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介绍基于STM32F407IGT6芯片在拓维信息 Niobe407 开发板上移植OpenH…往期知识点记录 鸿蒙HarmonyOS应用层开发北向知识点汇总 鸿蒙OpenHarmony南向开发保姆级知识点汇总~ 持续更新中……
介绍基于STM32F407IGT6芯片在拓维信息 Niobe407 开发板上移植OpenHarmony LiteOS-M轻量系统提供交通、工业领域开发板解决方案。移植架构采用Board与SoC分离方案使用arm gcc工具链Newlib C库实现了lwip、littlefs、hdf等子系统及组件的适配开发了配套应用示例代码支持通过Kconfig图形化配置编译选项。
适配准备
下载 stm32cubemx 图形工具。准备ubuntu20.04系统环境安装 arm-none-eabi-gcc 交叉编译工具链。
生成可用工程
通过stm32cubemx工具生成STM32F407IGT6芯片的Makefile工程在此给出如下配置建议
系统相关配置采用默认配置。时钟配置时将SYSCLK选项配置为168MHz发挥芯片最强性能。配置USART1用作调试串口用来打印适配过程中的调试信息。配置stm32cubemx工程选项时将Toolchain/IDE选项选为Makefile。
生成的工程目录如下
├── Core
│ ├── Inc
│ │ ├── main.h
│ │ ├── stm32f4xx_hal_conf.h
│ │ └── stm32f4xx_it.h
│ └── Src
│ ├── main.c --- 主函数
│ ├── stm32f4xx_hal_msp.c --- HAL库弱函数配置文件
│ ├── stm32f4xx_it.c --- 中断回调函数文件
│ └── system_stm32f4xx.c --- 系统
├── Drivers
│ ├── CMSIS --- CMSIS接口
│ └── STM32F4xx_HAL_Driver --- HAL库驱动
├── Makefile --- Makefile编译
├── STM32F407IGTx_FLASH.ld --- 链接文件
├── startup_stm32f407xx.s --- 启动文件
└── stm32f407_output.ioc --- stm32cubemx工程文件验证生成的工程
将生成的工程拷贝至Ubuntu进入工程目录下执行make命令编译确定能够编译成功。
arm-none-eabi-gcc build/main.o build/stm32f4xx_it.o build/stm32f4xx_hal_msp.o build/stm32f4xx_hal_tim.o build/stm32f4xx_hal_tim_ex.o build/stm32f4xx_hal_uart.o build/stm32f4xx_hal_rcc.o build/stm32f4xx_hal_rcc_ex.o build/stm32f4xx_hal_flash.o build/stm32f4xx_hal_flash_ex.o build/stm32f4xx_hal_flash_ramfunc.o build/stm32f4xx_hal_gpio.o build/stm32f4xx_hal_dma_ex.o build/stm32f4xx_hal_dma.o build/stm32f4xx_hal_pwr.o build/stm32f4xx_hal_pwr_ex.o build/stm32f4xx_hal_cortex.o build/stm32f4xx_hal.o build/stm32f4xx_hal_exti.o build/system_stm32f4xx.o build/startup_stm32f407xx.o -mcpucortex-m4 -mthumb -mfpufpv4-sp-d16 -mfloat-abihard -specsnano.specs -TSTM32F407IGTx_FLASH.ld -lc -lm -lnosys -Wl,-Mapbuild/stm32f407_output.map,--cref -Wl,--gc-sections -o build/stm32f407_output.elf
arm-none-eabi-size build/stm32f407_output.elftext data bss dec hex filename5000 20 1636 6656 1a00 build/stm32f407_output.elf
arm-none-eabi-objcopy -O ihex build/stm32f407_output.elf build/stm32f407_output.hex
arm-none-eabi-objcopy -O binary -S build/stm32f407_output.elf build/stm32f407_output.bin编译完成会生成一个.bin文件为了确认该程序能在开发板中成功运行需要main函数中的串口初始化之后通过串口输出一段字符串运行时若收到打印信息则开发板启动成功。
printf(hello world!!\r\n);适配printf输出到串口只需要重写_write函数即可参考如下
#include stdio.hint _write(int fd, char *ptr, int len)
{ return HAL_UART_Transmit(huart1, (uint8_t *)ptr, len, 0xFFFF);
}重新编译代码将其烧录至开发板中验证。
编译构建
目录规划
芯片适配目录规划为
device
├── board --- 单板厂商目录
│ └── talkweb --- 单板厂商名字拓维信息
│ └── niobe407 --- 单板名与产品名一致
└── soc --- SoC厂商目录└── st --- SoC厂商名称└── stm32f4xx --- SoC Series名stm32f4xx是一个系列包含该系列soc相关代码产品样例目录规划为
vendor
└── talkweb --- 开发产品样例厂商目录└── niobe407 --- 产品名字niobe407获取 OpenHarmony源码 根据上述目录规划创建相应文件夹。
预编译适配
预编译适配内容就是围绕hb set命令的适配使工程能够通过该命令设置根目录、单板目录、产品目录、单板公司名等环境变量为后续适配编译做准备。
具体的预编译适配步骤如下
1.在vendor/talkweb/niobe407目录下新增config.json文件用于描述这个产品样例所使用的单板、内核等信息描述信息可参考如下内容
{product_name: niobe407, --- 用于hb set进行选择时显示的产品名称type: mini, --- 构建系统的类型mini/small/standardversion: 3.0, --- 构建系统的版本1.0/2.0/3.0device_company: talkweb, --- 单板厂商名用于编译时找到/device/board/talkweb目录board: niobe407, --- 单板名用于编译时找到/device/board/talkweb/niobe407目录kernel_type: liteos_m, --- 内核类型因为OpenHarmony支持多内核一块单板可能适配了多个内核所以需要指定某个内核进行编译kernel_version: 3.0.0, --- 内核版本一块单板可能适配了多个linux内核版本所以需要指定某个具体的内核版本进行编译subsystems: [ ] --- 选择所需要编译构建的子系统
}2.在//device/board/talkweb/niobe407目录下创建board目录在创建的目录下新增一个config.gni文件用于描述该产品的编译配置信息
