于所述标志判断模块确认所述标志信息为压缩标志时，计算加载的uboot文件中的uboot运行信息对应的第二crc校验值；

所述解压模块用于当数据计算模块计算的所述第二crc校验值与所述第一crc校验值相等时，根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压；

所述信息运行模块用于根据所述解压模块解压的uboot运行信息执行uboot操作；当所述标志判断模块确认所述标志信息不为解压缩标志时，根据所述uboot运行信息执行uboot操作。

进一步地，所述基于ubl的uboot解压缩系统还包括：头部信息设置模块；

所述头部信息设置模块用于根据所述uboot运行信息对所述头部信息的标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值进行设置；其中，

所述标志信息为根据所述uboot运行信息的压缩情况而设置的标志信息；

所述偏移信息为根据所述uboot运行信息的位置偏移而设置的偏移信息；

所述数据大小信息为根据所述uboot运行信息进行计算得出的数据大小；

所述第一crc校验值为根据所述uboot运行信息进行计算得出的crc校验值。

进一步地，所述文件加载模块用于根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以加载所述uboot文件，具体为：

所述文件加载模块，用于根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以读取所述uboot文件的头部信息，根据所述头部信息中的偏移信息和数据大小信息，以加载所述uboot文件。

进一步地，所述解压模块用于根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压，具体为：

所述解压模块，用于根据所述ubl运行信息中的gunzip解压指令，对所述uboot运行信息进行解压。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的基于ubl的uboot解压缩方法及系统，所述方法包括：根据烧录到flash设备中的引导文件，提取所述引导文件中的ubl运行信息和uboot文件；其中，所述uboot文件包括头部信息和uboot运行信息；所述头部信息包括标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值；系统根据所述ubl运行信息执行ubl操作，以加载所述uboot文件；根据所述uboot文件中的头部信息，判断所述标志信息是否为压缩标志；若是，则计算加载的uboot文件中的uboot运行信息对应的第二crc校验值；当所述第二crc校验值与所述第一crc校验值相等时，根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压，并根据解压后的uboot运行信息执行uboot操作；若所述标志信息不为解压缩标志，则直接根据所述uboot运行信息执行uboot操作。

相比于现有技术无法在保留uboot原有功能的基础上有效减小uboot的大小，本发明技术方案实现了在ubl中对uboot进行解压缩的功能，从而能够在保留uboot原有功能的基础上对uboot进行压缩，进而达到提高flash可用容量、减少甚至避免nandflash预留坏块的目的。

附图说明

图1是本发明提供的基于ubl的uboot解压缩方法的一种实施例的流程示意图；

图2是本发明提供的基于ubl的uboot解压缩系统的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

请参见图1，图1是本发明提供的基于ubl的uboot解压缩方法的一种实施例的流程示意图。该方法包括步骤S1至步骤S6，各步骤具体如下：

步骤S1：根据烧录到flash设备中的引导文件，提取所述引导文件中的ubl运行信息和uboot文件；其中，所述uboot文件包括头部信息和uboot运行信息；所述头部信息包括标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值。

在本实施例中，步骤S1具体为：根据烧录到flash设备中的引导文件，提取所述引导文件中的ubl运行信息和uboot文件。能够理解的是，在操作系统内核运行之前，都需要运行系统引导文件(Boot Loader)来初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态。硬件在上电启动过后会首先运行ubl，再通过ubl加载uboot；其中，ubl即User Boot Loader，cpu的一级Boot Loader，用于引导二级Boot Loader，uboot即Universal Boot Loader，cpu的二级Boot Loader，用于引导系统，即uboot就是用来加载内核的。

在本实施例中，所述uboot文件包括头部信息和uboot运行信息；所述头部信息包括标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值。

