1. 背景
没有完美的软件，因为设计缺陷、业务需求更新，软件始终都在不断升级完善。新软件如何替换正在运行的旧软件就是本文关注的重点，尤其是针对电子产品，设备空中升级OTA，受限于硬件资源，需要选择不同的方案进行软件升级。
根据硬件资源和系统整体框架，选择不同的升级方案，方案需要结合实际选择最佳的，技术层面是次要的。
3.1 整包升级
要加入在线升级功能，就需要将主应用程序拆分，类似有2套程序在设备内运行，标准称呼是bootload+app，其中bootload始终不变，它接收新软件包并覆盖app区域。
| 硬件限制 | 解决方案 |
|---|---|
| 单片机自身没有网络连接功能，只能基于外挂的网络模块从远端服务器下载新软件包，再通过串口传输给单片机 | 由外挂主机下载新软件包，并通知单片机进入升级模式 |
| 单片机内部RAM小，不能进行复制运算或者缓存大量数据；单片EEPROM小，不能保存完整的新软件包 | 只能在Bootload期间分段接收新软件并立刻写入flash |
4）一般PC软件无需考虑内存和存储空间，也是采用整包升级，两个文件同时保存。例如app.exe运行时下载新的app_new.exe，下载校验后，app.exe自毁删除自身，然后将app_new.exe重命名为app.exe并启动。
1）差分包的制作与还原算法验证，在bootload还原出新软件包时考虑到RAM，差分包是按块生成，还原也是按块执行，每块新软件写入前，需要先备份旧块，防止异常断电无法还原。
万一出现异常，重启还是进入bootlaod，查询上次已经还原到第几块，继续后面操作。有些为了再次减小差分包大小，还会对文件进行压缩，还原前先解压。
2）升级时，必须保证生成的差分包是基于当前设备内运行的版本，如设备运行V01，但是提供的差分包却是基于V02到V03的，则会导致异常。或者在文件中预设特殊版字符，版本匹配才进行差分还原升级。而整包没有该缺点，只要bootlaod正常，任意app软件版本可以互相升级。
动态加载就是在链接阶段，将上层代码obj编译成axf可动态加载的文件，而不是直接与其他obj合并成可执行文件。主要是使用armlink配置-entry指定映像文件的初始入口点或者在代码中使用#pragma arm section code关键字，保证动态的上层有固定的入口地址。凡是上层调用的底层接口，在编译阶段函数体指针都赋为空指令保证编译，后续再指向底层的真实地址。
其作用发生在系统启动阶段，从flash加载到内存，整个文件内的接口相对地址不变，整体偏移。这样，软件还是可以计算获取动态映像文件的入口地址。加载到内存区域，需确保该区域不会被占用，否则内存覆盖肯定会导致异常。
底层启动后，只能查到动态加载文件的入口函数，但实际底层与上层交互的接口肯定不止一个，而且上层也必然会调用底层接口，这就需要在第一个明确地址的函数体内实现上下层地址映射。这里有2种方案，一种是函数指针赋值，一种是根据字符串查找。底层需要给上层调用的接口，底层映射接口函数指针表，按固定顺序赋值给上层函数指针；或者底层只提供上层一个函数，但是改函数体内查字符串获取函数指针。这样实现上层调用事先固定的底层接口。
上层给底层提供的接口，也是提前固定的函数指针，也用上面的方法对接。接口映射的核心是动态加载块有一个函数的地址是链接时指定的，在这个函数内实现上下层函数映射。除函数外，全局变量也是同样的使用指针传递。
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