OpenHarmony轻量系统移植示例 _系统

幽映每白日，清辉照衣裳。这篇文章主要讲述OpenHarmony轻量系统移植示例相关的知识，希望能为你提供帮助。
1.1移植类型OpenHarmony轻量系统的移植比较简单，代码中解耦做得非常好。从代码的设计理念上来看，移植主要是3部分的内容：
（1）ARCH部分的代码
（2）SoC部分的代码
（3）board级的代码
从上至下我们可以用一张图来做对比：

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ARCH也就是架构，例如ARM架构、RISC-V架构等
SoC是具体芯片，例如STM32、海思等，一个架构可以有多个芯片。
Board是具体开发板，例如3861有润和的开发板、也有小熊派的开发板。
通常来说，相关架构的不同SoC，应该是共用一套ARCH代码，不需要为每个SoC都重新写一遍ARCH代码，可以增加代码的复用。
相关SoC的不通过board开发板，也应该共用一套SoC代码即可，板卡之间的代码差异应该放到board中。
基于如上设计，我们移植的类型可以分为3部分：
（1）ARCH移植：全新的架构级别的移植
（2）SoC移植：已支持的架构做SoC级别的移植
（3）board级别的移植：只针对开发板做少量移植。
移植的难度也是ARCH最难，SoC较难、board较简单。
1.2 相关代码我们看下OpenHarmony轻量系统之3部分的代码分别在哪里：
（1）ARCH相关代码
ARCH相关的代码存放在kernel\\liteos_m\\arch文件夹中

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可以看到目前已支持的架构有ARM（M3、M4、M33、M7、ARM9）、csky、risc-v、xtensa。
（2）SoC相关代码
SoC相关的代码位于：device\\soc

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（3）board相关代码
board相关的代码位于：device/board

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（4）vendor相关代码
除了以上3部分的代码之外，还有厂商配置相关代码，这一部分主要是用于编译系统、HDF配置等，路径为： vendor
内容如下：

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1.3移植思路建议是先从最简单的开始，路线如下：
vendor —— board —— soc —— ARCH
下一篇文章，将开始讲解如何创建一个自己的vendor厂商配置和编译流程。
一开始会基于GD32单片机
1.4 代码仓库代码仓库如下：

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其中，01_vendor_soc_board 是初步移植的示例，编译不通过
02_vendor_soc_board是已经可以编译通过并且烧录到GD32F303上可以正常跑的。
1.5 使用说明（1）代码下载
开发者可以直接先下载最新的openharmony代码，参考文章：
https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/device-dev/quick-start/quickstart-lite-sourcecode-acquire.md
然后下载本仓库的代码，将对应的代码拷贝到device/board 、device/soc、vendor中

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（2）交叉编译器下载：
我们使用的编译器是arm-none-eabi-gcc，下载地址：
git clone https://gitee.com/harylee/gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major.git
将交叉编译器环境变量bin目录配置到.bashrc文件中。
执行arm-none-eabi-gcc -v，有如下打印则表示交叉编译器配置正确。

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（3）编译
执行hb set，选择gd32f303_lianzhian

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然后执行hb build -f，如下提示，则表示编译成功

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2.1 hb编译原理当我们输入hb set命令后，会提示我们选择要编译构建的工程。

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那么，hb 怎么知道有哪些工程可以编译呢？
事实上这些工程都是在vendor文件夹中的，为了验证，我们可以在vendor中创建一个空的文件夹：gd，然后gd文件夹下面又创建了gd32f303_lianzhian文件夹。
但是这里还不够，一个标准简单的vendor文件夹结构如下：

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其中debug.config内容为空即可，因为它的内容是自动生成的，后面我们配置的内核的时候需要用到。
这几个文件我们可以直接复制3861的过来，然后删去我们不需要的子系统，我们只需要保留如下即可：
config.json文件：

"product_name": "gd32f303_lianzhian", "type": "mini", "version": "3.0", "device_company": "lianzhian", "board": "gd32f303_lianzhian", "kernel_type": "liteos_m", "kernel_version": "", "subsystems": ["subsystem": "kernel", "components": [ "component": "liteos_m", "features":[ ]]], "third_party_dir": "", "product_adapter_dir": ""

BUILD.gn文件

group("gd32f303_lianzhian")