# Kernel type, e.g. linux, liteos_a, liteos_m.
kernel_type liteos_m --- 内核类型跟config.json中kernel_type对应# Kernel version.
kernel_version 3.0.0 --- 内核版本跟config.json中kernel_version对应3.验证hb set配置是否正确输入hb set能够显示如下信息 4.通过hb env可以查看选择出来的预编译环境变量 5.hb介绍
hb是OpenHarmony为了方便开发者进行代码构建编译提供的python脚本工具其源码就在//build/lite仓库目录下。在执行hb set命令时脚本会遍历//vendor/product_company/product_name目录下的config.json给出可选产品编译选项。在config.json文件中product_name表示产品名device_company和board用于关联出//device/board/device_company/目录匹配该目录下的any_dir_name/config.gni文件其中any_dir_name目录名可以是任意名称但建议将其命名为适配内核名称如liteos_m、liteos_a、linux。hb命令如果匹配到了多个config.gni会将其中的kernel_type和kernel_version字段与vendor/device_company下config.json文件中的字段进行匹配从而确定参与编译的config.gni文件。
至此预编译适配完成但工程还不能执行hb build进行编译还需要准备好后续的LiteOS-M内核移植。
内核移植
内核移植需要完成LiteOS-M Kconfig适配、gn的编译构建和内核启动最小适配。
Kconfig文件适配
1.在//vendor/talkweb/niobe407目录下创建kernel_configs目录并创建空文件命名为debug.config。
2.打开//kernel/liteos_m/Kconfig文件可以看到在该文件通过orsource命令导入了//device/board和//device/soc下多个Kconfig文件后续需要创建并修改这些文件
orsource ../../device/board/*/Kconfig.liteos_m.shields
orsource ../../device/board/$(BOARD_COMPANY)/Kconfig.liteos_m.defconfig.boards
orsource ../../device/board/$(BOARD_COMPANY)/Kconfig.liteos_m.boards
orsource ../../device/soc/*/Kconfig.liteos_m.defconfig
orsource ../../device/soc/*/Kconfig.liteos_m.series
orsource ../../device/soc/*/Kconfig.liteos_m.soc3.在//device/board/talkweb下参考如下目录结构创建相应的Kconfig文件
.
├── Kconfig.liteos_m.boards
├── Kconfig.liteos_m.defconfig.boards
├── Kconfig.liteos_m.shields
└── niobe407├── Kconfig.liteos_m.board --- 开发板配置选项├── Kconfig.liteos_m.defconfig.board --- 开发板默认配置选项└── liteos_m└── config.gni修改Kconfig文件内容
在//device/board/talkweb/Kconfig.liteos_m.boards文件中添加 if SOC_STM32F407orsource niobe407/Kconfig.liteos_m.board --- 可根据SOC定义加载指定board目录定义endif在//device/board/talkweb/Kconfig.liteos_m.defconfig.boards文件中添加 orsource */Kconfig.liteos_m.defconfig.board在//device/board/talkweb/Kconfig.liteos_m.defconfig.boards文件中添加 orsource shields/Kconfig.liteos_m.shields在//device/board/talkweb/niobe407/Kconfig.liteos_m.board文件中添加 menuconfig BOARD_NIOBE407bool select board niobe407depends on SOC_STM32F407 --- niobe407使用的是stm32f407的SoC只有SoC被选择后niobe407的配置选项才可见、可以被选择。在//device/board/talkweb/niobe407/Kconfig.liteos_m.defconfig.board中添加 if BOARD_NIOBE407--- 用于添加BOARD_NIOBE407默认配置endif #BOARD_NIOBE407在//device/soc/st下参考如下目录结构创建相应的Kconfig文件并将stm32cubemx自动生成工程中的Drivers目录拷贝至stm32f4xx/sdk目录下 .├── Kconfig.liteos_m.defconfig├── Kconfig.liteos_m.series├── Kconfig.liteos_m.soc└── stm32f4xx├── Kconfig.liteos_m.defconfig.series├── Kconfig.liteos_m.defconfig.stm32f4xx├── Kconfig.liteos_m.series├── Kconfig.liteos_m.soc└── sdk└── Drivers├── CMSIS└── STM32F4xx_HAL_Driver6.修改Kconfig文件内容
在//device/soc/st/Kconfig.liteos_m.defconfig中添加 rsource */Kconfig.liteos_m.defconfig.series在//device/soc/st/Kconfig.liteos_m.series中添加 rsource */Kconfig.liteos_m.series在//device/soc/st/Kconfig.liteos_m.soc中添加 config SOC_COMPANY_STMICROELECTRONICSboolif SOC_COMPANY_STMICROELECTRONICSconfig SOC_COMPANYdefault strsource */Kconfig.liteos_m.socendif # SOC_COMPANY_STMICROELECTRONICS在//device/soc/st/stm32f4xx/Kconfig.liteos_m.defconfig.series中添加 if SOC_SERIES_STM32F4xxrsource Kconfig.liteos_m.defconfig.stm32f4xxconfig SOC_SERIESstringdefault stm32f4xxendif在//device/soc/st/stm32f4xx/Kconfig.liteos_m.defconfig.stm32f4xx中添加 config SOCstringdefault stm32f4xxdepends on SOC_STM32F4xx在//device/soc/st/stm32f4xx/Kconfig.liteos_m.series中添加 config SOC_SERIES_STM32F4xxbool STMicroelectronics STM32F4xx seriesselect ARCH_ARMselect SOC_COMPANY_STMICROELECTRONICSselect CPU_CORTEX_M4helpEnable support for STMicroelectronics STM32F4xx series在//device/soc/st/stm32f4xx/Kconfig.liteos_m.soc中添加 choiceprompt STMicroelectronics STM32F4xx series SoCdepends on SOC_SERIES_STM32F4xxconfig SOC_STM32F407bool SoC STM32F407endchoice在kernel/liteos_m目录下执行make menuconfig使得能够对SoC Series进行选择 结果将自动保存在$(PRODUCT_PATH)/kernel_configs/debug.config下次执行make menuconfig时会导出保存的结果。