作为本实施例的一种举例，能够理解的是，所述头部信息是根据所述uboot运行信息而设置的；具体地，所述uboot运行信息为经过gzip压缩的uboot运行信息，则所述标志信息为根据所述uboot运行信息的压缩情况而设置的gzip压缩标志；所述偏移信息为根据所述uboot运行信息的位置偏移而设置的偏移信息；所述数据大小信息为根据压缩uboot运行信息进行计算得出的数据大小；所述第一crc校验值为根据压缩的uboot运行信息进行计算得出的crc校验值。将设置好的头部信息添加到uboot运行信息的头部，便组成了uboot文件。

步骤S2：根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以加载所述uboot文件。

在本实施例中，能够理解的是，系统在运行uboot文件前，会首先运行ubl运行信息；系统通过运行ubl运行信息，能够读取到所述uboot文件的头部信息，根据预先设置的所述头部信息中的偏移信息和数据大小信息，加载所述uboot文件。

步骤S3：根据所述uboot文件中的头部信息，判断所述标志信息是否为压缩标志。

在本实施例中，同样地，系统通过运行ubl运行信息，读取到所述uboot文件的头部信息，根据所述uboot文件中的头部信息，判断所述标志信息是否为压缩标志，根据不同的标志信息对所述uboot运行信息作不同的执行操作。

步骤S4：若所述标志信息为压缩标志，则计算加载的uboot文件中的uboot运行信息对应的第二crc校验值。

在本实施例中，当确认所述标志信息为压缩标志时，系统需要计算加载的uboot文件的uboot运行信息对应的crc校验值，并与前面所计算的第一crc校验值进行校验，通过校验能够比对所述uboot运行信息的数据完整性。

步骤S5：当所述第二crc校验值与所述第一crc校验值相等时，根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压，并根据解压后的uboot运行信息执行uboot操作。

在本实施例中，当通过crc校验值比对到所述uboot运行信息数据完整时，系统根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压，能够理解的是，在运行ubl之前需要在ubl中添加gunzip解压代码，使ubl具有gunzip解压功能，能够对经过gzip压缩的文件进行解压缩。解压缩后的uboot运行信息放置到ubl的加载地址中，这个加载地址在所述ubl的头部，可以通过外部传入修改；系统能够直接跳转执行解压后的uboot运行信息。

步骤S6：若所述标志信息不为解压缩标志，则根据所述uboot运行信息执行uboot操作。

在本实施例中，若确认所述标志信息不为压缩标志，则表明所述uboot运行信息没有被压缩，系统能够直接对其进行执行。

为了更好的说明本发明的步骤流程和工作原理，本发明实施例包括生成过程及引导过程。

生成过程如下：

(1)在ubl中添加gunzip解压功能代码。

(2)对编译完成的uboot使用gzip压缩。

(3)在uboot头部添加一个固定字节的头部，头部由标志、偏移、大小、校验值组成。

(4)根据压缩的uboot进行计算，把标志设置为gzip压缩，设置uboot放置的位置偏移，填入压缩的uboot大小，再计算压缩的uboot的crc校验值，把这些值写入压缩的uboot的头部。

(5)再把这个uboot放置到ubl的尾部，组成一个ubl+uboot的文件。

引导过程如下：

(1)将上述ubl+uboot的文件烧录到flash中，启动设备，系统首先运行ubl。

(2)ubl读取uboot头部，判断标志为gzip压缩，根据偏移和大小，把压缩的uboot载入ubl中。

(3)ubl计算载入的uboot的crc校验值，如果与uboot头部的crc校验值一致，则对压缩的uboot进行gzip解压。

(4)解压成功后，跳转到解压后的uboot，执行uboot。

现有技术的减小uboot大小的方法，一般是修改的uboot的配置，把没有用到或者次要的uboot功能裁剪到，达到减小的目的；因此现有技术有两大缺点：

1)uboot的功能被裁剪，这个功能就不被系统支持了；

2)在有些较大功能无法被裁剪的情况下，裁剪可优化的大小有限，比如uboot支持网络或usb功能，一般都能达到150K。

在本实施例中，本发明采用对uboot进行压缩，在ubl中对uboot进行解压的方法，实现减小uboot的大小的目的，并且无需对uboot进行裁剪，保留uboot本来的功能。