此时，我们再去执行hb set，就可以看到我们自己创建的工程了：gd32f303_lianzhian

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2.2 设计思想最新的master分支的代码设计采用Board和SoC解耦的设计思路，具体可以看这个文章：https://gitee.com/openharmony-sig/sig-content/blob/master/devboard/docs/board-soc-arch-design.md
按照硬件进行层次划分为芯片架构层、片上系统层和单板层。从下向上依次进行包含关系，例如：
（1）架构
ARMv7E-M架构具有ARM Cortex-M4, ARM Cortex-M7等CPU实现
（2）芯片系列
ARM Cortex-M4 CPU对应的SoC Family有STMicro STM32、NXP i.MX等，反过来，如图SoC Family 2跨越CPU1和CPU2，意味着一个SoC Family可以包含多个CPU实现，
例如STMicro STM32可以包含Cortex-M0、Cortex-M4等CPU，又例如复杂的STM32MP157 SoC包含两个Cortex-A7 CPU核与一个Cortex-M4 CPU核，对于异构多核SoC，需要通过OpenAMP来进行分解成多个同构多核的部分。
（3）芯片与开发板对应关系
STM32 SoC Family有STM32F4、STM32G4等SoC Series。
STM32F4 SoC Series 有 STM32F401、STM32F429等SoC。
STM32F429 SoC 有野火STM32F429挑战者开发板、正点原子stm32f429阿波罗开发板等。如图Board 5上面还有一个shields，意味着一个Board可以通过增加扩展板的形式来提供更强的功能。例如，单板可以利用串口通信外接Hi3861模组，以提供WLAN能力。

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基于硬件结构划分层次图，OpenHarmony顶层目录结构设计如下，

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2.3 board配置 1 创建 board文件夹
当我们输入hb set命令后，
我们选择 gd32f303_lianzhian 可以看到会提示报错：
我们需要创建该文件夹：device/board/lianzhian
为啥是lianzhian ？？？？
因为我们在vendor中的config.json中指定了device_company 设备厂家是lianzhian，大家可以回头看看
标准的board文件夹目录结构如下：

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2 Kconfig配置文件
我们可以在kernel/liteos_m内核目录下执行make menuconfig进行图形化配置，Makefile文件会遍历board下的所有Kconfig文件，所以我们需要添加对应的Kconfig文件。
这里内核是分层设计的，即厂商配置和具体开发板分开，一个厂商下面可以有多个开发板。
例如我们现在移植的设备厂商是是lianzhian，那么lianzhian是厂商文件夹，lianzhian下面有Kconfig，主要是厂商级别的配置。
然后lianzhian下面可以有多个开发板，我们这里只写了gd32f303_lianzhian开发板。同样gd32f303_lianzhian文件夹下面也有Kconfig配置文件。
3 厂商Kconfig配置文件
我们先看下lianzhian厂商的Kconfig文件
（1）Kconfig.liteos_m.boards 文件内容：

orsource "*/Kconfig.liteos_m.board"

可以看到很简单，事实上它就是简单的把当前目录下的所有文件夹下的Kconfig.liteos_m.board文件都导入进来。
（2）Kconfig.liteos_m.defconfig.boards文件

orsource "*/Kconfig.liteos_m.defconfig.board"

同样把当前目录下的所有文件夹下的Kconfig.liteos_m.defconfig.board文件都导入进来。
（3）Kconfig.liteos_m.shields 文件
这里我们暂时不需要，可以内容为空
4 具体开发板的Kconfig配置文件
我们先看下gd32f303_lianzhian厂商的Kconfig文件
（1）Kconfig.liteos_m.board文件：
需要配置选择该单板的选项，以及它依赖的SoC

config BOARD_GD32F303_LIANZHIAN bool "select board gd32f303 lianzhian" depends on SOC_GD32F303 #只有当我们芯片型号选择为GD32F303时才可见

这里是增加一个配置选项，即后面我们可以在make menuconfig中看到" select board gd32f303 lianzhian" 配置项。

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（2）Kconfig.liteos_m.defconfig.board 文件
需要配置选择该单板后，默认定义 BOARD 的名字，该文件我们可以留空，也可以如下配置：

if BOARD_GD32F303_LIANZHIAN config BOARD string default "gd32f303_lianzhian"endif #BOARD_GD32F303_LIANZHIAN

