鸿蒙OpenHarmony轻量体系源码分析

一、前言

• 当前的开源鸿蒙LiteOS-M和LiteOS-A是通过gn和ninja编译的。
  
• Gitee官方只介绍了LiteOS-M的gn + ninja编译的流程，针对M3利用Keil编译的流程可能要参考社区代码
  
  
  
  • harmonyos_next / stm32f103_simulator_keil
    
  • OpenHarmony / kernel_liteos_m
    
  • 利用Keil编译ARM Cortex-M3时，只需要kernel_liteos_m堆栈和Keil工程堆栈，不需要全量的OpenHarmony代码
    
  
  
• 由此可知，开源鸿蒙轻量体系只是简单的由LiteOS-M内核 + 一些芯片厂商的驱动组成
  
• LiteOS-M 编码规范
  
  
  
  • OpenHarmony轻内核编码规范
    
  • OpenHarmony C语言编程规范
    
  
  
• 开辟板移植流程
  
  
  
  • 轻量体系STM32F407芯片移植案例
    
    
    
    • 确定主频、选定默认打印输出的串口、printf标准输入输出重定向到默认串口、指定内存范围给内核、提供定时器给内核
      
    
    
  • 移植芯片内核架构的流程
    
  • LiteOS-M内核BUILD.gn编写指南
    
  
  

二、源码分析

• 源码下载：OpenHarmony / kernel_liteos_m
  
  
  
  • 代码总量只有8M，代码量和uC/OS这类操作体系雷同，因为代码量不多，因此一个人也是能分析完的；uC/OS虽然是开源、个人免费，但是商用是要收费的，所以ARM Cortex-M之类的芯片利用LiteOS-M大概RT-Thread这类操作体系还是蛮划算的，需要技术支持的话也可以找干系公司进行付费咨询。
    
  • 代码结构如下：
    
  
  

