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标题: 【移植】一种快速移植OpenHarmony Linux内核的方法 [打印本页]
作者: 诚迈_雨哥    时间: 2024-1-9 09:46
标题: 【移植】一种快速移植OpenHarmony Linux内核的方法
[md]# 一种快速移植OpenHarmony Linux内核的方法

## 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发者，介绍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路

### 内核态层和用户态层

为了更好的解释整个内核移植，首先需要介绍一些概念：
我们可以把OpenHarmony简单的分为
OpenHarmony = OpenHarmony内核态层 + OpenHarmony用户态层

![zh-cn_image_0000001167753296.png](https://forums-obs.openharmony.c ... sv4qoqqzec2m4oc.png "zh-cn_image_0000001167753296.png")

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，比如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需要关注的OpenHarmony内核态层上，开始分析和解题。另外说明，本文只包含Linux内核的快速移植，不包含LiteOS的移植。

### 获得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”代替“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内核态基础代码（支撑OH用户态层运行的最基础代码）
因此OH内核态层 = 标准LTS Linux 内核 + 三方SoC芯片平台代码 + OH内核态基础代码 + OH内核态特性（如HDF）

![zh-cn_image_0000001210623027.png](https://forums-obs.openharmony.c ... t6bl00gobk72mgt.png "zh-cn_image_0000001210623027.png")

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内核的基础组成。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内核态基础代码 + 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，再加上基础OH内核态基础代码、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）
也就是直接采用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。为了能够响应三方开发者快速移植OpenHarmony的要求，下文会着重介绍方法一，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：

1. 准备整体构建环境，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。
2. OpenHarmony内核态基础代码的移植。
3. OpenHarmony内核态必选特性（如HDF等）的移植。
   详细步骤在接下来的章节中介绍。

## 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。

### 准备整体构建环境

1. 将三方内核纳入OpenHarmony编译环境。
   完整编译过一遍标准Hi3516DV300的内核之后，clone树莓派内核源码并复制到manifest输出目录下：
   ```
   export PROJ_ROOT=[OpenHarmony manifest]
   git clone https://gitee.com/xfan1024/oh-rpi3b-kernel.git
   cp -r oh-rpi3b-kernel $PROJ_ROOT/out/KERNEL_OBJ/kernel/src_tmp/linux-rpi3b
   ```
2. 配置树莓派内核编译环境。
   ```
   # 进入树莓派kernel目录
   cd out/KERNEL_OBJ/kernel/src_tmp/linux-rpi3b
   # 配置编译环境,使用工程项目自带的clang
   export PATH=$PROJ_ROOT/prebuilts/clang/ohos/linux-x86_64/llvm/binPROJ_ROOT/prebuilts/gcc/linux-x86/arm/gcc-linaro-7.5.0-arm-linux-gnueabi/bin/PATH
   export MAKE_OPTIONS="ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- CC=clang HOSTCC=clang"
   export PRODUCT_PATH=vendor/hisilicon/hispark_taurus_linux
   ```
3. 注释掉clang不识别的flag。
   PROJ_ROOT/out/KERNEL_OBJ/kernel/src_tmp/linux-rpi3b/arch/arm/Makefile注释掉以下这一行：
   ```
   KBUILD_CFLAGS  +=-fno-omit-frame-pointer -mapcs -mno-sched-prolog
   ```

### 移植内核态基础代码

目前OpenHarmony内核态的基础代码，主要是日志服务相关。轻量化内核日志服务代码包含：

```
drivers/staging/hilog
drivers/staging/hievent
```

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：

```
source "drivers/staging/hilog/Kconfig"
source "drivers/staging/hievent/Kconfig"
```

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

```
obj-$(CONFIG_HILOG)             += hilog/
obj-$(CONFIG_HIEVENT)           += hievent/
```

在内核config项中打开对应的CONFIG控制宏：CONFIG_HILOG和CONFIG_HIEVENT。
具体日志使用说明请参见：[Hilog_lite组件介绍](https://gitee.com/openharmony/hi ... master/README_zh.md)。

### 移植内核态必选特性HDF

1. 打HDF补丁。
   在Linux内核打HDF补丁时，执行补丁shell脚本合入HDF补丁。

   1. 配置HDF补丁脚本的四个变量参数。
   2. 获取patch_hdf.sh脚本。
   3. 执行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，第四个参数是当前设备名。

   ```
   ./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]
   ```

   以树莓派3b为示例介绍：

   ```
   # 进入树莓派kernel目录
   PROJ_ROOT/drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/patch_hdf.sh \
   PROJ_ROOT  # 指定工程根目录路径 \
   PROJ_ROOT/out/KERNEL_OBJ/kernel/src_tmp/linux-rpi3b  # 打补丁的内核目录路径 \
   PROJ_ROOT/kernel/linux/patches/linux-4.19 # 内核补丁路径.\
   hi3516dv300 # 设备名.
   ```
2. 配置config。
   提供HDF基本配置，如果需要其他功能，通过menuconfig打开对应驱动开关即可。
   HDF补丁执行成功后，默认HDF开关是关闭的，打开HDF基本配置选项如下：

