如何使用HTTPS协议下载OTA升级包实现设备升级

背景信息

OTA升级功能的更多信息，请参见OTA升级概述。
OTA升级功能基于MQTT接入，开发过程中涉及MQTT接入的代码说明，请参见MQTT接入。

步骤一：初始化OTA功能

添加头文件。

……
……
#include "aiot_ota_api.h"
……

配置底层依赖和日志输出。

    aiot_sysdep_set_portfile(&g_aiot_sysdep_portfile);
    aiot_state_set_logcb(demo_state_logcb);

调用aiot_ota_init，创建OTA客户端实例，并初始化默认参数。

    ota_handle = aiot_ota_init();
    if (NULL == ota_handle) {
        printf("aiot_ota_init failed\r\n");
        aiot_mqtt_deinit(&mqtt_handle);
        return -2;
    }

步骤二：配置OTA功能

调用aiot_ota_setopt，配置以下功能。

关联MQTT连接的句柄。

重要在配置OTA参数前，请确保已配置设备认证信息等相关参数。具体操作，请参见MQTT配置连接参数。

示例代码：

    aiot_ota_setopt(ota_handle, AIOT_OTAOPT_MQTT_HANDLE, mqtt_handle);

配置项	示例	说明
AIOT_OTAOPT_MQTT_HANDLE	mqtt_handle	OTA功能的请求基于MQTT连接，通过该配置项，关联MQTT连接句柄。

配置项	示例	说明
AIOT_OTAOPT_MQTT_HANDLER	demo_ota_recv_handler	当设备收到来自物联网平台的OTA升级指令，调用该回调函数。

步骤三：上报设备当前版本号

设备建立MQTT连接后，调用aiot_ota_report_version，上报当前设备的版本号。物联网平台根据版本号，判断是否需要升级。

以下示例代码中，OTA升级前设备上报的版本号为1.0.0，在实际业务中，您需从设备的配置区获取实际的版本号，并执行编写代码。

重要

设备进行OTA升级前，需至少上报一次版本号。

    cur_version = "1.0.0";
    res = aiot_ota_report_version(ota_handle, cur_version);
    if (res < STATE_SUCCESS) {
        printf("aiot_ota_report_version failed: -0x%04X\r\n", -res);
    }

步骤四：接收升级指令

在物联网平台添加升级包，并发起升级任务后，物联网平台向设备端下发升级指令。
具体操作，请参见添加升级包。
设备端调用aiot_mqtt_recv接收消息，当消息被识别为OTA升级指令后，调用回调函数demo_ota_recv_handler。
编写回调函数的处理逻辑。
您可以参考以下内容，编写回调函数的处理逻辑：
- 物联网平台通过Topic /ota/device/upgrade/${ProductKey}/${DeviceName}，向设备下发OTA升级包指令。
  ${ProductKey}和${DeviceName}的详细说明，请参见获取设备认证信息。
- OTA升级指令的类型为AIOT_OTARECV_FOTA。
```
void demo_ota_recv_handler(void *ota_handle, aiot_ota_recv_t *ota_msg, void *userdata)
{
    switch (ota_msg->type) {
        case AIOT_OTARECV_FOTA: {
            uint32_t res = 0;
            uint16_t port = 443;
            uint32_t max_buffer_len = (8 * 1024);
            aiot_sysdep_network_cred_t cred;
            void *dl_handle = NULL;
            void *last_percent = NULL;

            if (NULL == ota_msg->task_desc) {
                break;
            }
     ……
     ……

}
```
- OTA升级指令消息的Alink数据格式说明，请参见物联网平台推送OTA升级包信息。
- OTA升级指令消息的数据结构类型为aiot_ota_recv_t，Link SDK自动解析收到的升级指令消息。
- 您可以参考示例代码，编写回调函数的处理逻辑，请参见步骤五：下载升级包，进行OTA升级。

步骤五：下载升级包，进行OTA升级

重要设备端收到物联网平台推送的升级包消息后，不会自动下载升级包，您需要调用Link SDK提供的API启动下载。

触发函数demo_ota_recv_handler后，基于HTTPS协议，下载器发起下载请求，然后接收升级包，实现OTA升级。

初始化下载器。

调用aiot_download_init，创建download客户端实例，并初始化默认参数。

            dl_handle = aiot_download_init();
            if (NULL == dl_handle) {
                break;
            }
            printf("OTA target firmware version: %s, size: %u Bytes \r\n", ota_msg->task_desc->version,
                   ota_msg->task_desc->size_total);

            if (NULL != ota_msg->task_desc->extra_data) {
                printf("extra data: %s\r\n", ota_msg->task_desc->extra_data);
            }

            memset(&cred, 0, sizeof(aiot_sysdep_network_cred_t));
            cred.option = AIOT_SYSDEP_NETWORK_CRED_SVRCERT_CA;
            cred.max_tls_fragment = 16384;
            cred.x509_server_cert = ali_ca_cert;
            cred.x509_server_cert_len = strlen(ali_ca_cert);