1. jim@DESKTOP-SVP3BEM MINGW64 /d/1_git/openHarmony/kernel/liteos_m (master)
2. $ tree .
3. .
4. |-- BUILD.gn        /* 老版本的LiteOS使用Makefile编译，新版本还可以用gn + ninja */
5. |-- Kconfig
6. |-- Makefile
7. |-- arch                /* 硬件相关的代码，按内核IP公司 - IP系列进行区分 */
8. |   |-- BUILD.gn
9. |   |-- Kconfig
10. |   |-- arm
11. |   |   |-- BUILD.gn
12. |   |   |-- Kconfig
13. |   |   |-- arm9
14. |   |   |   .......
15. |   |   |-- common        /* 相同芯片内核IP公司通用的函数和接口 */
16. |   |   |   |-- BUILD.gn
17. |   |   |   |-- los_common_interrupt.c
18. |   |   |   `-- los_common_interrupt.h
19. |   |   |-- cortex-m3        /* M3只支持Keil编译，之后的版本如M4、Cortex-A则是在Linux + gcc下编译 */
20. |   |   |   `-- keil        /* 操作系统底层相关的支持，也是操作系统移植的重点 */
21. |   |   |       |-- los_arch_atomic.h
22. |   |   |       |-- los_arch_context.h
23. |   |   |       |-- los_arch_interrupt.h
24. |   |   |       |-- los_arch_timer.h
25. |   |   |       |-- los_atomic.S
26. |   |   |       |-- los_context.c
27. |   |   |       |-- los_dispatch.S
28. |   |   |       |-- los_exc.S
29. |   |   |       |-- los_interrupt.c
30. |   |   |       |-- los_startup.s        /* 芯片上电后执行的第二行代码，芯片上电后的第一行代码一般都融合进了编译器中，由芯片原厂实现，写代码时看不到 */
31. |   |   |       `-- los_timer.c                /* 需要给操作系统的定时器接口，用于时间片轮转 */
32. |   |   |-- cortex-m33
33. |   |   |   ......
34. |   |   |-- cortex-m4
35. |   |   |   .......
36. |   |   |-- cortex-m55
37. |   |   |   .......
38. |   |   |-- cortex-m7
39. |   |   |   .......
40. |   |-- csky
41. |   |   .......
42. |   |-- include                /* 所有芯片对操作系统暴露出的统一接口 */
43. |   |   |-- los_arch.h
44. |   |   |-- los_atomic.h
45. |   |   |-- los_context.h
46. |   |   |-- los_interrupt.h
47. |   |   |-- los_mpu.h
48. |   |   `-- los_timer.h
49. |   |-- risc-v
50. |   |   ......
51. |   `-- xtensa
52. |       ......
53. |        /* arch结构和Linux源码类似，一组类似的模块会暴露出统一的接口放在.h中，而.c的实现会分散到各处的不同模块，这和普通裸机代码中.c和.h在一起的结构不一样 */
54. |-- bundle.json
55. |-- components        /* 支持的插件，可选 */
56. |   |-- BUILD.gn
57. |   |-- backtrace
58. |   |   |-- BUILD.gn
59. |   |   |-- los_backtrace.c
60. |   |   `-- los_backtrace.h
61. |   |-- cppsupport        /* 是否支持C++ */
62. |   |   |-- BUILD.gn
63. |   |   |-- los_cppsupport.c
64. |   |   `-- los_cppsupport.h
65. |   |-- cpup
66. |   |   |-- BUILD.gn
67. |   |   |-- los_cpup.c
68. |   |   `-- los_cpup.h
69. |   |-- debugtools
70. |   |   |-- BUILD.gn
71. |   |   |-- los_debugtools.h
72. |   |   |-- los_hwidump.c
73. |   |   |-- los_schedtrace.c
74. |   |   `-- los_stackdump.c
75. |   |-- dynlink
76. |   |   |-- BUILD.gn
77. |   |   |-- los_dynlink.c
78. |   |   |-- los_dynlink.h
79. |   |   `-- script
80. |   |       `-- so_parse
81. |   |-- exchook
82. |   |   |-- BUILD.gn
83. |   |   |-- los_exc_info.c
84. |   |   |-- los_exc_info.h
85. |   |   |-- los_exchook.c
86. |   |   `-- los_exchook.h
87. |   |-- fs        /* 操作系统的四大模块之一：文件系统 */
88. |   |   |-- BUILD.gn
89. |   |   |-- Kconfig
90. |   |   |-- fatfs        /* FAT32最常用，可以用于U盘、Flash、网盘等 */
91. |   |   |   |-- BUILD.gn
92. |   |   |   |-- Kconfig
93. |   |   |   |-- fatfs.c
94. |   |   |   |-- fatfs.h
95. |   |   |   `-- fatfs_conf.h
96. |   |   |-- littlefs
97. |   |   |   ......
98. |   |   `-- vfs
99. |   |       ......
100. |   |-- iar_tls
101. |   |   |-- los_iar_tls.c
102. |   |   `-- los_iar_tls.h
103. |   |-- lmk
104. |   |   |-- BUILD.gn
105. |   |   |-- los_lmk.c
106. |   |   `-- los_lmk.h
107. |   |-- lms
108. |   |   |-- BUILD.gn
109. |   |   |-- Kconfig
110. |   |   |-- lms_libc.c
111. |   |   |-- los_lms.c
112. |   |   |-- los_lms.h
113. |   |   `-- los_lms_pri.h
114. |   |-- net                /* 操作系统的第五大功能：通信/网络通信 */
115. |   |   |-- BUILD.gn
116. |   |   |-- lwip-2.1        /* 像网络、U盘之类的大型通信类驱动代码会很多，有时甚至会比操作系统本身的代码量还多 */
117. |   |   |   |-- BUILD.gn
118. |   |   |   |-- enhancement
119. |   |   |   |   `-- src
120. |   |   |   |       |-- fixme.c
121. |   |   |   |       `-- lwip_ifaddrs.c
122. |   |   |   |-- lwip_porting.gni
123. |   |   |   `-- porting
124. |   |   |       |-- include
125. |   |   |       |   |-- arch
126. |   |   |       |   |   |-- cc.h
127. |   |   |       |   |   |-- perf.h
128. |   |   |       |   |   `-- sys_arch.h
129. |   |   |       |   |-- lwip
130. |   |   |       |   |   |-- api_shell.h
131. |   |   |       |   |   |-- dhcp.h
132. |   |   |       |   |   |-- inet.h
133. |   |   |       |   |   |-- lwipopts.h
134. |   |   |       |   |   |-- netdb.h
135. |   |   |       |   |   |-- netif.h
136. |   |   |       |   |   |-- netifapi.h
137. |   |   |       |   |   `-- sockets.h
138. |   |   |       |   `-- lwipopts.h
139. |   |   |       `-- src
140. |   |   |           |-- api_shell.c
141. |   |   |           |-- driverif.c
142. |   |   |           |-- lwip_init.c
143. |   |   |           |-- netdb_porting.c
144. |   |   |           |-- sockets_porting.c
145. |   |   |           `-- sys_arch.c
146. |   |   `-- test
147. |   |       ......
148. |   |-- power        /* 低功耗模块 */
149. |   |   |-- BUILD.gn
150. |   |   |-- los_pm.c
151. |   |   `-- los_pm.h
152. |   |-- security        /* 权限管理模块 */
153. |   |   |-- BUILD.gn
154. |   |   |-- box
155. |   |   |   |-- BUILD.gn
156. |   |   |   |-- los_box.c
157. |   |   |   `-- los_box.h
158. |   |   |-- syscall
159. |   |   |   |-- BUILD.gn
160. |   |   |   |-- los_syscall.c
161. |   |   |   |-- los_syscall.h
162. |   |   |   |-- pthread_syscall.c
163. |   |   |   `-- syscall_lookup.h
164. |   |   `-- userlib
165. |   |       `-- BUILD.gn
166. |   |-- shell        /* 命令行 */
167. |   |   |-- BUILD.gn
168. |   |   |-- Kconfig
169. |   |   |-- include
170. |   |   |   |-- shcmd.h
171. |   |   |   |-- shcmdparse.h
