OpenHarmony南向设备开发建构编译分析

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发布于 2022-8-7 17:16

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一、OpenHarmony编译相关基础

OpenHarmony采用分层设计、组件化开发模式。

一个产品由多个子系统（subsystem）组成，每个子系统包含一个或多个组件（component），每个组件包含一个或多个功能项（feature）。
子系统是一个逻辑概念，不同的子系统可能位于内核层，如驱动子系统；或位于系统服务层，如wifi服务子系统。

组件是系统最小的可复用、可配置、可裁剪的功能单元。组件目录独立可并行开发、可独立编译、可独立测试。
组件是gn定义的编译目标，可以为静态库、动态库、可执行文件或group。

KAL 内核抽象层
屏蔽不同类型芯片采用的内核差异，对上层提供基础内核的多种管理能力。

HDF 硬件驱动框架
提供统一的外设访问和驱动开发框架，方便不同硬件接入。

芯片解决方案

芯片解决方案是一个特殊的组件
芯片解决方案组件一般就是编程实现的用户功能

产品解决方案

产品解决方案为基于开发板的完整产品，是最终提供给用户的功能组合
该目录下的config.json文件配置产品的子系统和组件依赖

二、基于qihang开发板编译分析

代码目录结构如下：
/home/openharmony
├──applications
├──base #核心子系统目录
├──build
├──device #芯片解决方案目录
├──domains
├──drivers
├──foundation
├──kernel
├──out
├──prebuilts
├──productdefine
├──third_party
├──utils #公共基础子系统目录
├──vendor #产品解决方案目录
├──.gn
├──build.py
├──build.sh
├──ohos_config.json #hb build读取的配置文件
├──quemu-run

运行hb set，选择"isoftstone-qihang"产品选项后，ohos_config.json文件被设定为：

{
  "root_path": "/home/openharmony",
  "board": "qihang",     #开发板定义
  "kernel": "liteos_m",  #使用的内核
  "product": "qihang",   #产品定义
  "product_path": "/home/openharmony/vendor/isoftstone/qihang",
  "device_path": "/home/openharmony/device/board/isoftstone/qihang/liteos_m",
  "device_company": "isoftstone",
  "os_level": "small", 
  "version": "3.0",
  "patch_cache": null,
  "product_json": "/home/openharmony/vendor/isoftstone/qihang/config.json", #编译构建主入口
  "target_cpu": null,
  "target_os": null,
  "out_path": "/home/openharmony/out/qihang/qihang"  #输出文件的位置
}
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编译构建主入口：vendor/device_company/product/config.json，即产品解决方案的配置文件，描述本产品包括哪些子系统。个人认为这些组件可理解为应用程序需要链接的库（静态库/动态库），这些库是与产品设计的功能相关、由OpenHarmony提供的能力库。
本示例实际为：
vendor/isoftstone/qihang/config.json

{
    "product_name": "qihang",  #产品名称
    "type": "small",           #系统类型
    "version": "3.0",          #config.json版本号
    "ohos_version": "OpenHarmony 1.1.0",
    "device_company": "isoftstone",
    "board": "qihang",
    "kernel_type": "liteos_m",  #内核类型
    "kernel_is_prebuilt": true, #内核预编译
    "kernel_version": "",
    "subsystems": [             #使用的子系统
      {
        "subsystem": "iot_hardware",  #iot硬件设备操作接口，提供I2C,GPIO,FLASH,PWM,UART控制
        "components": [
          { "component": "iot_controller", "features":[] }
        ]
      },
      {
        "subsystem": "hiviewdfx",  #日志子系统
        "components": [
          { "component": "hilog_lite", "features":[] },  #流水日志
          { "component": "hievent_lite", "features":[] }, #故障、用户行为、功耗统计事件接口
          { "component": "blackbox", "features":[] },
          { "component": "hidumper_mini", "features":[] }
        ]
      },
      {
        "subsystem": "distributedschedule",  #分布式任务调度子系统
        "components": [
          { "component": "samgr_lite", "features":[] }
        ]
      },
      {
        "subsystem": "security",  #安全子系统
        "components": [
          { "component": "hichainsdk", "features":[] },
          { "component": "deviceauth_lite", "features":[] },  #设备认证
          { "component": "huks", "features":    #Harmony通用密钥库管理
            [
              "disable_huks_binary = false",
              "disable_authenticate = false",
              "huks_use_lite_storage = true",
              "huks_use_hardware_root_key = true",
              "huks_config_file = \"hks_config_lite.h\"",
              "huks_mbedtls_path = \"//device/soc/hisilicon/hi3861v100/sdk_liteos/third_party/mbedtls/include/\""
            ]
          }
        ]
      },
      {
        "subsystem": "startup",
        "components": [
          { "component": "bootstrap_lite", "features":[] },  #bootstrap启动引导
          { "component": "syspara_lite", "features":  #提供系统属性读写接口
            [
              "enable_ohos_startup_syspara_lite_use_thirdparty_mbedtls = false"
            ]
          }
        ]
      },
      {
        "subsystem": "communication",  #分布式通讯子系统
        "components": [
          { "component": "wifi_lite", "features":[] },
          { "component": "dsoftbus", "features":[] },
          { "component": "wifi_aware", "features":[]}
        ]
      },
      {
        "subsystem": "updater",  #OTA升级
        "components": [
          { "component": "ota_lite", "features":[] }
        ]
      },
      {
        "subsystem": "iot", #华为云IoTDA平台SDK,集成了MQTT、LwIP、CoAP、LwM2M、mbedtls并提供API接口
        "components": [
          { "component": "iot_link", "features":[] }
        ]
      },
      {
        "subsystem": "utils",  #公共基础子系统
        "components": [
          { "component": "file", "features":[] },  #文件操作
          { "component": "kv_store",  #KV存储
            "features": [
              "enable_ohos_utils_native_lite_kv_store_use_posix_kv_api = false"
            ]
          },
          { "component": "os_dump", "features":[] }  #Dump系统属性
        ]
      },
      {
        "subsystem": "vendor",  #芯片厂商SDK
        "components": [  # 3861子系统
          { "component": "hi3861_sdk", "target": "//device/soc/hisilicon/hi3861v100/sdk_liteos:wifiiot_sdk", "features":[] }
        ]
      }
    ],
    "third_party_dir": "//device/soc/hisilicon/hi3861v100/sdk_liteos/third_party",
    "product_adapter_dir": "//vendor/isoftstone/qihang/hals"
  }
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编译主入口：vendor/device_company/product/BUILD.gn，本示例实际为：
vendor/isoftstone/qihang/BUILD.gn

