【鴻蒙】小型系統(tǒng)LiteOS-A內(nèi)核

LiteOS-A 內(nèi)核

移植概述
移植場景
LiteOS-A 當(dāng)前支持 ARMv7-a 指令集架構(gòu)，如果三方芯片為 ARMv7-a 架構(gòu)，可以進(jìn)行內(nèi)核基礎(chǔ)適配；否則還需要先根據(jù)芯片的架構(gòu)來新增內(nèi)核對(duì)該芯片架構(gòu)的支持，這個(gè)工作較為復(fù)雜，不在這篇文章范圍內(nèi)。

基礎(chǔ)適配

LiteOS-A 提供系統(tǒng)運(yùn)行所需的系統(tǒng)初始化流程和定制化配置選項(xiàng)。移植過程中，需要關(guān)注初始化流程中跟硬件配置相關(guān)的函數(shù)。
如下圖所示，LiteOS-A 的初始化流程主要包含以下七步：

1.新增 target_config.h 文件，并且編寫單板內(nèi)存相關(guān)的配置宏 DDR_MEM_ADDR 和 DDR_MEM_SIZE，分別表示內(nèi)存起始地址和內(nèi)存的長度，預(yù)鏈接腳本 board.ld.S 會(huì)根據(jù)這兩個(gè)宏進(jìn)行展開生成鏈接腳本 board.ld。

2.新增定義 MMU 映射全局?jǐn)?shù)組(g_archMmuInitMapping)，指定各個(gè)內(nèi)存段屬性及虛實(shí)映射關(guān)系，內(nèi)核啟動(dòng)階段根據(jù)該表建立內(nèi)存映射關(guān)系。

3.如果是多核，需要新增定義從核操作函數(shù)句柄(struct SmpOps)，其中 SmpOps->SmpCpuOn 函數(shù)需要實(shí)現(xiàn)喚醒從核的功能；接著定義 SmpRegFunc 函數(shù)，調(diào)用 LOS_SmpOpsSet 接口進(jìn)行句柄注冊(cè)；最后通過啟動(dòng)框架完成注冊(cè)過程，即 LOS_MODULE_INIT(SmpRegFunc, LOS_INIT_LEVEL_EARLIEST)。

4.鏈接階段根據(jù)鏈接腳本 board.ld 生成內(nèi)核鏡像。

5.單核 CPU 鏡像運(yùn)行入口為匯編文件 reset_vector_up.S，多核 CPU 的入口為 reset_vector_mp.S，在匯編文件中進(jìn)行中斷向量表初始化、MMU 頁表初始化等操作。

6.reset_vector.S 匯編代碼最終會(huì)跳轉(zhuǎn)到 C 語言的 main 函數(shù)，進(jìn)行硬件時(shí)鐘、軟件定時(shí)器、內(nèi)存和任務(wù)等初始化，這個(gè)過程會(huì)依賴 target_config.h 的特性宏配置，最后會(huì)創(chuàng)建 SystemInit 任務(wù)，并且開啟任務(wù)調(diào)度 OsSchedStart()。

7.SystemInit 任務(wù)在單板代碼中實(shí)現(xiàn)，其中調(diào)用 DeviceManagerStart 函數(shù)進(jìn)行 HDF 驅(qū)動(dòng)初始化，這個(gè)過程會(huì)調(diào)用單板代碼中的驅(qū)動(dòng)配置文件 hdf.hcs 以及 drivers 源碼實(shí)現(xiàn)
整體啟動(dòng)流程如下圖所示：
圖 1 整體啟動(dòng)流程

從圖 1 中可以看到，內(nèi)核基礎(chǔ)適配需要單板進(jìn)行適配的代碼包含三部分：

新增 target_config.h 文件，其中新增單板硬件配置參數(shù)和特性開關(guān)的配置參數(shù)，具體說明如下：

表 1 target_config.h 配置項(xiàng)說明

SystemInit 函數(shù)用于單板用戶態(tài)業(yè)務(wù)初始化，典型的初始化場景如圖 2 所示：
圖 2 業(yè)務(wù)啟動(dòng)流程

main 函數(shù)用于內(nèi)核基礎(chǔ)初始化和單板內(nèi)核態(tài)業(yè)務(wù)初始化，流程如下圖 3 所示，整體由內(nèi)核啟動(dòng)框架主導(dǎo)初始化流程，圖中淺藍(lán)色部分為啟動(dòng)框架中可接受外部模塊注冊(cè)啟動(dòng)的階段。