172. |   |   |   |-- shell.h
173. |   |   |   |-- shmsg.h
174. |   |   |   `-- show.h
175. |   |   `-- src
176. |   |       |-- base
177. |   |       |   |-- shcmd.c
178. |   |       |   |-- shcmdparse.c
179. |   |       |   |-- shmsg.c
180. |   |       |   `-- show.c
181. |   |       `-- cmds
182. |   |           |-- date_shell.c
183. |   |           |-- fullpath.c
184. |   |           |-- mempt_shellcmd.c
185. |   |           |-- shell_shellcmd.c
186. |   |           |-- task_shellcmd.c
187. |   |           `-- vfs_shellcmd.c
188. |   |-- signal
189. |   |   |-- BUILD.gn
190. |   |   |-- Kconfig
191. |   |   |-- los_signal.c
192. |   |   `-- los_signal.h
193. |   `-- trace        /* 调试程序用 */
194. |       ......
195. |-- config.gni
196. |-- config_iccarm.gni
197. |-- drivers                /* 操作系统四大模块之二：设备管理 */
198. |   `-- Kconfig
199. |        /* 具体的外设驱动由芯片原厂在上层文件夹的device和vendor文件夹中提供 */
200. |-- figures                /* 几张介绍本操作系统内核结构的图片 */
201. |   ......
202. |-- kal
203. |   |-- BUILD.gn
204. |   |-- Kconfig
205. |   |-- cmsis        /* ARM格式的中间件统一接口 */
206. |   |   |-- BUILD.gn
207. |   |   |-- Kconfig
208. |   |   |-- cmsis_liteos2.c
209. |   |   |-- cmsis_os.h
210. |   |   |-- cmsis_os2.h
211. |   |   |-- hos_cmsis_adp.h
212. |   |   `-- kal.h
213. |   |-- libc        /* C语言标准库，其实现一般都是在编译器中，由芯片原厂完成，所以这里只有头文件 */
214. |   |   |-- BUILD.gn
215. |   |   |-- Kconfig
216. |   |   |-- iccarm
217. |   |   |   `-- BUILD.gn
218. |   |   |-- musl
219. |   |   |   `-- BUILD.gn
220. |   |   `-- newlib
221. |   |       |-- BUILD.gn
222. |   |       `-- porting
223. |   |           |-- include
224. |   |           |   |-- arpa
225. |   |           |   |   `-- inet.h
226. |   |           |   |-- byteswap.h
227. |   |           |   |-- dirent.h
228. |   |           |   |-- endian.h
229. |   |           |   |-- ifaddrs.h
230. |   |           |   |-- limits.h
231. |   |           |   |-- malloc.h
232. |   |           |   |-- mqueue.h
233. |   |           |   |-- net
234. |   |           |   |   |-- ethernet.h
235. |   |           |   |   |-- if.h
236. |   |           |   |   `-- if_arp.h
237. |   |           |   |-- netdb.h
238. |   |           |   |-- netinet
239. |   |           |   |   |-- if_ether.h
240. |   |           |   |   |-- in.h
241. |   |           |   |   |-- ip.h
242. |   |           |   |   `-- tcp.h
243. |   |           |   |-- poll.h
244. |   |           |   |-- semaphore.h
245. |   |           |   |-- sys
246. |   |           |   |   |-- _pthreadtypes.h
247. |   |           |   |   |-- fcntl.h
248. |   |           |   |   |-- features.h
249. |   |           |   |   |-- ioctl.h
250. |   |           |   |   |-- mount.h
251. |   |           |   |   |-- prctl.h
252. |   |           |   |   |-- sched.h
253. |   |           |   |   |-- select.h
254. |   |           |   |   |-- socket.h
255. |   |           |   |   |-- statfs.h
256. |   |           |   |   |-- uio.h
257. |   |           |   |   `-- un.h
258. |   |           |   `-- time.h
259. |   |           `-- src
260. |   |               |-- hook_adapt.c
261. |   |               `-- network
262. |   |                   |-- htonl.c
263. |   |                   |-- htons.c
264. |   |                   |-- ntohl.c
265. |   |                   `-- ntohs.c
266. |   |-- libsec
267. |   |   `-- BUILD.gn
268. |   `-- posix        /* 操作系统给应用暴露出来的通用接口 */
269. |       |-- BUILD.gn
270. |       |-- Kconfig
271. |       |-- include
272. |       |   |-- libc.h
273. |       |   |-- pipe_impl.h
274. |       |   |-- poll_impl.h
275. |       |   `-- rtc_time_hook.h
276. |       `-- src
277. |           |-- errno.c
278. |           |-- libc.c
279. |           |-- libc_config.h
280. |           |-- malloc.c        /* 操作系统的四大模块之三：内存管理 */
281. |           |-- map_error.c
282. |           |-- map_error.h
283. |           |-- mqueue.c
284. |           |-- mqueue_impl.h
285. |           |-- pipe.c
286. |           |-- poll.c
287. |           |-- pthread.c
288. |           |-- pthread_attr.c
289. |           |-- pthread_cond.c
290. |           |-- pthread_mutex.c
291. |           |-- semaphore.c
292. |           |-- signal.c
293. |           |-- time.c
294. |           `-- time_internal.h
295. |-- kernel        /* 操作系统的四大模块之四：进程管理 */
296. |   |-- BUILD.gn
297. |   |-- include
298. |   |   |-- los_config.h
299. |   |   |-- los_event.h
300. |   |   |-- los_membox.h
301. |   |   |-- los_memory.h
302. |   |   |-- los_mux.h
303. |   |   |-- los_queue.h
304. |   |   |-- los_sched.h
305. |   |   |-- los_sem.h
306. |   |   |-- los_sortlink.h
307. |   |   |-- los_swtmr.h
308. |   |   |-- los_task.h
309. |   |   `-- los_tick.h
310. |   `-- src
311. |       |-- los_event.c
312. |       |-- los_init.c
313. |       |-- los_mux.c
314. |       |-- los_queue.c
315. |       |-- los_sched.c
316. |       |-- los_sem.c
317. |       |-- los_sortlink.c
318. |       |-- los_swtmr.c
319. |       |-- los_task.c
320. |       |-- los_tick.c
321. |       `-- mm
322. |           |-- los_membox.c
323. |           `-- los_memory.c
324. |-- liteos.gni
325. |-- testsuites        /* 移植系统后进行自测用的，不用关心 */
326. |   ......
327. |-- tools
328. |   `-- mem_analysis.py
329. `-- utils
330.     |-- BUILD.gn
331.     |-- internal
332.     |   |-- los_hook_types.h
333.     |   `-- los_hook_types_parse.h
334.     |-- los_compiler.h
335.     |-- los_debug.c
336.     |-- los_debug.h        /* 串口调试输出的级别 */
337.     |-- los_error.c
338.     |-- los_error.h        /* 所有模块都会用的，要返回的错误码 */
339.     |-- los_hook.c
340.     |-- los_hook.h
341.     |-- los_list.h        /* 链表，队列、模块缓存的基础 */
342.     `-- los_reg.h
344. 198 directories, 1571 files

