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OpenHarmony（鸿蒙南向开发）——小型系统芯片移植指南（一）

article 2024/12/25 12:36:19

往期知识点记录：

鸿蒙（HarmonyOS）应用层开发（北向）知识点汇总
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移植须知

本文详细介绍如何将OpenHarmony小型系统的linux和LiteOS-A内核移植到新的开发板上，要求读者具有一定的嵌入式系统开发经验。建议先查看入门指导，以了解OpenHarmony软件架构、目录结构、内核子系统和驱动子系统相关知识。当前小型系统已适配的开发板如下表所示：

表1 OpenHarmony小型系统已适配的开发板

开发板	内核	arch	ROM	RAM	文件系统	Flash 类型
hispark_taurus	LiteOS-A和linux-4.19	ARM cortex-a7	8G	1GB	VFAT、EXT4	eMMC4.5
hispark_aries	LiteOS-A	ARM cortex-a7	16M	512M	JFFS2	SPI NOR

表1中的开发板可作为待移植开发板的参考，当前LiteOS-A和linux-4.19支持的arch、ROM占用、支持的文件系统和支持的Flash类型如下表所示：

表2 OpenHarmony小型系统内核移植信息表

内核	支持的arch	ROM	文件系统	Flash类型
LiteOS-A	ARMv7	> 2M	VFAT、JFFS2、YAFFS2	SPI NOR、NAND、EMMC
linux-4.19	ARM， ARM64、 MIPS、 X86等	> 5M	VFAT、JFFS2、YAFFS、EXT/2/3/4、NFS等等	NOR、NAND、EMMC等

编译构建

编译环境搭建

首先请搭建OpenHarmony基础环境，相关操作请参考快速入门环境搭建章节。用户态和LiteOS-A的内核态编译均使用llvm编译器编译，安装方法在搭建基础环境中已提供。若选择移植linux内核，请执行如下命令安装gcc-arm-linux-gnueabi交叉编译工具链，用于编译linux内核态镜像：

sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabi

编译构建系统介绍

编译构建流程、编译脚本编写、目录规则、独立编译单个组件、独立编译芯片解决方案等介绍请见编译构建子系统介绍。

新建芯片解决方案

了解编译框架和搭建完编译环境后，请参考如下步骤新建芯片解决方案：

芯片解决方案的目录规则为：device/{芯片解决方案厂商}/{开发板}。以海思的hispark_taurus开发板为例，在代码根目录执行如下命令建立目录：

    mkdir -p device/hisilicon/hispark_taurus

<textarea id="copy1722420153718" style="color: inherit; font: inherit; position: absolute; top: -9999px; left: -9999px; z-index: -9999;"></textarea>

    device                                      
    └── company                         # 芯片解决方案厂商
        └── board                       # 开发板名称
            ├── BUILD.gn                # 编译脚本
            ├── hals                    # OS南向接口适配
            ├── linux                   # 可选，linux内核版本
            │   └── config.gni          # linux版本编译配置
            └── liteos_a                # 可选，liteos内核版本
                └── config.gni          # liteos_a版本编译配置

以hispark_taurus移植linux内核为例，目录树应该如下：

    device                  
    └── hisilicon             
        └── hispark_taurus          
            ├── BUILD.gn    
            ├── hals        
            ├── ......      
            └── linux    
                └── config.gni

目录树建立后开发板相关的源码放到hispark_taurus目录下。

配置开发板编译选项

步骤1中的config.gni可配置开发板相关的编译选项，编译构建框架将会遵照该配置文件中的参数编译所有用户态OS组件。其中关键的字段说明如下：

    kernel_type:            开发板使用的内核类型，例如：“liteos_a”, “liteos_m”, “linux”。
    kernel_version:         开发板使用的内核版本，例如：“4.19”。
    board_cpu:              开发板CPU类型，例如：“cortex-a7”, “riscv32”。
    board_arch:             开发板芯片arch, 例如： “armv7-a”, “rv32imac”。
    board_toolchain:        开发板自定义的编译工具链名称，例如：“gcc-arm-none-eabi”。若为空，则使用默认为ohos-clang。
    board_toolchain_prefix：编译工具链前缀，例如：“gcc-arm-none-eabi”。
    board_toolchain_type：  编译工具链类型，目前支持gcc和clang。例如：“gcc” ，“clang”。
    board_cflags：          开发板配置的c文件编译选项。
    board_cxx_flags：       开发板配置的cpp文件编译选项。
    board_ld_flags：        开发板配置的链接选项。

还以海思的hispark_taurus开发板为例，对应的device/hisilicon/hispark_taurus/config.gni内容如下：

    # Board CPU type, e.g. "cortex-a7", "riscv32".
    board_cpu = "cortex-a7"

    # 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". It's not mandatory if you use the default toochain.
    board_toolchain = "mips-linux-gnu-gcc"

    # The toolchain path installed, it's not mandatory if you have added toolchain path to your ~/.bashrc.
    board_toolchain_path = 
        rebase_path("//prebuilts/gcc/linux-x86/arm/arm-linux-ohoseabi-gcc/bin",
                    root_build_dir)

    # Compiler prefix.
    board_toolchain_prefix = "arm-linux-ohoseabi-"

    # Compiler type, "gcc" or "clang".
    board_toolchain_type = "gcc"

    # Board related common compile flags.
    board_cflags = [
    ]
    board_cxx_flags = [
    ]
    board_ld_flags = []

    # Board related headfiles search path.
    board_include_dirs = []
    board_include_dirs += [ rebase_path(
            "//prebuilts/gcc/linux-x86/arm/arm-linux-ohoseabi-gcc/target/usr/include",
            root_build_dir) ]

    # Board adapter dir for OHOS components.
    board_adapter_dir = ""

    # Sysroot path.
    board_configed_sysroot = ""

    # Board storage type, it used for file system generation.
    storage_type = "emmc"

编写开发板编译脚本

步骤1中的BUILD.gn为新增的开发板的编译入口，主要用于编译开发板相关的代码，主要为设备侧驱动、设备侧接口适配(媒体，图形等)和开发板的SDK等等。

海思的hispark_taurus开发板的device/hisilicon/hispark_taurus/BUILD.gn可写成：

    # group名称建议与开发板名称一致
    group("hispark_taurus") {   
      deps = [ "//kernel/linux/patches:linux_kernel" ] # 拉起内核编译
      deps += [
      ...... # 开发板其他编译单元
      ]
    }

编译调试

在开发板目录下执行hb set和hb build即可启动芯片解决方案的编译，编译框架会以开发板下的BUILD.gn为入口启动编译。

最后

经常有很多小伙伴抱怨说：不知道学习鸿蒙开发哪些技术？不知道需要重点掌握哪些鸿蒙应用开发知识点？

为了能够帮助到大家能够有规划的学习，这里特别整理了一套纯血版鸿蒙（HarmonyOS Next）全栈开发技术的学习路线，包含了鸿蒙开发必掌握的核心知识要点，内容有（ArkTS、ArkUI开发组件、Stage模型、多端部署、分布式应用开发、WebGL、元服务、OpenHarmony多媒体技术、Napi组件、OpenHarmony内核、OpenHarmony驱动开发、系统定制移植等等）鸿蒙（HarmonyOS NEXT）技术知识点。

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