嵌入式Linux的安全模式設計

這里我們將以一個嵌入式Linux 網(wǎng)絡播放器為例，來說明 safe mode 安全模式的設計與實現(xiàn)。通過本文，我們可以了解到針對一個實際的嵌入式系統(tǒng)，設計中需要注意的技術要點和實現(xiàn)細節(jié)。

　　為什么需要 safe mode(安全模式)

　　當用戶購買一個產(chǎn)品后，在后續(xù)的服務中，可能還會發(fā)生一些費用，讓產(chǎn)品開發(fā)商增加成本，如免費電話咨詢，產(chǎn)品的維修、寄送。所以說將產(chǎn)品的賣出并不意味著最終的贏利。這樣的情況下，產(chǎn)品的設計就需要更加合理，更加優(yōu)化，來滿足用戶各種可能的需求。特別是在發(fā)生異常故障的時候，如果能引導客戶自行完成診斷、修復，那么將大大降低后續(xù)的服務成本。正因為如此，產(chǎn)品故障時，就很需要safe mode安全模式來幫助用戶完成恢復的工作。

　　從節(jié)約產(chǎn)品的成本、產(chǎn)品所能提供的功能上來看，safe mode 是大有裨益的。

　　大家所熟知的 windows 系統(tǒng)，也提供了 safe mode 安全模式，它就可以幫助用戶解決系統(tǒng)不穩(wěn)定，硬件沖突等諸多故障，讓用戶在自己可以操作的能力范圍內(nèi)先行對系統(tǒng)進行診斷與修復。在很大程度上， windows 的 safe mode 給用戶與 Microsoft 都帶來了很大的便利。

　　嵌入式Linux產(chǎn)品與其他IT產(chǎn)品不同的地方，主要是使用flash來存貯運行時的系統(tǒng)。它沒有大的內(nèi)存，沒有大的存儲空間，但它卻也是一個完整的系統(tǒng)。

　　在通常情況下，嵌入式Linux產(chǎn)品的flash上的內(nèi)容是不會被破壞的，也即它們會有著較好的穩(wěn)定性，不會因為用戶的常規(guī)使用而導致flash上的 firmware被破壞。但隨著產(chǎn)品的更新升級，用戶也需要在自己家中完成對已購買商品的更新?lián)Q代。而用戶大多屬于非技術熟悉者，在更新升級中就可能出現(xiàn)種種意想不到的情況。

　　比如在用戶做firmware升級更新時，平時不會出現(xiàn)問題的firmware可能在這個過程中，就面臨著巨大的風險，極有可能致使用戶的系統(tǒng)無法啟動，不能正常工作。這樣的情況是我們不愿意看到的，而實際中卻的的確確可能會發(fā)生。

　　考慮這樣一個場景：當用戶對產(chǎn)品進行firmware升級時，如果在燒寫flash的過程中，意外掉電，那么用戶手中的產(chǎn)品就將無法再次啟動，因為 rootfs系統(tǒng)已經(jīng)被破壞了。用戶所能做的，也只能將產(chǎn)品送回產(chǎn)商進行維修。這樣來回的過程不僅耗費用戶的精力，同樣也會增加產(chǎn)品開發(fā)商的成本。在產(chǎn)品升級換代很快的當前市場情況下，這樣的情況可能會經(jīng)常發(fā)生。

　　如何避免這樣的情況的發(fā)生呢?如果我們可以提供一個機制，在進行升級前即往flash中寫入一個標記，正常完成后，再寫入另一個標記來表示整個過程的正常結(jié)束，否則的話，燒寫時掉電不會寫入第二個標記，只有第一個標記，那么就認為產(chǎn)品故障，這個時候，進入另一個新的提示界面，讓用戶自己選擇從 USB或FTP來重新升級firmware。這樣的話，整個過程用戶就完全可以在界面的友好提示下自己完成，方便了用戶與產(chǎn)品開發(fā)商。

　　系統(tǒng)架構(gòu)

　　本文以一個實際的產(chǎn)品為例，來說明safe mode的設計。

　　系統(tǒng)架構(gòu)

　　本系統(tǒng)為一個嵌入式Linux網(wǎng)絡播放器，主要的功能為播放家庭網(wǎng)絡中的多媒體文件，在家庭客廳等環(huán)境中有著大量的應用，它可以給用戶提供更方便快捷的媒體文件的播放方式，并能充分利用家庭音響系統(tǒng)的巨大功能，而非PC環(huán)境下有限的外部設備，大大改善了媒體文件的播放體驗。