BUILD.gn文件适配
为了快速熟悉gn的编译和适配建议先阅读 LiteOS-M内核BUILD.gn编写指南。
(注意BUILD.gn文件中不要出现tab字符所有tab用空格代替)
在 kernel/liteos_m/BUILD.gn 中可以看到通过deps指定了Board和SoC的编译入口 deps [ //device/board/$device_company ] --- 对应//device/board/talkweb目录deps [ //device/soc/$LOSCFG_SOC_COMPANY ] --- 对应//device/soc/st目录在//device/board/talkweb/BUILD.gn中新增内容如下 if (ohos_kernel_type liteos_m) {import(//kernel/liteos_m/liteos.gni)module_name get_path_info(rebase_path(.), name)module_group(module_name) {modules [ niobe407 ]}}3.在niobe407目录下创建BUILD.gn为了方便管理将目录名作为模块名 import(//kernel/liteos_m/liteos.gni)module_name get_path_info(rebase_path(.), name)module_group(module_name) {modules [ liteos_m,]}4.将stm32cubemx生成的示例工程Core目录下的文件、startup_stm32f407xx.s启动文件和STM32F407IGTx_FLASH.ld链接文件拷贝至//device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/目录下并在该目录下创建BUILD.gn添加如下内容
import(//kernel/liteos_m/liteos.gni)
module_name get_path_info(rebase_path(.), name)
kernel_module(module_name) {sources [startup_stm32f407xx.s,Src/main.c,Src/stm32f4xx_hal_msp.c,Src/stm32f4xx_it.c,Src/system_stm32f4xx.c,]include_dirs [ Inc,]
}config(public) {ldflags [-Wl,-T rebase_path(STM32F407IGTx_FLASH.ld),-Wl,-u_printf_float,]libs [c,m,nosys,]
}5.在make menuconfig中配置(Top) → Compat → Choose libc implementation选择newlibc。
6.由于_write函数会与kernel的文件操作函数重名会导致编译失败。后续会换一种方法来适配printf函数此处我们先将main.c文件中对_write函数的重写删除将printf函数改用如下方式进行串口打印测试。
uint8_t test[]{hello niobe407!!\r\n};
int len strlen(test);
HAL_UART_Transmit(huart1, (uint8_t *)test, len, 0xFFFF);7.同理//device/soc/st/BUILD.gn也是一样按照目录结构层层依赖包含最终在//device/soc/st/stm32f4xx/sdk/BUILD.gn中通过kernel_module模板中指定需要参与编译的文件及编译参数参考如下
import(//kernel/liteos_m/liteos.gni)
module_name stm32f4xx_sdk
kernel_module(module_name) {asmflags board_asmflagssources [Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_rcc.c,Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_rcc_ex.c,Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_gpio.c,Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_dma_ex.c,Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_dma.c,Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_cortex.c,Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal.c,Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_exti.c,Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_uart.c,]
}
#指定全局头文件搜索路径
config(public) {include_dirs [Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc,Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include,]
}config.gni文件适配
在预编译阶段在//device/board/talkweb/niobe407/liteos_m目录下创建了一个config.gni文件它其实就是gn脚本的头文件可以理解为工程构建的全局配置文件。主要配置了CPU型号、交叉编译工具链及全局编译、链接参数等重要信息
# Kernel type, e.g. linux, liteos_a, liteos_m.
kernel_type liteos_m# Kernel version.
kernel_version 3.0.0# Board CPU type, e.g. cortex-a7, riscv32.
board_cpu cortex-m4# Board arch, e.g. armv7-a, rv32imac.
board_arch # 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. Its not mandatory if you use the default toolchain.
board_toolchain arm-none-eabi-gccuse_board_toolchain true# The toolchain path installed, its not mandatory if you have added toolchain path to your ~/.bashrc.
board_toolchain_path # Compiler prefix.