相应地，请参见图2，图2是本发明提供的基于ubl的uboot解压缩系统的一种实施例的结构示意图。所述系统包括文件提取模块1、文件加载模块2、标志判断模块3、数据计算模块4、解压模块5和信息运行模块6。

所述文件提取模块1用于根据烧录到flash设备中的引导文件，提取所述引导文件中的ubl运行信息和uboot文件；其中，所述uboot文件包括头部信息和uboot运行信息；所述头部信息包括标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值；

所述文件加载模块2用于根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以加载所述uboot文件；

所述标志判断模块3用于根据所述uboot文件中的头部信息，判断所述标志信息是否为压缩标志；

所述数据计算模块4用于所述标志判断模块3确认所述标志信息为压缩标志时，计算加载的uboot文件中的uboot运行信息对应的第二crc校验值；

所述解压模块5用于当数据计算模块4计算的所述第二crc校验值与所述第一crc校验值相等时，根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压；

所述信息运行模块6用于根据所述解压模块5解压的uboot运行信息执行uboot操作；当所述标志判断模块3确认所述标志信息不为解压缩标志时，根据所述uboot运行信息执行uboot操作。

进一步地，所述的基于ubl的uboot解压缩系统还包括头部信息设置模块7；

所述头部信息设置模块7用于根据所述uboot运行信息对所述头部信息的标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值进行设置；其中，

所述标志信息为根据所述uboot运行信息的压缩情况而设置的标志信息；

所述偏移信息为根据所述uboot运行信息的位置偏移而设置的偏移信息；

所述数据大小信息为根据所述uboot运行信息进行计算得出的数据大小；

所述第一crc校验值为根据所述uboot运行信息进行计算得出的crc校验值。

进一步地，所述文件加载模块2用于根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以加载所述uboot文件，具体为：

所述文件加载模块2，用于根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以读取所述uboot文件的头部信息，根据所述头部信息中的偏移信息和数据大小信息，以加载所述uboot文件。

进一步地，所述解压模块5用于根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压，具体为：

所述解压模块5，用于根据所述ubl运行信息中的gunzip解压指令，对所述uboot运行信息进行解压。

综上，相比于现有技术，本发明有益效果在于，本发明实施例提供了一种基于ubl的uboot解压缩方法及系统，所述方法包括：根据烧录到flash设备中的引导文件，提取所述引导文件中的ubl运行信息和uboot文件；其中，所述uboot文件包括头部信息和uboot运行信息；所述头部信息包括标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值；系统根据所述ubl运行信息执行ubl操作，以加载所述uboot文件；根据所述uboot文件中的头部信息，判断所述标志信息是否为压缩标志；若是，则计算加载的uboot文件中的uboot运行信息对应的第二crc校验值；当所述第二crc校验值与所述第一crc校验值相等时，根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压，并根据解压后的uboot运行信息执行uboot操作；若所述标志信息不为解压缩标志，则直接根据所述uboot运行信息执行uboot操作。

相比于现有技术无法在保留uboot原有功能的基础上有效减小uboot的大小，本发明技术方案实现了在ubl中对uboot进行解压缩的功能，从而能够在保留uboot原有功能的基础上对uboot进行压缩，进而达到提高flash可用容量、减少甚至避免nandflash预留坏块的目的。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于ubl的uboot解压缩方法，其特征在于，包括：

根据烧录到flash设备中的引导文件，提取所述引导文件中的ubl运行信息和uboot文件；其中，所述uboot文件包括头部信息和uboot运行信息；所述头部信息包括标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值；

根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以加载所述uboot文件；

根据所述uboot文件中的头部信息，判断所述标志信息是否为压缩标志；

若所述标志信息为压缩标志，则计算加载的uboot文件中的uboot运行信息对应的第二crc校验值；

当所述第二crc校验值与所述第一crc校验值相等时，根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压，并根据解压后的uboot运行信息执行uboot操作；