注意：
同一層級(jí)內(nèi)的模塊不能有依賴關(guān)系。
圖 3 內(nèi)核啟動(dòng)框架

表 2 啟動(dòng)框架層級(jí)

可通過查看系統(tǒng)編譯生成文件 OHOS_Image.map 中.rodata.init.kernel.*段內(nèi)的符號(hào)表來了解當(dāng)前已注冊(cè)進(jìn)內(nèi)核啟動(dòng)框架中的各個(gè)模塊初始化入口，以及檢查新注冊(cè)的模塊初始化入口是否生效。

編程樣例

在單板 SDK 文件中

/* 內(nèi)核啟動(dòng)框架頭文件 */
#include "los_init.h"
......
/* 新增模塊的初始化函數(shù) */
unsigned int OsSampleModInit(void)
{
    PRINTK("OsSampleModInit SUCCESS!n");
    ......
}
......
/* 在啟動(dòng)框架的目標(biāo)層級(jí)中注冊(cè)新增模塊 */
LOS_MODULE_INIT(OsSampleModInit, LOS_INIT_LEVEL_KMOD_EXTENDED);

?

驗(yàn)證

main core booting up...
OsSampleModInit SUCCESS!
releasing 1 secondary cores
cpu 1 entering scheduler
cpu 0 entering scheduler

根據(jù)上述系統(tǒng)啟動(dòng)階段的打印可知，內(nèi)核在啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行了該注冊(cè)模塊的初始化函數(shù)調(diào)用，完成該模塊的初始化操作。
系統(tǒng)啟動(dòng)完畢后進(jìn)入內(nèi)核態(tài) shell，能夠運(yùn)行 task 命令能夠正常顯示即可。

OHOS # help
***shell commands:*
arp           cat           cd            chgrp         chmod         chown         cp            cpup      
date          dhclient      dmesg         dns           format        free          help          hwi       
ifconfig      ipdebug       kill          log           ls            lsfd          memcheck      mkdir     
mount         netstat       oom           partinfo      partition     ping          ping6         pmm       
pwd           reset         rm            rmdir         sem           shm           stack         statfs    
su            swtmr         sync          systeminfo    task          telnet        touch         umount    
uname         v2p           virstatfs     vmm           watch         writeproc   

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《鴻蒙（Harmony OS）開發(fā)學(xué)習(xí)手冊(cè)》

入門必看：https://docs.qq.com/doc/DUk51cHZJaUpmSlhH
1.應(yīng)用開發(fā)導(dǎo)讀（ArKTS）
2.……

HarmonyOS概念：https://docs.qq.com/doc/DUk51cHZJaUpmSlhH
1.系統(tǒng)定義
2.技術(shù)框架
3.技術(shù)特性
4.系統(tǒng)安全

快速入門：https://docs.qq.com/doc/DUk51cHZJaUpmSlhH
1.基本概念
2.構(gòu)建第一個(gè)ArkTS應(yīng)用
3.……

開發(fā)基礎(chǔ)知識(shí)：https://docs.qq.com/doc/DUk51cHZJaUpmSlhH
1.應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)
2.配置文件
3.應(yīng)用數(shù)據(jù)管理
4.應(yīng)用安全管理
5.應(yīng)用隱私保護(hù)
6.三方應(yīng)用調(diào)用管控機(jī)制
7.資源分類與訪問
8.學(xué)習(xí)ArkTS
9…

基于ArkTS 開發(fā)：https://docs.qq.com/doc/DUk51cHZJaUpmSlhH
1.Ability開發(fā)
2.UI開發(fā)
3.公共事件與通知
4.窗口管理
5.媒體
6.安全
7.網(wǎng)絡(luò)與鏈接
8.電話服務(wù)
9.數(shù)據(jù)管理
10.后臺(tái)任務(wù)(Background Task)管理
11.設(shè)備管理
12.設(shè)備使用信息統(tǒng)計(jì)
13.DFX
14.國際化開發(fā)
15.折疊屏系列
16………

審核編輯 黃宇