配置下载参数。

调用aiot_download_setopt，配置下载任务的相关参数。

            /* 设置下载时为TLS下载 */
            aiot_download_setopt(dl_handle, AIOT_DLOPT_NETWORK_CRED, (void *)(&cred));
            /* 设置下载时访问的服务器端口号 */
            aiot_download_setopt(dl_handle, AIOT_DLOPT_NETWORK_PORT, (void *)(&port));
            /* 设置下载的任务信息, 通过输入参数 ota_msg 中的 task_desc 成员得到, 内含下载地址, 固件大小, 固件签名等 */
            aiot_download_setopt(dl_handle, AIOT_DLOPT_TASK_DESC, (void *)(ota_msg->task_desc));
            /* 设置下载内容到达时, SDK将调用的回调函数 */
            aiot_download_setopt(dl_handle, AIOT_DLOPT_RECV_HANDLER, (void *)(demo_download_recv_handler));
            /* 设置单次下载最大的缓存长度, 每当这个长度的内存读满了后会通知用户 */
            aiot_download_setopt(dl_handle, AIOT_DLOPT_BODY_BUFFER_MAX_LEN, (void *)(&max_buffer_len));
            /* 设置 AIOT_DLOPT_RECV_HANDLER 的不同次调用之间共享的数据, 比如例程把进度存在这里 */
            last_percent = malloc(sizeof(uint32_t));
            if (NULL == last_percent) {
                aiot_download_deinit(&dl_handle);
                break;
            }
            memset(last_percent, 0, sizeof(uint32_t));
            aiot_download_setopt(dl_handle, AIOT_DLOPT_USERDATA, (void *)last_percent);

发起下载请求。

启动下载线程demo_ota_download_thread。

            res = pthread_create(&g_download_thread, NULL, demo_ota_download_thread, dl_handle);
            if (res != 0) {
                printf("pthread_create demo_ota_download_thread failed: %d\r\n", res);
                aiot_download_deinit(&dl_handle);
                free(last_percent);
            } else {
                /* 将下载线程设置为detach类型, 固件内容获取完毕后可自主退出 */
                pthread_detach(g_download_thread);
            }

通过下载线程demo_ota_download_thread，调用aiot_download_send_request，向指定的升级包存储服务器，发起HTTPS协议的GET请求，请求下载升级包。

示例代码：

void *demo_ota_download_thread(void *dl_handle)
{
    int32_t     ret = 0;

    printf("starting download thread in 2 seconds ......\n");
    sleep(2);

    /* 向升级包存储服务器请求下载。 */
    /*
     * TODO: 以下示例代码，以1个请求获取升级包全部内容。
     *       设备资源比较少, 或者网络较差时, 也可以分段下载, 需要组合
     *
     *       aiot_download_setopt(dl_handle, AIOT_DLOPT_RANGE_START, ...);
     *       aiot_download_setopt(dl_handle, AIOT_DLOPT_RANGE_END, ...);
     *       aiot_download_send_request(dl_handle);
     *
     *       在该情况下, 需要把以上组合语句放置到循环中, 多次 send_request 和 recv
     *
     */

     ……
     ……

}

相关参数：
通过AIOT_DLOPT_RANGE_START和AIOT_DLOPT_RANGE_END，可以分段下载升级包。
例如，一个1024字节的升级包分两次下载，两次的参数可分别设置为：
- 第一次：AIOT_DLOPT_RANGE_START=0，AIOT_DLOPT_RANGE_END=511
- 第二次：AIOT_DLOPT_RANGE_START=512，AIOT_DLOPT_RANGE_END=1023

接收升级包。

下载请求发送后，通过下载线程demo_ota_download_thread，调用aiot_download_recv，接收升级包消息。接收的应答消息触发回调函数demo_download_recv_handler，您需将下载的升级包保存至设备的本地存储或文件系统。

void *demo_ota_download_thread(void *dl_handle)
{
     ……
     ……

     while (1) {
        /* 从网络收取服务器回应的升级包内容 */
        ret = aiot_download_recv(dl_handle);

        /* 升级包全部下载完时, aiot_download_recv() 的返回值会等于 STATE_DOWNLOAD_FINISHED, 否则是当次获取的字节数。 */
        if (STATE_DOWNLOAD_FINISHED == ret) {
            printf("download completed\n");
            break;
        }
    }
     ……
     ……
}