若所述标志信息不为解压缩标志，则根据所述uboot运行信息执行uboot操作。

2.根据权利要求1所述的基于ubl的uboot解压缩方法，其特征在于，所述头部信息包括标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值，具体为：

所述标志信息为根据所述uboot运行信息的压缩情况而设置的标志信息；

所述偏移信息为根据所述uboot运行信息的位置偏移而设置的偏移信息；

所述数据大小信息为根据所述uboot运行信息进行计算得出的数据大小；

所述第一crc校验值为根据所述uboot运行信息进行计算得出的crc校验值。

3.根据权利要求1所述的基于ubl的uboot解压缩方法，其特征在于，所述根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以加载所述uboot文件，具体为：

根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以读取所述uboot文件的头部信息，根据所述头部信息中的偏移信息和数据大小信息，以加载所述uboot文件。

4.根据权利要求1所述的基于ubl的uboot解压缩方法，其特征在于，所述uboot文件中的uboot运行信息为经过gzip压缩后的uboot运行信息。

5.根据权利要求1所述的基于ubl的uboot解压缩方法，其特征在于，所述根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压，具体为：

根据所述ubl运行信息中的gunzip解压指令，对所述uboot运行信息进行解压。

6.根据权利要求1所述的基于ubl的uboot解压缩方法，其特征在于，所述flash设备包括norflash设备和nandflash设备。

7.一种基于ubl的uboot解压缩系统，其特征在于，包括：文件提取模块、文件加载模块、标志判断模块、数据计算模块、解压模块和信息运行模块；

所述文件提取模块用于根据烧录到flash设备中的引导文件，提取所述引导文件中的ubl运行信息和uboot文件；其中，所述uboot文件包括头部信息和uboot运行信息；所述头部信息包括标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值；

所述文件加载模块用于根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以加载所述uboot文件；

所述标志判断模块用于根据所述uboot文件中的头部信息，判断所述标志信息是否为压缩标志；

所述数据计算模块用于所述标志判断模块确认所述标志信息为压缩标志时，计算加载的uboot文件中的uboot运行信息对应的第二crc校验值；

所述解压模块用于当数据计算模块计算的所述第二crc校验值与所述第一crc校验值相等时，根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压；

所述信息运行模块用于根据所述解压模块解压的uboot运行信息执行uboot操作；当所述标志判断模块确认所述标志信息不为解压缩标志时，根据所述uboot运行信息执行uboot操作。

8.根据权利要求7所述的基于ubl的uboot解压缩系统，其特征在于，还包括：头部信息设置模块；

所述头部信息设置模块用于根据所述uboot运行信息对所述头部信息的标志信息、偏移信息、数据大小信息和第一crc校验值进行设置；其中，

所述标志信息为根据所述uboot运行信息的压缩情况而设置的标志信息；

所述偏移信息为根据所述uboot运行信息的位置偏移而设置的偏移信息；

所述数据大小信息为根据所述uboot运行信息进行计算得出的数据大小；

所述第一crc校验值为根据所述uboot运行信息进行计算得出的crc校验值。

9.根据权利要求7所述的基于ubl的uboot解压缩系统，其特征在于，所述文件加载模块用于根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以加载所述uboot文件，具体为：

所述文件加载模块，用于根据所述ubl运行信息，控制所述flash设备执行ubl操作，以读取所述uboot文件的头部信息，根据所述头部信息中的偏移信息和数据大小信息，以加载所述uboot文件。

10.根据权利要求7所述的基于ubl的uboot解压缩系统，其特征在于，所述解压模块用于根据所述ubl运行信息对所述uboot运行信息进行解压，具体为：

所述解压模块，用于根据所述ubl运行信息中的gunzip解压指令，对所述uboot运行信息进行解压。