STM32平台下Delta固件升级的调度与新固件构建方案咨询

1. 前置Flash分区规划 #

这是整个方案的运行基础，需按STM32的Flash页大小对齐划分：

• Bootloader区：占Flash前16~32KB，固定不擦除，负责补丁校验、固件重组、跳转逻辑
• 旧固件区：存放当前正在运行的完整基准固件，也就是生成差分补丁的比对基准
• 补丁存储区：存放接收到的jDiff生成的补丁包，大小按固件最大差值的1.2倍预留即可，比如256KB的固件预留64KB补丁区足够覆盖绝大多数场景
• 新固件暂存区：存放重组完成的新固件，校验通过后再覆盖旧固件区，避免升级中途掉电变砖
  如果Flash空间极度紧张，也可以取消单独的新固件暂存区，用原地升级逻辑，将旧固件的不变段先备份到SRAM/备份Flash再写入新内容，但掉电风险较高，不推荐

2. 补丁调度逻辑实现 #

所有调度逻辑放在Bootloader中实现，上电后按顺序执行：

• 上电先启动Bootloader，读取补丁存储区的专属标志位，判断是否存在完整的待处理补丁
• 无待升级补丁时，直接跳转到旧固件区运行正常业务
• 有待升级补丁时，先校验补丁包完整性（比如提前写入的CRC32校验值），校验失败直接清空补丁标志、跳转旧固件；校验通过则进入固件重组流程

3. 新固件重组逻辑（适配jDiff补丁包） #

首先在Windows端导出jDiff补丁包的格式规则，jDiff的标准输出包含三个核心信息块：不变段偏移、新增段内容、替换段偏移+内容，STM32端只需实现对应解析逻辑即可，参考伪代码如下：

typedef struct {
    uint32_t patch_total_len;
    uint32_t old_fw_crc;
    uint32_t new_fw_crc;
    uint32_t new_fw_size;
} patch_header_t;

#define OP_COPY 0x01 // 不变段，从旧固件拷贝
#define OP_INSERT 0x02 // 新增/替换段，从补丁包取内容

void patch_reconstruct(uint32_t old_fw_addr, uint32_t patch_addr, uint32_t new_fw_addr) {
    // 读取补丁头信息
    patch_header_t header = *(patch_header_t *)patch_addr;
    // 校验当前旧固件是否和补丁匹配，避免刷错
    if(crc32((uint8_t *)old_fw_addr, OLD_FW_SIZE) != header.old_fw_crc) {
        return;
    }
    uint32_t patch_offset = sizeof(patch_header_t);
    uint32_t new_fw_offset = 0;
    while(patch_offset < header.patch_total_len) {
        uint8_t op_type = *(uint8_t *)(patch_addr + patch_offset);
        patch_offset += 1;
        if(op_type == OP_COPY) {
            uint32_t old_offset = *(uint32_t *)(patch_addr + patch_offset);
            uint32_t len = *(uint32_t *)(patch_addr + patch_offset + 4);
            memcpy((void *)(new_fw_addr + new_fw_offset), (void *)(old_fw_addr + old_offset), len);
            new_fw_offset += len;
            patch_offset += 8;
        } else if(op_type == OP_INSERT) {
            uint32_t len = *(uint32_t *)(patch_addr + patch_offset);
            memcpy((void *)(new_fw_addr + new_fw_offset), (void *)(patch_addr + patch_offset + 4), len);
            new_fw_offset += len;
            patch_offset += 4 + len;
        }
    }
    // 重组完成后校验新固件是否正确
    if(crc32((uint8_t *)new_fw_addr, header.new_fw_size) == header.new_fw_crc) {
        set_patch_success_flag(); // 标记重组成功
    }
}

4. 升级后跳转逻辑 #

重组校验通过后可选择两种升级模式：

• 覆盖升级：将新固件暂存区的内容逐页擦除写入旧固件区，写完后清空补丁标志，直接跳转旧固件地址运行
• 免覆盖切换：将中断向量表重定向到新固件暂存区地址，直接跳转到新固件运行，下次启动再判断是否需要覆盖旧固件

注意事项 #

• 所有Flash擦写操作都要加步骤标志位，中途掉电后下次上电可继续执行对应步骤，避免变砖
• 补丁包传输时分包加校验，每包128/256字节，收一包校验一包，错包直接重传，避免整包传输完成才发现错误
• Bootloader区域要加写保护，避免误擦除导致只能用烧录器救砖

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Amin-nano-sys