board_toolchain_prefix arm-none-eabi-# Compiler type, gcc or clang.
board_toolchain_type gcc#Debug compiler optimization level options
board_opt_flags [-mcpucortex-m4,-mthumb,-mfpufpv4-sp-d16,-mfloat-abihard,
]# Board related common compile flags.
board_cflags [-Og,-Wall,-fdata-sections,-ffunction-sections,-DSTM32F407xx,
]
board_cflags board_opt_flagsboard_asmflags [-Og,-Wall,-fdata-sections,-ffunction-sections,
]
board_asmflags board_opt_flagsboard_cxx_flags board_cflagsboard_ld_flags board_opt_flags# Board related headfiles search path.
board_include_dirs [ //utils/native/lite/include ]# Board adapter dir for OHOS components.
board_adapter_dir 如上所示比较难理解的就是board_opt_flags、board_cflags、board_asmflags等几个参数配置。可以参考如下描述从stm32cubemx生成的工程中的Makefile文件中提取出来
board_opt_flags : 编译器相关选项一般为芯片架构、浮点类型、编译调试优化等级等选项。
board_asmflags 汇编编译选项与Makefile中的ASFLAGS变量对应。
board_cflags C代码编译选项与Makefile中的CFLAGS变量对应。
board_cxx_flags C代码编译选项与Makefile中的CXXFLAGS变量对应。
board_ld_flags 链接选项与Makefile中的LDFLAGS变量对应。内核子系统适配
在//vendor/talkweb/niobe407/config.json文件中添加内核子系统及相关配置,如下所示
{product_name: niobe407,type: mini,version: 3.0,device_company: talkweb,board: niobe407,kernel_type: liteos_m,kernel_version: 3.0.0,subsystems: [ {subsystem: kernel,components: [{component: liteos_m}]}],product_adapter_dir: ,third_party_dir: //third_party
}target_config.h文件适配
在//kernel/liteos_m/kernel/include/los_config.h文件中有包含一个名为target_config.h的头文件如果没有这个头文件则会编译出错。
该头文件的作用主要是定义一些与soc芯片相关的宏定义可以创建一个空头文件再配合编译报错提示信息来确定需要定义哪些宏。经验证Cortex-M4的核适配只需定义LOSCFG_BASE_CORE_TICK_RESPONSE_MAX宏并包含stm32f4xx.h头文件即可将kernel编译通过。
若前期不知如何配置可以参考虚拟机qemu示例中//device/qemu/arm_mps2_an386/liteos_m/board/target_config.h的配置。
#ifndef _TARGET_CONFIG_H
#define _TARGET_CONFIG_H#define LOSCFG_BASE_CORE_TICK_RESPONSE_MAX 0xFFFFFFUL
#include stm32f4xx.h //包含了stm32f4平台大量的宏定义#endif其中宏定义LOSCFG_BASE_CORE_TICK_RESPONSE_MAX是直接参考的//device/qemu/arm_mps2_an386/liteos_m/board/target_config.h文件中的配置//device/qemu/arm_mps2_an386是cortex-m4的虚拟机工程后续适配可以直接参考在此不做深入讲解。
内核启动适配
至此已经可以成功将kernel子系统编译通过并且在out目录下生成OHOS_Image.bin文件。将生成的OHOS_Image.bin文件烧录至开发板验证板子能否正常启动运行如果能成功打印出main函数中串口输出的正确的打印信息则可以开始进行内核启动适配。
1.为liteos_m分配内存适配内存分配函数
在文件//kernel/liteos_m/kernel/src/mm/los_memory.c中OsMemSystemInit函数通过LOS_MemInit进行了内存初始化。可以看到几个比较关键的宏需要我们指定我们将其添加到target_config.h中
extern unsigned int __los_heap_addr_start__;
extern unsigned int __los_heap_addr_end__;
#define LOSCFG_SYS_EXTERNAL_HEAP 1
#define LOSCFG_SYS_HEAP_ADDR ((void *)__los_heap_addr_start__)
#define LOSCFG_SYS_HEAP_SIZE (((unsigned long)__los_heap_addr_end__) - ((unsigned long)__los_heap_addr_start__))其中__los_heap_addr_start__与__los_heap_addr_end__变量在STM32F407IGTx_FLASH.ld链接文件中被定义, 将_user_heap_stack花括号内内容修改为:
._user_heap_stack :
{. ALIGN(0x40);__los_heap_addr_start__ .;__los_heap_addr_end__ ORIGIN(RAM) LENGTH(RAM);
} RAM除此之外我们还需要适配内存分配函数由于内核中已经对_malloc_r等内存分配函数进行了实现在此我们采用包装函数的方式来适配用内核中的内存分配函数替换标准库中的内存分配函数即可在//device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/config.gni中board_ld_flags链接参数变量修改为
board_ld_flags [-Wl,--wrap_calloc_r,-Wl,--wrap_malloc_r,-Wl,--wrap_realloc_r,-Wl,--wrap_reallocf_r,-Wl,--wrap_free_r,-Wl,--wrap_memalign_r,-Wl,--wrap_malloc_usable_size_r,
]
board_ld_flags board_opt_flags2.适配printf打印
为了方便后续调试第一步需要先适配printf函数。而printf的函数适配可大可小在此只做简单适配具体实现可以参考其它各开发板源码。
在main.c同级目录下创建dprintf.c文件文件内容如下
#include stdarg.h
#include los_interrupt.h
#include stdio.hextern UART_HandleTypeDef huart1;INT32 UartPutc(INT32 ch, VOID *file)
{char RL \r;if (ch \n) {HAL_UART_Transmit(huart1, RL, 1, 0xFFFF);}return HAL_UART_Transmit(huart1, (uint8_t *)ch, 1, 0xFFFF);
}static void dputs(char const *s, int (*pFputc)(int n, FILE *cookie), void *cookie)
{unsigned int intSave;intSave LOS_IntLock();while (*s) {pFputc(*s, cookie);}LOS_IntRestore(intSave);
}int printf(char const *fmt, ...)
