OpenHarmony（鸿蒙南向开辟）——标准系统移植指南（二）Linux内核 ...

移植概述

本文面向希望将OpenHarmony移植到三方芯片平台硬件的开辟者，先容一种借助三方芯片平台自带Linux内核的现有能力，快速移植OpenHarmony到三方芯片平台的方法。
移植到三方芯片平台的整体思绪

内核态层和用户态层

为了更好的表明整个内核移植，起首必要先容一些概念：
我们可以把OpenHarmony简单的分为
OpenHarmony = OpenHarmony内核态层 + OpenHarmony用户态层

其中OpenHarmony内核层就是上图的紫色部分，可以看到，它主要由内核本身（如Linux Kernel，LiteOS），和一些运行在内核态的一些特性组成，好比HDF等。
而OpenHarmony用户态层，在上图，就是紫色之外的部分。可以看到，由下往上看，它主要由系统服务层，框架层，应用层组成。在这儿我们将这三层整体称为“OpenHarmony用户态层”。
为什么这么区分呢？因为我们这篇文章主要是要讨论如何快速的把OpenHarmony移植到三方芯片平台上。而OpenHarmony的用户态层，整体来说和三方芯片平台的耦合度不高，移植较为方便。而内核态层中的内核本身以及HDF驱动框架等，和三方芯片平台的耦合度较高，是移植的重难点。我们先做这个区分，就是为了先把聚光灯打到我们最必要关注的OpenHarmony内核态层上，开始分析息争题。另外说明，本文只包罗Linux内核的快速移植，不包罗LiteOS的移植。
得到内核态层的两种方法

为了表述方便，我们在下文部分地方用“OH”取代“OpenHarmony”。
将OH内核态层继续分解
OH内核态层 = OH Linux内核 + OH内核态特性（可选特性或者必选特性，如必选特性HDF，今后的可选特性HMDFS等）
而OH Linux内核 = 标准LTS Linux 内核 + 三方SoC芯片平台代码 + OH内核态底子代码（支撑OH用户态层运行的最底子代码）
因此OH内核态层 = 标准LTS Linux 内核 + 三方SoC芯片平台代码 + OH内核态底子代码 + OH内核态特性（如HDF）

而将前两项组合，标准LTS Linux 内核 + 三方SoC芯片平台代码，其实就是一个三方Linux内核的底子组成。从上面的推导可以看出，OpenHarmony 内核态层其实能够由两种方法得到：
方法一：OH 内核态层 = 三方Linux内核 + OH内核态底子代码 + OH内核态特性（如HDF，今后的HMDFS等）
也就是直接借助三方Linux内核，再加上底子OH内核态底子代码、以及HDF等OH内核态特性。
方法二：OH 内核态层 = OH Linux内核 + OH内核态特性（如HDF，今后的HMDFS等）
也就是直接采取OHLinux内核，然后再加入OH的其他内核态特性。
当前方法二中OHLinux内核支持的三方芯片平台还不够丰富。为了能够相应三方开辟者快速移植OpenHarmony的要求，下文会着重先容方法一，即借助三方已有的Linux内核，来快速移植OpenHarmony。
借助已有Linux内核来移植OpenHarmony的流程

整个移植流程可以分为三步：

• 预备整体构建环境，包括将三方芯片平台的现有内核代码拷贝到OpenHarmony的整体编译环境下。
  
• OpenHarmony内核态底子代码的移植。
  
• OpenHarmony内核态必选特性（如HDF等）的移植。
  

具体步骤在接下来的章节中先容。
移植到三方芯片平台的步骤

下面以树莓派3b (BCM2837) 为例，演示将OpenHarmony移植到树莓派的过程。
预备整体构建环境

• 将三方内核纳入OpenHarmony编译环境。 完备编译过一遍标准Hi3516DV300的内核之后，clone树莓派内核源码并复制到manifest输出目录下：
  

1.     export PROJ_ROOT=[OpenHarmony manifest]
2.     git clone https://gitee.com/xfan1024/oh-rpi3b-kernel.git
3.     cp -r oh-rpi3b-kernel $PROJ_ROOT/out/KERNEL_OBJ/kernel/src_tmp/linux-rpi3b