group("qihang") { #指定最终创建的目标qihang包含的依赖项
  deps = [
    "//device/board/isoftstone/qihang:run_qihang_scons",  #设定用户自定义的hi3861编译配置
    "//device/board/isoftstone/qihang/qihang_app",  #用户应用程序,指向下文"芯片解决方案目录"中的内容
    "//device/board/isoftstone/qihang/iot_hardware_hals", #硬件操作API
  ]
}
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device/board/isoftstone/qihang/BUILD.gn的内容如下：

import("//build/lite/config/component/lite_component.gni")

build_ext_component("run_qihang_scons") {
  exec_path = rebase_path(".", root_build_dir)
  outdir = rebase_path(root_out_dir)

  if (host_os == "win") {
    command = "sh qihang_build.sh $outdir win"
  } else {
    command = "sh qihang_build.sh $outdir linux"
  }
}
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device/board/isoftstone/qihang/qihang_build.sh的内容如下：
即将用户定义的两个makefile配置文件拷贝到Hi3861 SDK目录下，保证3861 SDK编译后符合应用程序的规格要求。

#!/bin/bash
cp config/usr_config.mk ../../../soc/hisilicon/hi3861v100/sdk_liteos/build/config
cp config/sdk.mk ../../../soc/hisilicon/hi3861v100/sdk_liteos/build/config
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芯片解决方案目录结构：
├──device/board/isoftstone/qihang_app
├──BUILD.gn
├──02OLED
├──BUILD.gn
├──oled_module.c
├──…
├──temp_humi_demo
├──BUILD.gn
├──temp_humi_test.c
├──…

qihang_app\BUILD.gn（qihang_app组件的编译配置文件）文件内容如下：

import("//build/lite/config/component/lite_component.gni")  # 导入编译组件

lite_component("qihang_app") {  #qihang_app组件(componet)包括2个功能(feature)
    features = [
    "02OLED:oled",
    "temp_humi_demo",
    ]
}
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02OLED\BUILD.gn（oled功能的编译配置）文件内容如下：

static_library("oled") {  #【oled功能】构建成静态库
    sources = [  #sources指定静态库.a所依赖的.c文件及其路径
        "oled_module.c",
        "oled.c",
        "spi_screen.c",
        "led_screen_main.c",
        "test.c",
        "gui.c",
    ]
    
    cflags = [ "-Wno-unused-variable" ]
    cflags += [ "-Wno-unused-but-set-variable" ]
    
    include_dirs = [  #include_dirs指定source所需要依赖的.h文件路径
        "//utils/native/lite/include",  #路径中包含"//"表示绝对路径
        "//base/iot_hardware/peripheral/interfaces/kits",
        "//device/board/isoftstone/qihang/iot_hardware_hals/include",
        "include"
    ]
}
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temp_humi_demo\BUILD.gn（温湿度采集功能的编译配置）文件内容如下：

static_library("temp_humi_demo") {  #【温湿度采集功能】构建成静态库
  sources = [
   "temp_humi_test.c",
   "wifi_sta_connect.c",
   "mqtt.c",
  ]

  include_dirs = [
    "//base/iot_hardware/peripheral/interfaces/kits",
    "//device/board/isoftstone/qihang/iot_hardware_hals/include",
    "//foundation/communication/wifi_lite/interfaces/wifiservice",
    "//third_party/cJSON",
    "include",
    "//device/board/isoftstone/qihang/third_party/paho_mqtt/MQTTPacket/src",
    "//device/board/isoftstone/qihang/third_party/paho_mqtt/MQTTClient-C/src"
  ]

  deps = [  #deps指示本功能模块依赖的其它软件模块
    "//device/board/isoftstone/qihang/third_party/paho_mqtt:pahomqtt_static"
  ]
}
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