{char buf[1024] { 0 };va_list ap;va_start(ap, fmt);int len vsnprintf_s(buf, sizeof(buf), 1024 - 1, fmt, ap);va_end(ap);if (len 0) {dputs(buf, UartPutc, 0);} else {dputs(printf error!\n, UartPutc, 0);}return len;
}在串口初始化之后使用printf函数打印测试是否适配成功。
3.调用LOS_KernelInit初始化内核进入任务调度。
在main函数中串口初始化之后调用LOS_KernelInit进行初始化创建任务示例进入任务调度。
#include los_task.hUINT32 ret;
ret LOS_KernelInit(); //初始化内核
if (ret LOS_OK) {TaskSample(); //示例任务函数在此函数中创建线程任务LOS_Start(); //开始任务调度程序执行将阻塞在此由内核接管调度
}其中TaskSample()函数内容如下
VOID TaskSampleEntry2(VOID)
{while (1) {printf(TaskSampleEntry2 running...\n);(VOID)LOS_TaskDelay(2000); /* 2000 millisecond */}
}VOID TaskSampleEntry1(VOID)
{while (1) {printf(TaskSampleEntry1 running...\n);(VOID)LOS_TaskDelay(2000); /* 2000 millisecond */}
}
VOID TaskSample(VOID)
{UINT32 uwRet;UINT32 taskID1;UINT32 taskID2;TSK_INIT_PARAM_S stTask {0};stTask.pfnTaskEntry (TSK_ENTRY_FUNC)TaskSampleEntry1;stTask.uwStackSize 0x1000;stTask.pcName TaskSampleEntry1;stTask.usTaskPrio 6; /* Os task priority is 6 */uwRet LOS_TaskCreate(taskID1, stTask);if (uwRet ! LOS_OK) {printf(Task1 create failed\n);}stTask.pfnTaskEntry (TSK_ENTRY_FUNC)TaskSampleEntry2;stTask.uwStackSize 0x1000;stTask.pcName TaskSampleEntry2;stTask.usTaskPrio 7; /* Os task priority is 7 */uwRet LOS_TaskCreate(taskID2, stTask);if (uwRet ! LOS_OK) {printf(Task2 create failed\n);}
}适配完内核启动后可以通过调试串口看到如下打印信息 后续还需要对整个基础内核进行详细适配验证。
内核基础功能适配
内核基础功能适配项包括中断管理、任务管理、内存管理、内核通信机制、时间管理、软件定时器可以参考对应链接中的编程实例进行内核基础功能验证。在验证的过程中发现问题针对相应问题进行具体的适配。
从上一节中打印信息输出时间间隔可以看出LOS_TaskDelay函数的延时时间不准确我们可以在target_config.h中定义如下宏进行内核时钟适配
#define OS_SYS_CLOCK 168000000
#define LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND (1000UL)
其它内核基础功能的适配方法大多也是围绕于target_config.h中的宏定义需要大家配合//kernel/liteos_m下源码自行尝试摸索在此不做进一步讲解。
littlefs文件系统移植适配
Niobe407开发板外挂了16MB的SPI-FLASHNiobe407基于该Flash进行了littlefs适配。
内核已经对littlefs进行了适配我们只需要开启Kconfig中的配置然后适配Littlefs如下接口 int32_t LittlefsRead(const struct lfs_config *cfg, lfs_block_t block,lfs_off_t off, void *buffer, lfs_size_t size){W25x_BufferRead(buffer, cfg-context cfg-block_size * block off, size);return LFS_ERR_OK;}int32_t LittlefsProg(const struct lfs_config *cfg, lfs_block_t block,lfs_off_t off, const void *buffer, lfs_size_t size){W25x_BufferWrite((uint8_t *)buffer,cfg-context cfg-block_size * block off,size);return LFS_ERR_OK;}int32_t LittlefsErase(const struct lfs_config *cfg, lfs_block_t block){W25x_SectorErase(cfg-context cfg-block_size * block);return LFS_ERR_OK;}int32_t LittlefsSync(const struct lfs_config *cfg){return LFS_ERR_OK;}W25x_BufferRead等函数是spi-flash读写操作的接口不同型号的spi-flash其实现也不同Niobe407的SPI-Flash操作具体实现可参考//device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/drivers/spi_flash/src/w25qxx.c
由于SPI已经hdf化了而littlefs依赖于spi驱动为了方便对文件系统进行配置可以将littlefs的配置加入至.hcs文件中具体参考//device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/hdf_config/hdf_littlefs.hcs文件
misc {littlefs_config {match_attr littlefs_config;mount_points [/talkweb];partitions [0x800000];block_size [4096];block_count [256];}
}板级驱动移植
驱动适配相关文件放置在//drivers/adapter/platform中对应有gpioi2cpwmspiuartwatchdog都是通过HDF机制加载本章节以pwm为例进行说明。
PWM驱动适配
在HDF框架中PWM的接口适配模式采用独立服务模式在这种模式下每一个设备对象会独立发布一个设备服务来处理外部访问设备管理器收到API的访问请求之后通过提取该请求的参数达到调用实际设备对象的相应内部方法的目的。独立服务模式可以直接借助HDF DeviceManager的服务管理能力但需要为每个设备单独配置设备节点。
接口说明
1. pwm open初始化函数:DevHandle PwmOpen(uint32_t num);参数说明: num: PWM设备编号。return: 获取成功返回PWM设备句柄,失败返回NULL。
2. pwm close去初始化函数void PwmClose(DevHandle handle);参数说明handle pwm设备句柄。return: 无。
3. 设置PWM设备参数int32_t PwmSetConfig(DevHandle handle, struct PwmConfig *config);参数说明handle pwm设备句柄。*config 参数指针。return: 返回0表示设置成功返回负数表示失败。PWM HDF HCS配置文件解析