定义回调函数demo_download_recv_handler，编写升级包下载后的存放和升级逻辑。

说明示例代码仅做打印处理，未配置升级包的存储和烧录逻辑，您需根据环境自行保存升级包，最后运行升级包，完成OTA升级。

void demo_download_recv_handler(void *handle, const aiot_download_recv_t *packet, void *userdata)
{
    uint32_t data_buffer_len = 0;
    uint32_t last_percent = 0;
    int32_t  percent = 0;

    /* 目前只支持 packet->type 为 AIOT_DLRECV_HTTPBODY 的情况 */
    if (!packet || AIOT_DLRECV_HTTPBODY != packet->type) {
        return;
    }
    percent = packet->data.percent;

    /* userdata可以存放 demo_download_recv_handler() 的不同次进入之间, 需要共享的数据 */
    /* 这里用来存放上一次进入本回调函数时, 下载的固件进度百分比 */
    if (userdata) {
        last_percent = *((uint32_t *)(userdata));
    }

    data_buffer_len = packet->data.len;

    /* 如果percent为负数, 说明发生了收包异常或者digest校验错误 */
    if (percent < 0) {
        printf("exception: percent = %d\r\n", percent);
        if (userdata) {
            free(userdata);
        }
        return;
    }
     ……
     ……

}

上报下载进度。

通过定义回调函数demo_download_recv_handler，调用aiot_download_report_progress，向物联网平台上报下载进度，以及升级过程中发生的异常（例如：烧录失败、网络断开等）。

查看上报进度：
会直接显示在物联网平台控制台。更多信息，请参见查看升级情况。
正常和异常下载时上报进度：
- 如果下载正常，则以整数的形式，向物联网平台上报下载情况。Link SDK会自动计算出percent参数值，并在回调中，将其返回至物联网平台。
- 如果下载异常，或下载之后固件的烧录异常，则将异常发送至物联网平台。设备和物联网平台的协议错误码，请参见aiot_ota_protocol_errcode_t 。

void demo_download_recv_handler(void *handle, const aiot_download_recv_t *packet, void *userdata)
{
     ……
     ……
    /*
     * TODO: 下载一段升级包成功后, 用户应该将
     *       起始地址为packet->data.buffer, 长度为packet->data.len的内存，保存至设备本地存储位置或文件系统。
     *
     *       如果烧写失败, 还应该调用aiot_download_report_progress(handle, -4)，将失败信息上报至物联网平台。
     */
    /* 当percent入参的值为100时, 说明升级包已全部下载成功。 */
    if (percent == 100) {
        /*
         * TODO: 此时, 应该完成所有的固件烧录, 保存当前工作, 重启设备, 切换到新的固件上启动。
                 并且, 新的固件必须要以

                 aiot_ota_report_version(ota_handle, new_version);

                 将升级后的新版本号(比如从1.0.0升到1.1.0, 则new_version的值为1.1.0)上报给物联网平台。
                 物联网平台收到了新的版本号上报后, 才会判定升级成功, 否则会认定升级失败。
         */
    }

    /* 简化输出, 只有距离上次的下载进度增加5%以上时, 才会打印进度, 并把进度上报给云端 */
    if (percent - last_percent >= 5 || percent == 100) {
        printf("download %03d%% done, +%d bytes\n", percent, data_buffer_len);
        aiot_download_report_progress(handle, percent);
        if (userdata) {
            *((uint32_t *)(userdata)) = percent;
        }
    }
}

退出下载器。
升级包内容下载完成后，调用aiot_download_deinit，销毁download会话，下载线程自行退出。
```
    aiot_download_deinit(&dl_handle);
    printf("download thread exit\n");
```

步骤六：上报升级后版本号

具体操作，请参见步骤三：上报设备当前版本号。

说明

设备完成OTA升级后，需上报最新版本号，否则物联网平台视该OTA升级任务为失败。
如果设备升级后需重启，则设备重启后需上报最新的版本号。
示例代码中不包含升级完成后重新上报版本号的过程，您需自行实现。

步骤七：断开连接

说明

MQTT接入常应用于长连接的设备，程序通常不会运行至此。

例程的主线程任务为配置参数并成功建立连接。连接建立后，主线程可进入休眠。

调用aiot_mqtt_disconnect，向物联网平台发送断开连接的报文，然后断开网络连接。

    res = aiot_mqtt_disconnect(mqtt_handle);
    if (res < STATE_SUCCESS) {
        aiot_mqtt_deinit(&mqtt_handle);
        printf("aiot_mqtt_disconnect failed: -0x%04X\n", -res);
        return -1;
    }

步骤八：退出OTA程序

调用aiot_ota_deinit，销毁OTA客户端实例，释放资源。

    aiot_ota_deinit(&ota_handle);

后续步骤

例程文件配置完成后，需进行编译，生成可执行文件./output/fota-posix-demo。

更多信息，请参见编译与运行。
关于运行结果的详细说明，请参见运行日志。