OpenHarmony(鸿蒙南向开发)——轻量系统芯片内核移植

移植芯片架构

芯片架构的移植是内核移植的基础,在OpenHarmony中芯片架构移植是可选过程,如果当前OpenHarmony已经支持对应芯片架构则不需要移植操作,在"liteos_m/arch"目录下可看到当前已经支持的架构,如表1:

表1 OpenHarmony已支持的架构

系列 型号
arm arm9 cortex-m3 cortex-m4 cortex-m7 cortex-m33
csky v2
risc-v nuclei riscv32
xtensa lx6

如果当前OpenHarmony尚未支持对应芯片架构,则需要芯片厂商自行适配,arch/include目录包含了通用的芯片架构适配所需要实现的函数。部分芯片架构代码由汇编实现,而汇编代码会因编译器的不同而不同,因此在具体的芯片架构下,还包含使用不同编译器(iar、keil、gcc等)编译的架构代码。

bash 复制代码
kernel/liteos_m/arch          # 不同版本路径有差异
├── arm                       # arm系列
│   ├── arm9
│   ├── cortex-m3
│   ├── cortex-m33
│   │   ├── gcc               # 使用gcc编译器编译的架构代码
│   │   └── iar               # 使用iar编译器编译的架构代码
│   ├── cortex-m4
│   ├── cortex-m7
├── csky                      # csky系列
├── include                   # 包含通用的芯片架构所需要实现的函数
│   ├── los_arch.h            # 定义芯片架构初始化所需要的函数
│   ├── los_atomic.h          # 定义芯片架构所需要实现的原子操作函数
│   ├── los_context.h         # 定义芯片架构所需要实现的任务上下文相关函数
│   ├── los_interrupt.h       # 定义芯片架构所需要实现的中断和异常相关的函数
│   └── los_timer.h           # 定义芯片架构所需要实现的系统时钟相关的函数
├── risc-v                    # risc-v系列
│   ├── nuclei
│   └── riscv32
└── xtensa                    # xtensa系列
     └── lx6
bash 复制代码
kernel/liteos_m/arch          # 不同版本路径有差异
├── arm                       # arm系列
│   ├── arm9
│   ├── cortex-m3
│   ├── cortex-m33
│   │   ├── gcc               # 使用gcc编译器编译的架构代码
│   │   └── iar               # 使用iar编译器编译的架构代码
│   ├── cortex-m4
│   ├── cortex-m7
├── csky                      # csky系列
├── include                   # 包含通用的芯片架构所需要实现的函数
│   ├── los_arch.h            # 定义芯片架构初始化所需要的函数
│   ├── los_atomic.h          # 定义芯片架构所需要实现的原子操作函数
│   ├── los_context.h         # 定义芯片架构所需要实现的任务上下文相关函数
│   ├── los_interrupt.h       # 定义芯片架构所需要实现的中断和异常相关的函数
│   └── los_timer.h           # 定义芯片架构所需要实现的系统时钟相关的函数
├── risc-v                    # risc-v系列
│   ├── nuclei
│   └── riscv32
└── xtensa                    # xtensa系列
     └── lx6

移植芯片厂商SDK

编译框架搭建完成后,需要将芯片厂商的SDK加入OpenHarmony编译框架,从而可以编译出带SDK的烧录文件(此时编译出的是不带系统的裸机工程),以便OpenHarmony可以调用SDK中的接口。通过以下步骤将厂商SDK加入OpenHarmony编译框架中:

  1. 将芯片厂商sdk置于device目录下合适的位置,SDK的编译脚本/镜像打包脚本整合进编译框架中。 参考编译脚本:"device/MyDeviceCompany/MyBoard/BUILD.gn"
import("//build/lite/config/component/lite_component.gni") 复制代码
    executable("OHOS_Image.elf") {    # 生成可执行程序
      libs = [
        "xxx/xxx/libxxx.a",           # 链接厂商闭源静态库方法一
      ]
      asmflags = [                    # 汇编编译参数
        "",
      ]
      ldflags = [
        "-T./xxx/xxx/xxx.ld",         # 链接脚本文件
        "-Lxxx/xxx/",                 # 指定厂商静态库路径
        "-lxxx",                      # 链接厂商闭源静态库方法二
        "-Wl,--whole-archive",
        "-lmodule_xxx",
        "-Wl,--no-whole-archive",
      ]
      deps = [
        "//build/lite:ohos",          # 依赖OpenHarmony静态库编译完成,链接OpenHarmony编译出来的静态库
        ":sdk",                       # 依赖厂商源码静态库编译完成,链接厂商源码生成的静态库
      ]
    }