device_info.hcs文件位于//device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/hdf_config/device_info.hcs以下示例为使用TIM2、TIM3和TIM7定时器输出PWM信号
device_pwm1 :: device {pwm1 :: deviceNode {policy 2;priority 100;moduleName ST_HDF_PLATFORM_PWM;serviceName HDF_PLATFORM_PWM_1;deviceMatchAttr config_pwm1;}
}
device_pwm2 :: device {pwm2 :: deviceNode {policy 2;priority 100;moduleName ST_HDF_PLATFORM_PWM;serviceName HDF_PLATFORM_PWM_2;deviceMatchAttr config_pwm2;}
}
device_pwm7 :: device {pwm7 :: deviceNode {policy 2;priority 100;moduleName ST_HDF_PLATFORM_PWM;serviceName HDF_PLATFORM_PWM_7;deviceMatchAttr config_pwm7;}
}hdf.hcs文件位于//device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/hdf_config/hdf.hcs在此文件中配置TIM定时器具体信息
--- 注意tim2-tim7、tim12-tim14时钟频率为84MTIM1、TIM8~TIM11为168Mtim6和tim7不能输出pwm。
--- tim1~tim5、tim8有4个channeltim9、tim12有2个channeltim10、tim11、tim13、tim14只有1个channel。pwm_config {pwm1_config {match_attr config_pwm1;pwmTim 1; --- 定时器ID tim20:tim11:tim2...tim6和tim7不可用pwmCh 3; --- 对应channel数0:ch1、1:ch2、2:ch3、3:ch4prescaler 4199; --- 预分频数例如tim2时钟为84M,(84M/(41991))20khz则以20khz为基准。} pwm2_config {match_attr config_pwm2;pwmTim 2;pwmCh 0;prescaler 8399;} pwm3_config {match_attr config_pwm7;pwmTim 7;pwmCh 0;prescaler 8399;}
}hdf pwm适配代码请参考//drivers/adapter/platform/pwm/pwm_stm32f4xx.c
hdf pwm使用示例可请参考//device/board/talkweb/niobe407/applications/206_hdf_pwm
子系统适配
OpenHarmony子系统适配一般包含两部分
在config.json中增加对应子系统和部件这样编译系统会将该部件纳入编译目标中。针对该部件的HAL层接口进行硬件适配或者可选的软件功能适配。
LWIP部件适配
LiteOS-M kernel通过Kconfig配置可以使lwip参与编译并可以在kernel组件中指定lwip编译适配的目录。如下
{subsystem: kernel,components: [{component: liteos_m,features: [ohos_kernel_liteos_m_lwip_path \//device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/lwip_adapter\ --- 指定适配路径]}]
}在指定的编译适配目录中通过#include_next lwip/lwipopts.h的方式入侵修改lwip三方库中头文件配置关于有线以太网LWIP适配部分后续会补充详细适配步骤在此先不做深入讲解。
启动恢复子系统适配
启动恢复子系统适配bootstrap_lite和syspara_lite两个组件。请在//vendor/talkweb/niobe407/config.json中新增对应的配置选项。
{subsystem: startup,components: [{component: bootstrap_lite,features: []},{component: syspara_lite,features: []}]
}适配bootstrap_lite部件时需要在链接文件//device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/STM32F407IGTx_FLASH.ld中手动新增如下段
__zinitcall_bsp_start .;
KEEP (*(.zinitcall.bsp0.init))
KEEP (*(.zinitcall.bsp1.init))
KEEP (*(.zinitcall.bsp2.init))
KEEP (*(.zinitcall.bsp3.init))
KEEP (*(.zinitcall.bsp4.init))
__zinitcall_bsp_end .;
__zinitcall_device_start .;
KEEP (*(.zinitcall.device0.init))
KEEP (*(.zinitcall.device1.init))
KEEP (*(.zinitcall.device2.init))
KEEP (*(.zinitcall.device3.init))
KEEP (*(.zinitcall.device4.init))
__zinitcall_device_end .;
__zinitcall_core_start .;
KEEP (*(.zinitcall.core0.init))
KEEP (*(.zinitcall.core1.init))
KEEP (*(.zinitcall.core2.init))
KEEP (*(.zinitcall.core3.init))
KEEP (*(.zinitcall.core4.init))
__zinitcall_core_end .;
__zinitcall_sys_service_start .;
KEEP (*(.zinitcall.sys.service0.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.service1.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.service2.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.service3.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.service4.init))
__zinitcall_sys_service_end .;
__zinitcall_sys_feature_start .;
KEEP (*(.zinitcall.sys.feature0.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.feature1.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.feature2.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.feature3.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.feature4.init))
__zinitcall_sys_feature_end .;
__zinitcall_run_start .;
KEEP (*(.zinitcall.run0.init))
KEEP (*(.zinitcall.run1.init))
KEEP (*(.zinitcall.run2.init))
KEEP (*(.zinitcall.run3.init))
KEEP (*(.zinitcall.run4.init))