复制代码

• 底子的操作体系内核代码里没有太多可借鉴的软件结构，它们都是针对某一项功能而实现一项功能，通用的东西较少，接下来我会从操作体系移植的角度稍微分析一下。
  

为了能让各人更好的学习鸿蒙（HarmonyOS NEXT）开辟技术，这边特意整理了《鸿蒙开辟学习手册》（共计890页），希望对各人有所帮助：https://qr21.cn/FV7h05
《鸿蒙开辟学习手册》：

如何快速入门：https://qr21.cn/FV7h05

• 基本概念
  
• 构建第一个ArkTS应用
  
• ……
  

开辟底子知识：https://qr21.cn/FV7h05

• 应用底子知识
  
• 配置文件
  
• 应用数据管理
  
• 应用安全管理
  
• 应用隐私保护
  
• 三方应用调用管控机制
  
• 资源分类与访问
  
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基于ArkTS 开辟：https://qr21.cn/FV7h05

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鸿蒙开辟口试真题（含参考答案）：https://qr18.cn/F781PH

鸿蒙开辟口试大盘集篇（共计319页）：https://qr18.cn/F781PH

1.项目开辟必备口试题
2.性能优化方向
3.架构方向
4.鸿蒙开辟体系底层方向
5.鸿蒙音视频开辟方向
6.鸿蒙车载开辟方向
7.鸿蒙南向开辟方向

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