fwupd项目中的BOS DS20规范解析：实现设备自描述固件更新-优快云博客

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fwupd项目中的BOS DS20规范解析：实现设备自描述固件更新

在现代计算环境中，固件更新对于设备安全性和功能完善至关重要。fwupd作为一个开源的固件更新框架，为Linux系统提供了统一的固件更新解决方案。然而，在实际部署过程中，fwupd面临一个关键挑战：如何在不频繁更新fwupd软件包本身的情况下，支持新设备的固件更新功能。

传统上，fwupd通过设备ID（如USB的VID/PID）匹配对应的插件（plugin），这些匹配规则需要预先编码在fwupd软件包中。这种机制导致了一个严重问题：当新设备发布时，用户必须等待Linux发行版更新fwupd软件包才能获得固件更新支持，这个过程可能耗时数周甚至数年。

为了解决这一问题，fwupd项目引入了BOS DS20规范。这是一种创新的设备自描述机制，允许USB设备通过标准的USB描述符主动声明自己所需的fwupd插件和配置参数，从而摆脱对主机端预配置的依赖。

BOS（Binary Object Store）是USB 2.1及更高版本引入的一种描述符类型，用于提供设备的扩展能力信息。fwupd利用这一机制定义了一个特定类型的平台能力描述符：

描述符标识：使用类型为0x05的平台能力描述符，并指定一个专有的UUID（010aec63-f574-52cd-9dda-2852550d94f0），这个UUID是通过DNS命名空间对"fwupd"进行类型5 SHA-1哈希生成的。
版本控制：描述符中包含一个版本号字段（dwVersion），设备可以指定支持该描述符的最低fwupd版本（1.9.14及以上）。
数据获取：fwupd通过特定的USB控制请求（使用描述符中指定的bVendorCode）获取设备的配置信息。

BOS DS20描述符采用二进制格式，典型结构如下（十六进制表示）：

1C 10 05 00 63 ec 0a 01 74 f5 cd 52 9d da 28 52 55 0d 94 f0 0e 09 01 00 20 00 2a 00

各字段含义：

设备在响应控制请求时，应返回UTF-8编码的键值对数据，格式类似于INI文件。例如：

Plugin=dfu
Icon=computer

这些数据将作为设备的"quirk"配置，指导fwupd如何与该设备交互。

开发者可以通过创建XML配置文件来生成BOS DS20描述符：

<firmware gtype="FuUsbDeviceFwDs20">
  <idx>42</idx>   <!-- 控制请求代码 -->
  <size>32</size> <!-- 返回数据最大长度 -->
</firmware>

然后使用fwupdtool工具生成二进制描述符：

fwupdtool firmware-build fw-ds20.builder.xml fw-ds20.bin

quirk配置文件示例：

[USB\VID_273F&PID_1004]
Plugin = dfu
Icon = computer

使用提供的Python脚本生成二进制响应数据：

contrib/generate-ds20.py fw-ds20.quirk --bufsz 32

BOS DS20规范为固件更新生态系统带来了显著改进：

这种机制特别适合以下场景：

fwupd原本支持通过USB类代码匹配设备，例如：

[USB\CLASS_FE&SUBCLASS_01]
Plugin = dfu

这种方式虽然简单，但缺乏灵活性，无法表达复杂的设备特性。

Windows平台有类似的机制：

BOS DS20规范借鉴了这些思路，但专门为fwupd生态系统优化，提供了更好的灵活性和兼容性。

fwupd的BOS DS20规范代表了固件更新技术的重要进步，它通过设备自描述机制解决了传统方案中的部署延迟问题。这种设计不仅提高了系统的灵活性，也为设备制造商提供了更大的控制权，同时保持了与现有生态系统的兼容性。随着更多设备采用这一标准，Linux平台的固件更新体验将变得更加无缝和可靠。

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考