__zinitcall_run_end .;
__zinitcall_app_service_start .;
KEEP (*(.zinitcall.app.service0.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.service1.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.service2.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.service3.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.service4.init))
__zinitcall_app_service_end .;
__zinitcall_app_feature_start .;
KEEP (*(.zinitcall.app.feature0.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.feature1.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.feature2.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.feature3.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.feature4.init))
__zinitcall_app_feature_end .;
__zinitcall_test_start .;
KEEP (*(.zinitcall.test0.init))
KEEP (*(.zinitcall.test1.init))
KEEP (*(.zinitcall.test2.init))
KEEP (*(.zinitcall.test3.init))
KEEP (*(.zinitcall.test4.init))
__zinitcall_test_end .;
__zinitcall_exit_start .;
KEEP (*(.zinitcall.exit0.init))
KEEP (*(.zinitcall.exit1.init))
KEEP (*(.zinitcall.exit2.init))
KEEP (*(.zinitcall.exit3.init))
KEEP (*(.zinitcall.exit4.init))
__zinitcall_exit_end .;需要新增上述段是因为bootstrap_init提供的对外接口见//utils/native/lite/include/ohos_init.h文件采用的是灌段的形式最终会保存到上述链接段中。主要的服务自动初始化宏如下表格所示
接口名描述SYS_SERVICE_INIT(func)标识核心系统服务的初始化启动入口SYS_FEATURE_INIT(func)标识核心系统功能的初始化启动入口APP_SERVICE_INIT(func)标识应用层服务的初始化启动入口APP_FEATURE_INIT(func)标识应用层功能的初始化启动入口
通过上面加载的组件编译出来的lib文件需要手动加入强制链接。
如在 //vendor/talkweb/niobe407/config.json 中配置了bootstrap_lite 部件 {subsystem: startup,components: [{component: bootstrap_lite},...]},bootstrap_lite部件会编译//base/startup/bootstrap_lite/services/source/bootstrap_service.c该文件中通过SYS_SERVICE_INIT将Init函数符号灌段到__zinitcall_sys_service_start和__zinitcall_sys_service_end中由于Init函数是没有显式调用它所以需要将它强制链接到最终的镜像。如下
static void Init(void)
{static Bootstrap bootstrap;bootstrap.GetName GetName;bootstrap.Initialize Initialize;bootstrap.MessageHandle MessageHandle;bootstrap.GetTaskConfig GetTaskConfig;bootstrap.flag FALSE;SAMGR_GetInstance()-RegisterService((Service *)bootstrap);
}
SYS_SERVICE_INIT(Init); --- 通过SYS启动即SYS_INIT启动就需要强制链接生成的lib在//base/startup/bootstrap_lite/services/source/BUILD.gn文件中描述了在//out/niobe407/niobe407/libs 生成 libbootstrap.a如下
static_library(bootstrap) {sources [bootstrap_service.c,system_init.c,]...适配syspara_lite部件时系统参数会最终写到文件中进行持久化保存。在轻量系统中文件操作相关接口有POSIX接口与HalFiles接口这两套实现。
因为对接内核的文件系统采用POSIX相关的接口所以features字段中需要增加enable_ohos_startup_syspara_lite_use_posix_file_api true。
如果对接HalFiles相关的接口实现的则无须修改。
DFX子系统适配
进行DFX子系统适配需要添加hilog_lite和hievent_lite部件直接在config.json文件配置即可。
{subsystem: hiviewdfx,components: [{component: hilog_lite,features: []},{component: hievent_lite,features: []}]
}配置完成之后需要注册日志输出实现函数并加入编译。
bool HilogProc_Impl(const HiLogContent *hilogContent, uint32_t len)
{char tempOutStr[LOG_FMT_MAX_LEN];tempOutStr[0] 0,tempOutStr[1] 0;if (LogContentFmt(tempOutStr, sizeof(tempOutStr), hilogContent) 0) {printf(tempOutStr);}return true;
}HiviewRegisterHilogProc(HilogProc_Impl);系统服务管理子系统适配
进行系统服务管理子系统适配需要添加samgr_lite部件直接在config.json配置即可。
{subsystem: systemabilitymgr,components: [{component: samgr_lite,features: []}]
}
在轻量系统中samgr_lite配置的共享任务栈大小默认为2048。在适配时可以在features中通过config_ohos_systemabilitymgr_samgr_lite_shared_task_size重新设置共享任务栈大小。
config_ohos_systemabilitymgr_samgr_lite_shared_task_size 4096安全子系统适配
进行安全子系统适配需要添加huks组件直接在config.json配置即可。
{subsystem: security,components: [{component: huks,features: [huks_use_lite_storage true,huks_use_hardware_root_key true,huks_config_file \hks_config_lite.h\,huks_key_store_path \storage\]}]
}huks部件适配时huks_key_store_path配置选项用于指定存放秘钥路径,huks_config_file为配置头文件名称。
公共基础库子系统适配
公共基础库子系统适配添加了kv_store、file、os_dump组件直接在config.json配置即可。