（3）gd32f303_lianzhian_defconfig 文件
内容为：

LOSCFG_BOARD_GD32F303_LIANZHIAN=y LOSCFG_SOC_SERIES_GD32F303=y LOSCFG_SOC_GD32F303ZET6=y

这里表示我们选中的板卡、SOC、SOC具体子型号系列等。
5 config.gni配置文件
liteos_m文件夹下的config.gni文件是用来进行内核配置的

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该文件内容如下：

# Copyright (C) 2020 Hisilicon (Shanghai) Technologies Co., Ltd. All rights reserved.# 选择内核类型, e.g. "linux", "liteos_a", "liteos_m". kernel_type = "liteos_m"# 内核版本，留空即可. kernel_version = ""# 芯片架构, e.g. "cortex-a7", "riscv32". board_cpu = "cortex-m4"# 这里一般不用谢, e.g."armv7-a", "rv32imac". board_arch = ""# Toolchain name used for system compiling. # E.g. gcc-arm-none-eabi, arm-linux-harmonyeabi-gcc, ohos-clang,riscv32-unknown-elf. # Note: The default toolchain is "ohos-clang". Its not mandatory if you use the default toolchain. # 交叉编译器名称 board_toolchain = "arm-none-eabi-gcc"# The toolchain path installed, its not mandatory if you have added toolchain path to your ~/.bashrc. # 这里一般可以不写 board_toolchain_path = ""# 交叉编译器Compiler prefix. board_toolchain_prefix = "arm-none-eabi-"# 编译器类型 Compiler type, "gcc" or "clang". board_toolchain_type = "gcc"# 编译选项Board related common compile flags. board_cflags = [ "-mcpu=cortex-m4", "-mfpu=fpv4-sp-d16", "-mfloat-abi=hard", "-mthumb", "-Og", # "-g", #"-Wall", "-fdata-sections", "-ffunction-sections", # 注意，这里我们需要定义GD32F30X_HD宏 "-DGD32F30X_HD", # 我们需要浮点数计算 "-D__FPU_PRESENT", ] board_cxx_flags = board_cflags board_ld_flags = []# 头文件路径，一般需要soc相关 Board related headfiles search path. board_include_dirs = [ "$ohos_root_pathdevice/soc/gd32/gd32f303/liteos_m", "$ohos_root_pathdevice/soc/gd32/CMSIS", "$ohos_root_pathdevice/soc/gd32/CMSIS/GD/GD32F30x/Include", "$ohos_root_pathdevice/soc/gd32/gd32f303/GD32F3XX_Driver/Inc", "$ohos_root_pathdevice/soc/gd32/gd32f303", "$ohos_root_pathutils/native/lite/include", "$ohos_root_pathkernel/liteos_m/components/cpup", "$ohos_root_pathkernel/liteos_m/components/exchook",]# 开发板用到哪个soc Board adapter dir for OHOS components. board_adapter_dir = "$ohos_root_pathdevice/soc/gd32"# Sysroot path. board_configed_sysroot = ""# Board storage type, it used for file system generation. storage_type = ""

2.4 SOC配置 1 创建 SOC文件夹
我们进入到device/soc文件夹，创建 gd32文件夹，gd32文件夹内容如下：

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其中GD32官方标准库文件和CMSIS都可以在GD官网下载到，而且不需要我们修改编写，故而本节不会讲其中的内容，重点放在Kconfig配置文件中。
同样，soc也是分为芯片厂家的Kconfig 和具体芯片信号的Kconfig，gd32是芯片厂家，gd32f303只是其中的一款型号而已。
2 gd32芯片厂家Kconfig配置文件
（1）先看Kconfig.liteos_m.soc文件

config SOC_COMPANY_GD32 boolif SOC_COMPANY_GD32 config SOC_COMPANY default "gd32"rsource "*/Kconfig.liteos_m.soc" endif # SOC_COMPANY_GD32

这里很简单，就是配置我们的芯片厂商默认为 gd32
之后导入所有文件夹的 Kconfig.liteos_m.soc 配置文件
（2）Kconfig.liteos_m.series文件
这个文件就比较简单了，导入所有文件夹的 Kconfig.liteos_m.series 配置文件

rsource "*/Kconfig.liteos_m.series"

