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标题: 【移植】轻量级系统内核移植 [打印本页]

作者: 诚迈_雨哥 时间: 2024-1-18 20:16
标题: 【移植】轻量级系统内核移植
[md]# 移植内核

## 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。

```
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")
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

![zh-cn_image_0000001378481233.png](https://forums-obs.openharmony.c ... u6yv8q88nnn68tl.png "zh-cn_image_0000001378481233.png")
2. 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 |
3. 修改内核中断。
内核提供了两种中断修改方式：

1. 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:

- 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。
>

## 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：

```
{
 "subsystem": "kernel", # 添加内核子系统
 "components": [
 {
 "component": "liteos_m", "features":[""]
 }
 ]
},
```
2. 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”

```
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”

```
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”

```
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”
>
> ```
> "subsystem": "kernel",
> "components": [
> {
> "component": "liteos_m",
> "features":["enable_ohos_kernel_liteos_m_fs = false",
> "enable_ohos_kernel_liteos_m_cppsupport = false"]
> }
> ]
> }
> ```
>

## 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-minichip-kernel.md;
* 文件修改截止日期 2024.01.01
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