复制代码

• 配置树莓派内核编译环境。
  

1.     # 进入树莓派kernel目录
2.     cd out/KERNEL_OBJ/kernel/src_tmp/linux-rpi3b
4.     # 配置编译环境,使用工程项目自带的clang
5.     export PATH=$PROJ_ROOT/prebuilts/clang/ohos/linux-x86_64/llvm/bin:$PROJ_ROOT/prebuilts/gcc/linux-x86/arm/gcc-linaro-7.5.0-arm-linux-gnueabi/bin/:$PATH
6.     export MAKE_OPTIONS="ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- CC=clang HOSTCC=clang"
7.     export PRODUCT_PATH=vendor/hisilicon/hispark_taurus_linux

复制代码

• 表明掉clang不识别的flag。 PROJ_ROOT/out/KERNEL_OBJ/kernel/src_tmp/linux-rpi3b/arch/arm/Makefile表明掉以下这一行：
  

1.     KBUILD_CFLAGS  +=-fno-omit-frame-pointer -mapcs -mno-sched-prolog

复制代码

移植内核态底子代码

现在OpenHarmony内核态的底子代码，主要是日记服务相关。轻量化内核日记服务代码包罗：

1. drivers/staging/hilog
2. drivers/staging/hievent

复制代码

将以上代码，从OpenHarmony内核代码目录kernel/linux/linux-4.19/drivers/staging中，拷贝到out/KERNEL_OBJ/kernel/src_tmp/linux-rpi3b/drivers/staging下。
在三方内核的drivers/staging/Kconfig文件内增加如下代码：

1. source "drivers/staging/hilog/Kconfig"
2. source "drivers/staging/hievent/Kconfig"

复制代码

在三方内核的drivers/staging/Makefile文件内增加如下代码：

1. obj-$(CONFIG_HILOG)             += hilog/
2. obj-$(CONFIG_HIEVENT)           += hievent/

复制代码

在内核config项中打开对应的CONFIG控制宏：CONFIG_HILOG和CONFIG_HIEVENT。
具体日记利用说明请参见：Hilog_lite组件先容。
移植内核态必选特性HDF

• 打HDF补丁。 在Linux内核打HDF补丁时，实验补丁shell脚本合入HDF补丁。
  
  
  • 配置HDF补丁脚本的四个变量参数。
    
  • 获取patch_hdf.sh脚本。
    
  • 实验patch_hdf.sh脚本依次传入四个变量参数。
    
  
  

patch_hdf.sh脚本四个参数含义为：第一个入参为工程根目录路径，第二入参为内核目录路径，第三个入参为内核版本路径，第四个参数是当前装备名。

1.     ./patch_hdf.sh [工程根目录路径] [内核目录路径] [内核补丁路径] [设备名]

复制代码

以树莓派3b为示例先容：

1.     # 进入树莓派kernel目录
2.     PROJ_ROOT/drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/patch_hdf.sh \
3.     PROJ_ROOT  # 指定工程根目录路径 \
4.     PROJ_ROOT/out/KERNEL_OBJ/kernel/src_tmp/linux-rpi3b  # 打补丁的内核目录路径 \
5.     PROJ_ROOT/kernel/linux/patches/linux-4.19 # 内核补丁路径.\
6.     hi3516dv300 # 设备名.

复制代码

• 配置config。 提供HDF基本配置，如果必要其他功能，通过menuconfig打开对应驱动开关即可。
  

HDF补丁实验成功后，默认HDF开关是关闭的，打开HDF基本配置选项如下：

1.     CONFIG_DRIVERS_HDF=y
2.     CONFIG_HDF_SUPPORT_LEVEL=2
3.     CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM=y
4.     CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_MIPI_DSI=y
5.     CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_GPIO=y
6.     CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_I2C=y
7.     CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_UART=y
8.     CONFIG_DRIVERS_HDF_TEST=y

复制代码

或者通过menuconfig界面打开HDF相关配置，命令如下：

1.     # 生成 .config 配置文件
2.     make ${MAKE_OPTIONS} rpi3b_oh_defconfig
4.     # 更改HDF内核配置
5.     make ${MAKE_OPTIONS} menuconfig
6.     # [*] Device Drivers
7.     # [*]   HDF driver framework support --->