   ```
   CONFIG_DRIVERS_HDF=y
   CONFIG_HDF_SUPPORT_LEVEL=2
   CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM=y
   CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_MIPI_DSI=y
   CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_GPIO=y
   CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_I2C=y
   CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_UART=y
   CONFIG_DRIVERS_HDF_TEST=y
   ```

   或者通过menuconfig界面打开HDF相关配置，命令如下：

   ```
   # 生成 .config 配置文件
   make ${MAKE_OPTIONS} rpi3b_oh_defconfig
   # 更改HDF内核配置
   make ${MAKE_OPTIONS} menuconfig
   #
  • Device Drivers
       #
  •    HDF driver framework support --->
       ```

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

       ![zh-cn_image_0000001208524821.png](https://forums-obs.openharmony.c ... 5oev9wqht1qweyr.png "zh-cn_image_0000001208524821.png")

    ### 编译Image

    ```
    # 执行编译命令
    make ${MAKE_OPTIONS} -j33 zImage
    ```

    ### 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，本文主要介绍HDF内核态用例测试方法。
    **预置条件**
    测试前需要在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](../subsystems/subsys-toolchain-hdc-guide.md)把用例执行文件推送到设备中，然后执行用例即可，操作步骤如下：

    1. 编译hdf测试用例。
    2. 用hdc_std工具推送测试文件到设备中。
    3. 进入设备data/test目录，执行测试文件即可。
       用例编译和测试详细步骤如下：
    4. 编译hdf测试用例。
       编译hdf测试用例命令和文件路径如下：

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

       等待编译完成。
    5. 将测试文件移动到目标移植设备上（以树莓派为例）。
       方法一：使用[hdc_std工具](../subsystems/subsys-toolchain-hdc-guide.md)。

       1. 先在树莓派里新建data/test目录。
          ```
          mkdir -p data/test
          ```
       2. 推送依赖库和测试用例到树莓派。
          ```
          hdc file send XXX\out\{device_name}\hdf\hdf\libhdf_test_common.z.so  /system/lib
          hdc file send XXX\out\{device_name}\tests\unittest\hdf\config\hdf_adapter_uhdf_test_config  /data/test
          hdc file send XXX\out\{device_name}\tests\unittest\hdf\devmgr\DevMgrTest  /data/test
          hdc file send XXX\out\{device_name}\tests\unittest\hdf\osal\OsalTest  /data/test
          hdc file send XXX\out\{device_name}\tests\unittest\hdf\sbuf\SbufTest  /data/test
          ```

       方法二：移动到储存卡内，启动树莓派之后装载。1. 拔掉树莓派连接电脑的串口、USB线，然后拔下数据卡。
       2. 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。
       3. 最后将数据卡插回树莓派。
          ```
          # 让树莓派文件系统读取储存卡根目录
          mount -t vfat /dev/block/mmcblk0p1 /boot
          cd /boot/[测试文件目录]
          # 允许修改系统文件
          mount -o remount,rw /
          # 安装测试用库
          mv libhdf_test_common.z.so /system/lib
          mkdir /data/test
          mv * /data/test
          ```
    6. 执行测试

       1. 进入目录执行测试文件目录data/test。
          ```
          cd /data/test
          ```
       2. 修改文件执行权限。
          ```
          chmod 777 hdf_adapter_uhdf_test_config DevMgrTest OsalTest SbufTest
          ```
       3. 开始测试。
          ```
          ./hdf_adapter_uhdf_test_config
          ./DevMgrTest
          ./OsalTest
          ./SbufTest
          ```
       4. 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：
          ```
          ./DevMgrTest
          Running main() from gmock_main.cc
          [==========] Running 1 test from 1 test case.
          [----------] Global test environment set-up.
          [----------] 1 test from DevMgrTest
          [ RUN      ] DevMgrTest.DriverLoaderTest_001
          [       OK ] DevMgrTest.DriverLoaderTest_001 (0 ms)
          [----------] 1 test from DevMgrTest (0 ms total)
          [----------] Global test environment tear-down
          Gtest xml output finished
          [==========] 1 test from 1 test case ran. (0 ms total)
          [  PASSED  ] 1 test.
          ```

    ## 声明

    * 本文转载自 https://gitee.com/openharmony/do ... device-dev/porting;
    * 源文件目录 ./docs/zh-cn/device-dev/porting/porting-linux-kernel.md;
    * 文件修改截止日期 2024.01.01
    [/md]
    作者: a305566    时间: 2024-1-30 13:17
    学习了，马上拿着我的树莓派试试



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