{subsystem: utils,components: [{component: file,features: []},{component: kv_store,features: [enable_ohos_utils_native_lite_kv_store_use_posix_kv_api false]},{component: os_dump,features: []}]
},与适配syspara_lite部件类似适配kv_store部件时键值对会写到文件中。在轻量系统中文件操作相关接口有POSIX接口与HalFiles接口这两套实现。因为对接内核的文件系统采用POSIX相关的接口所以features需要增加enable_ohos_utils_native_lite_kv_store_use_posix_kv_api true。如果对接HalFiles相关的接口实现的则无须修改。
HDF子系统适配
与启动恢复子系统适配类似我们需要在链接文件//device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/STM32F407IGTx_FLASH.ld中手动新增如下段:
_hdf_drivers_start .;
KEEP(*(.hdf.driver))
_hdf_drivers_end .;然后在kernel初始化完成后调用DeviceManagerStart函数执行完成后才能调用hdf接口控制外设。
#include devmgr_service_start.h --- 注意需要包含该头文件#ifdef LOSCFG_DRIVERS_HDFDeviceManagerStart();
#endifdevmgr_service_start.h头文件所在路径为: //drivers/framework/core/common/include/manager,为保证编译时能找到该头文件需要将其加入到include_dirs中
XTS兼容性测评子系统适配
产品兼容性规范
产品兼容性规范文档请参考 产品兼容性SIG介绍。
添加XTS子系统
XTS测试参考资料见 xts参考资料进行XTS子系统适配需要添加xts_acts与xts_tools组件直接在config.json配置即可配置如下
{subsystem: xts,components: [{component: xts_acts,features: []},{component: xts_tools,features: []}]
}我们可以在xts_acts组件的features数组中指定如下属性:
config_ohos_xts_acts_utils_lite_kv_store_data_path 配置挂载文件系统根目录的名字。enable_ohos_test_xts_acts_use_thirdparty_lwip 表示如果使用thirdparty/lwip目录下的源码编译则设置为true否则设置为false。
编译XTS
在配置config.json后使用hb build是不会去编译xts的只有在debug版本编译时才会参与编译并且需要我们强制链接需要进行测试的套件静态库。
在我们//device/board/talkweb/liteos_m下包含kernel_module的BUILD.gn 脚本中添加如下内容
config(public) {if (build_xts) {lib_dirs [ $root_out_dir/libs ]ldflags [-Wl,--whole-archive, --- 开启whole-archive特性可以把在其后面出现的静态库包含的函数和变量输出到动态库-lbootstrap,-lbroadcast,-lhctest,#公共基础库# -lmodule_ActsUtilsFileTest,# -lmodule_ActsKvStoreTest,#DFX-lmodule_ActsDfxFuncTest,-lmodule_ActsHieventLiteTest,#启动恢复# -lmodule_ActsBootstrapTest,# -lmodule_ActsParameterTest,#分布式任务调度# -lmodule_ActsSamgrTest,-Wl,--no-whole-archive, --- 关掉whole-archive这个特性]}
}由于Niobe407开发板内存有限xts测试时需要分套件测试。执行如下编译命令即可生成包含xts测试的固件。
hb build -f -b debug --gn-args build_xtstrue此外我们还需要修改//vendor/talkweb/niobe407/hals/utils/sys_param/hal_sys_param.c文件将这些字符串定义正确。
static const char OHOS_DEVICE_TYPE[] {Evaluation Board};
static const char OHOS_DISPLAY_VERSION[] {OpenHarmony 3.1};
static const char OHOS_MANUFACTURE[] {Talkweb};
static const char OHOS_BRAND[] {Talkweb};
static const char OHOS_MARKET_NAME[] {Niobe};
static const char OHOS_PRODUCT_SERIES[] {Niobe};
static const char OHOS_PRODUCT_MODEL[] {Niobe407};
static const char OHOS_SOFTWARE_MODEL[] {1.0.0};
static const char OHOS_HARDWARE_MODEL[] {2.0.0};
static const char OHOS_HARDWARE_PROFILE[] {RAM:192K,ROM:1M,ETH:true};
static const char OHOS_BOOTLOADER_VERSION[] {twboot-v2022.03};
static const char OHOS_ABI_LIST[] {armm4_hard_fpv4-sp-d16-liteos};
static const char OHOS_SERIAL[] {1234567890}; // provided by OEM.验证XTS
编译完成后将固件烧录至开发板xts全部跑完会有显示xx Tests xx Failures xx Ignored等信息以下以公共基础库测试为例
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:590:testKvStoreClearCache002:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:625:testKvStoreCacheSize001:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:653:testKvStoreCacheSize002:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:681:testKvStoreCacheSize003:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:709:testKvStoreMaxSize001:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:737:testKvStoreMaxSize002:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:765:testKvStoreMaxSize003:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:793:testKvStoreMaxSize004:PASS
------------------------------------------------------------------
32 Tests 0 Failures 0 Ignored
OK
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