    copy("prebuilt") {                # 准备镜像生成工具等,一般把镜像生成工具拷贝到out目录
      sources = [ ]                   # 复制的源文件
      outputs = [ ]                   # 复制的目标文件
    }
    static_library("sdk") {
      sources = [ ]                   # 添加厂商源码编译成静态库
      include_dirs = [ ]              # 厂商源码包含头文件路径
    }
    build_ext_component("image") {    # 调用shell命令,生成可烧写镜像文件                             
      exec_path = rebase_path(root_out_dir)   #指定shell命令执行目录
      objcopy = "arm-none-eabi-objcopy"
      objdump = "arm-none-eabi-objdump"
      command = "$objcopy -O binary OHOS_Image.elf OHOS_Image.bin" 
      command += " && sh -c '$objdump -t OHOS_Image.elf | sort > OHOS_Image.sym.sorted'" 
      command += " && sh -c '$objdump -d OHOS_Image.elf > OHOS_Image.asm'"                  
      deps = [
        ":prebuilt",                  # 无需准备镜像生成工具等可以删除此依赖
        ":OHOS_Image.elf",            # 依赖elf文件的生成
      ]
    }
    group("MyBoard") {                # MyBoard与当前路径名称一致
    }

图1 目标的依赖执行顺序

  1. 自定义芯片厂"target_config.h"文件。 厂商应在"device/MyDeviceCompany/MyBoard"下合适位置创建内核配置文件"target_config.h",并根据芯片的硬件资源修改参数(具体参数介绍详见表2target_config.h文件主要配置项)。

参考文件路径:"device/hisilicon/hispark_pegasus/sdk_liteos/platform/os/Huawei_LiteOS/targets/hi3861v100/include/target_config.h"

说明:

  1. 若已有的配置项不能满足需求,可查看"kernel/liteos_m/kernel/include/los_config.h",其为liteos_m内核的全量配置文件。
  2. "target_config.h"文件中出现的配置将会覆盖"los_config.h"中的配置。

表2 target_config.h文件主要配置项

配置项 说明 参考值
OS_SYS_CLOCK 系统时钟。 40000000UL
LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND 操作系统节拍的时钟周期。 100UL
LOSCFG_BASE_CORE_TICK_HW_TIME 定时器裁剪的外部配置项。 YES
LOSCFG_PLATFORM_HWI 是否采用接管中断的方式。 YES
LOSCFG_BASE_CORE_TSK_LIMIT 支持的最大任务个数(除去空闲任务)。 32
LOSCFG_BASE_CORE_TSK_IDLE_STACK_SIZE 空闲任务的堆栈大小。 0x180UL
LOSCFG_BASE_CORE_TSK_DEFAULT_STACK_SIZE 指定默认的任务栈大小,任务栈的大小按 8 字节大小对齐。 0x1000UL
LOSCFG_BASE_CORE_TSK_MIN_STACK_SIZE 表示任务最小需要的堆栈大小。 ALIGN(0x180, 4)
LOSCFG_BASE_CORE_TIMESLICE_TIMEOUT 具有相同优先级任务的最长执行时间。 2
LOSCFG_BASE_IPC_SEM_LIMIT 最大支持信号量的个数。 100
LOSCFG_BASE_IPC_MUX_LIMIT 最大支持互斥量的个数。 64
LOSCFG_BASE_IPC_QUEUE_LIMIT 最大支持消息队列量的个数。 64
LOSCFG_BASE_CORE_SWTMR_LIMIT 支持的最大软件定时器数量,而不是可用的软件定时器数量。 80
LOSCFG_BASE_MEM_NODE_SIZE_CHECK 配置内存节点大小检查。 NO
LOSCFG_PLATFORM_EXC 异常模块配置项。 YES
LOSCFG_USE_SYSTEM_DEFINED_INTERRUPT 是否使用OS默认的中断。 NO
  1. 修改内核中断。 内核提供了两种中断修改方式:

  2. 使用厂商默认中断。

将"target_config.h"中的宏"LOSCFG_USE_SYSTEM_DEFINED_INTERRUPT"置为NO (0),但需要在xxx.s启动文件中作以下修改:

ini 复制代码
*   PendSV_Handler:厂商sdk自带中断入口函数,需要替换为OpenHarmony的接口HalPendSV;
*   SysTick_Handler:厂商sdk自带时钟中断入口函数,需要替换为OpenHarmony的接口OsTickHandler。
  1. 系统初始化时重定向中断。

    将"target_config.h"中的宏"LOSCFG_USE_SYSTEM_DEFINED_INTERRUPT"和"LOSCFG_PLATFORM_HWI"置为YES (1)。

说明: 重定向后的中断向量表g_hwiForm需要根据arch手册要求进行字节对齐,通常0x200字节对齐。

DD一下: 欢迎大家关注公众号<程序猿百晓生>,可以了解到以下内容:

erlang 复制代码
1.OpenHarmony开发基础
2.OpenHarmony北向开发环境搭建
3.鸿蒙南向开发环境的搭建
4.鸿蒙生态应用开发白皮书V2.0 & V3.0
5.鸿蒙开发面试真题(含参考答案) 
6.TypeScript入门学习手册
7.OpenHarmony 经典面试题(含参考答案)
8.OpenHarmony设备开发入门【最新版】
9.沉浸式剖析OpenHarmony源代码
10.系统定制指南
11.【OpenHarmony】Uboot 驱动加载流程
12.OpenHarmony构建系统--GN与子系统、部件、模块详解
13.ohos开机init启动流程
14.鸿蒙版性能优化指南
.......