复制代码

配置如下（在Device Drivers -> HDF driver framework support 目录下）：

编译Image

1. # 执行编译命令
2. make ${MAKE_OPTIONS} -j33 zImage

复制代码

编译和运行HDF测试用例（可选）

简介
HDF（Hardware Driver Foundation)自测试用例，用于测试HDF框架和外设的基本功能，本文主要先容HDF内核态用例测试方法。
预置条件
测试前必要在menuconfig里检查HDF测试开关CONFIG_DRIVERS_HDF_TEST=y，代码全量编译通过。
用例编译和测试方法
通过 hdc_std工具 把用例实验文件推送到装备中，然后实验用例即可，操作步骤如下：

• 编译hdf测试用例。
  
• 用hdc_std工具推送测试文件到装备中。
  
• 进入装备data/test目录，实验测试文件即可。
  

用例编译和测试具体步骤如下：

• 编译hdf测试用例。 编译hdf测试用例命令和文件路径如下：
  

1.     ./build.sh --product-name hispark_taurus_standard --build-target hdf_test

复制代码

等候编译完成。

• 将测试文件移动到目的移植装备上（以树莓派为例）。
  

方法一：利用 hdc_std工具。

• 先在树莓派里新建data/test目录。
  

1.         mkdir -p data/test

复制代码

• 推送依赖库和测试用例到树莓派。
  

1.         hdc file send XXX\out\{device_name}\hdf\hdf\libhdf_test_common.z.so  /system/lib
2.         hdc file send XXX\out\{device_name}\tests\unittest\hdf\config\hdf_adapter_uhdf_test_config  /data/test
3.         hdc file send XXX\out\{device_name}\tests\unittest\hdf\devmgr\DevMgrTest  /data/test
4.         hdc file send XXX\out\{device_name}\tests\unittest\hdf\osal\OsalTest  /data/test
5.         hdc file send XXX\out\{device_name}\tests\unittest\hdf\sbuf\SbufTest  /data/test

复制代码

方法二：移动到储存卡内，启动树莓派之后装载。

• 拔掉树莓派毗连电脑的串口、USB线，然后拔下数据卡。
  
• 将数据卡插入到电脑的读取口，将编译好的zImage和测试文件夹test/下载到电脑，然后移动到数据卡的根目录下。zImage文件会被替换，请提前做好备份。
  
• 末了将数据卡插回树莓派。
  

1.         # 让树莓派文件系统读取储存卡根目录
2.         mount -t vfat /dev/block/mmcblk0p1 /boot
3.         cd /boot/[测试文件目录]
4.         # 允许修改系统文件
5.         mount -o remount,rw /
6.         # 安装测试用库
7.         mv libhdf_test_common.z.so /system/lib
8.         mkdir /data/test
9.         mv * /data/test

复制代码

• 实验测试
  
  
  
  • 进入目录实验测试文件目录data/test。
    
  
  

1.         cd /data/test

复制代码

• 修改文件实验权限。
  

1.         chmod 777 hdf_adapter_uhdf_test_config DevMgrTest OsalTest SbufTest

复制代码

• 开始测试。
  

1.         ./hdf_adapter_uhdf_test_config
2.         ./DevMgrTest
3.         ./OsalTest
4.         ./SbufTest

复制代码

• 如果所有测试文件输出均显示 PASSED，那么HDF功能即安装成功。 示例：DevMgrTest用例成功结果显示：
  

1.        ./DevMgrTest
2.        Running main() from gmock_main.cc
3.        [==========] Running 1 test from 1 test case.
4.        [----------] Global test environment set-up.
5.        [----------] 1 test from DevMgrTest
6.        [ RUN      ] DevMgrTest.DriverLoaderTest_001
7.        [       OK ] DevMgrTest.DriverLoaderTest_001 (0 ms)
8.        [----------] 1 test from DevMgrTest (0 ms total)
9.        [----------] Global test environment tear-down
10.        Gtest xml output finished
11.        [==========] 1 test from 1 test case ran. (0 ms total)
12.        [  PASSED  ] 1 test.

复制代码

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• 搭建开辟环境
  
• Windows 开辟环境的搭建
  
• Ubuntu 开辟环境搭建
  
• Linux 与 Windows 之间的文件共享
  
• ……
  
  
  
  

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• 构建子系统
  
• 启动流程
  
• 子系统
  
• 分布式使命调度子系统
  
• 分布式通信子系统
  
• 驱动子系统
  
• ……
  

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OpenHarmony面试题（内含参考答案）：https://qr18.cn/CgxrRy

写在末了

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