（3）Kconfig.liteos_m.defconfig
同样，导入所有文件夹的Kconfig.liteos_m.defconfig

rsource "*/Kconfig.liteos_m.defconfig.series"

3 gd32F303芯片的Kconfig配置文件
我们来看看具体的芯片型号gd32f303的配置文件吧
（1）Kconfig.liteos_m.series文件
需要配置芯片系列，以及它的芯片架构等信息
内容：

config SOC_SERIES_GD32F303 bool "GD32F303 chip" select ARM select SOC_COMPANY_GD32 select CPU_CORTEX_M4 help Enable support for GD32F303

这个是芯片系列的选择，我们的芯片系列是GD32F303，架构是ARM、CORTEX_M4 芯片厂家是 SOC_COMPANY_GD32，这个在上一级gd32的Kconfig配置文件中有定义。
（2）Kconfig.liteos_m.soc文件
需要配置芯片系列有多少个型号的芯片。
内容：

choice prompt "GD32F303 series SoC" depends on SOC_SERIES_GD32F303#只有选择了芯片系列SOC_SERIES_GD32F303后才会出现如下选项config SOC_GD32F303ZET6#增加一个SOC_GD32F303ZET6选项，我们现在只有GD32F303ZET6，后面可以还有GD32F303RCT6等。 bool "SoC GD32F303ZET6"endchoice

（3）Kconfig.liteos_m.defconfig.series 文件
选择芯片系列后默认的配置
内容：

if SOC_SERIES_GD32F303rsource "Kconfig.liteos_m.defconfig.gd32f303"config SOC_SERIES string default "gd32f303"config NUM_IRQS#中断数量，跟具体芯片相关 int default 90config SYS_CLOCK_HW_CYCLES_PER_SEC#时钟周期，GD32F303是120MHz int default 120000000endif

（4）Kconfig.liteos_m.defconfig.gd32f303 文件
Gd32f303的配置，内容比较简单：

config SOC string default "gd32f303zet6" depends on SOC_GD32F303ZET6

默认是gd32f303zet6
至此我们的soc的kconfig配置基本完成
4 内核配置头文件
还有一个比较重要的内核配置头文件，target_config.h。这个大家可以直接复制我的就行，主要是内核功能配置相关。

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其中有一个比较重要的配置项：

/** * @ingroup los_config * Memory size */ #define LOSCFG_SYS_HEAP_SIZE(60*1024)

这个是配置内核的堆栈大小，这里可以根据自己芯片的内存大小来定，GD32F303内存是64KB，这里我用60k即可。
2.5 make menuconfig配置完成上面移植内容后，接下来，我们就可以进行menuconfig配置了。
注意，这里我们需要先执行一次hb set选择我们的开发板gd32f303_lianzhian。
我们进入 kernel/liteos_m 文件夹
执行 make menuconfig

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进入Platform，我们选择gd32f303芯片、gd32f303_lianzhian开发板，如下：

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退出保存。
结果将自动保存在$(PRODUCT_PATH)/kernel_configs/debug.config
2.6 gn编译在上一步Kconfig的图形化配置后，将其生成的配置结果可以作为gn编译的输入，以控制不同模块是否编译。另外为了解决之前gn编写时，随意include的问题，内核编译做了模块化编译的设计，使得整个编译逻辑更加清晰。
我们需要编写device/board/lianzhian 和 device/soc/gd32两个文件夹下的BUILD.gn。
这几个BUILD.gn文件比较简单，都是模块化编译，大家可以直接参考我的。
2.7 编译器安装我们使用的编译器是arm-none-eabi-gcc，下载地址：
git clone https://gitee.com/harylee/gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major.git
将交叉编译器环境变量bin目录配置到.bashrc文件中。
2.8 开始编译配置完BUILD.gn后，我们就可以开始执行hb build -f编译了。
可以看到已经能编译过一大半了：

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我们今天的目标就是要能让编译系统能开始编译我们的开发板
一步一脚印，接下来我们将继续开始移植，接下来将配置libc库、系统启动、main函数、链接脚本，直到编译通过并且在开发板中成功运行~
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51CTO和华为官方合作共建的鸿蒙技术社区
https://ost.51cto.com/#bkwz
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【OpenHarmony轻量系统移植示例】