添加内核子系统

添加完内核子系统后,可以编译出带有系统的工程。通过以下步骤添加内核子系统:

  1. 在"config.json"中添加内核子系统。 路径:"vendor/MyVendorCompany/MyProduct/config.json"

修改如下:

bash 复制代码
    {
      "subsystem": "kernel",          # 添加内核子系统
      "components": [
        { 
          "component": "liteos_m", "features":[""] 
        }
      ]
    },
  1. 开启/关闭内核特性。 轻量级系统的内核提供了一些特性,此步骤将指导如何查看、开启/关闭这些特性。

内核特性:liteos_m提供了包括文件系统、backtrace在内的一系列内核特性开关。

路径:"kernel/liteos_m/BUILD.gn"

ini 复制代码
    declare_args() {
      enable_ohos_kernel_liteos_m_cppsupport = true        # cpp支持
      enable_ohos_kernel_liteos_m_cpup = true              # CPU占用率支持
      enable_ohos_kernel_liteos_m_exchook = true           # 异常处理支持
      enable_ohos_kernel_liteos_m_kal = true               # kal接口支持
      enable_ohos_kernel_liteos_m_fs = true                # 文件系统支持
      enable_ohos_kernel_liteos_m_backtrace = true         # backtrace支持
    }
    group("kernel") {
    deps = [
        "components/bounds_checking_function:sec",
        "kernel:kernel",
        "utils:utils",
      ]
      if (enable_ohos_kernel_liteos_m_cppsupport == true) {
        deps += [ "components/cppsupport:cppsupport" ]     # 如果内核特性true,则会加入相应的代码进行编译
      }
      ......
      if (enable_ohos_kernel_liteos_m_kal == true) {
        deps += [ "kal:kal" ]
      }
    }

特性:可以选择cmsis接口或者posix接口支持。

路径:"kernel/liteos_m/kal/BUILD.gn"

ini 复制代码
    declare_args() {
      enable_ohos_kernel_liteos_m_cmsis = true  # cmsis支持
      enable_ohos_kernel_liteos_m_posix = true  # posix支持
    }
    static_library("kal") {
      sources = [ "kal.c" ]
      if (enable_ohos_kernel_liteos_m_cmsis == true) {
        deps += [ "cmsis/" ]                    # 如果cmsis enable,加入cmsis目录编译
      }
      if (enable_ohos_kernel_liteos_m_posix == true) {
        deps += [ "posix/" ]                    # 如果posix enable,加入posix目录编译
      }
    }

特性:可以选择fatfs支持。

路径:"kernel/liteos_m/components/fs/BUILD.gn"

ini 复制代码
    declare_args() {
      enable_ohos_kernel_liteos_m_fatfs = true   # fatfs支持
    }
    group("fs") {
      deps = []
      if (enable_ohos_kernel_liteos_m_fatfs == true) {
        deps += [ "fatfs:fatfs" ] 
      }
    }

说明: 内核特性开关可以在具体产品模组中配置。例如关闭fs和cppsupport特性 "vendor/MyVendorCompany/MyProduct/config.json"

json 复制代码
    "subsystem": "kernel",
    "components": [
    { 
     "component": "liteos_m", 
     "features":["enable_ohos_kernel_liteos_m_fs = false",
     "enable_ohos_kernel_liteos_m_cppsupport = false"] 
   }
 ]
 }
相关推荐
前端菜鸟日常13 小时前
鸿蒙版(ArkTs) 贪吃蛇,包含无敌模式 最高分 暂停和继续功能
华为·harmonyos
鸿蒙布道师18 小时前
鸿蒙NEXT开发数值工具类(TS)
android·ios·华为·harmonyos·arkts·鸿蒙系统·huawei
塞尔维亚大汉1 天前
鸿蒙南向开发 ——轻量系统芯片移植指南(二)
物联网·嵌入式·harmonyos
别说我什么都不会1 天前
OpenHarmony内核系统调用hats测试用例编写指南
物联网·嵌入式·harmonyos
90后的晨仔1 天前
鸿蒙ArkTS是如何实现并发的?
harmonyos
鸿蒙布道师1 天前
鸿蒙NEXT开发日期工具类(ArkTs)
android·ios·华为·harmonyos·arkts·鸿蒙系统·huawei
HMSCore1 天前
在应用内购票、寄件时,如何一键填充所需信息?
harmonyos
HarmonyOS_SDK1 天前
在应用内购票、寄件时,如何一键填充所需信息?
harmonyos
IceMan1 天前
进程间通信(一)管道通信
操作系统
罗念笙1 天前
说下你常用的Linux命令?
linux·操作系统