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从本质上学会基于HarmonyOS开发Hi3861(主要讲解方法)

2020-11-26 20:00:07  283 rtos 开发板 HarmonyOS
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引言:花半秒钟就看透事物本质的人,和花一辈子都看不透事物本质的人,注定是截然不同的命运
做开发也一样,如果您能看透开发的整个过程,就不会出现“学会了某个RTOS的开发,同样的RTOS开发换一块开发板又不会了”,“跟着教程学会了某块开发板的某个Demo开发,自己开发另一个Demo又不会了”等等问题,只要能看透就能做到触类旁通,游刃有余!一定要活学活用,不能学死了,多想想为什么,不要死记过程。
在基于HarmonyOS开发Hi3861之前,需要对整个开发环境及过程有一个全局上的了解,首先还是从这一张最经典的框架图给大家讲起:
      
目前我们对Hi3861的开发主要涉及上图中的内核抽象层、系统能力子系统、DXF子系统、公共基础库子系统(提供KV存储、文件操作、定时器、IoT外设控制等能力供OpenHARMony各业务子系统及上层应用使用)、系统服务框架子系统(用于提供面向服务编程和对外提供能力用于分布式任务调度)
1、构建系统
该构建系统由python脚本配合gn、ninja组成,若是为了开发Demo或者应用,不必细究编译构建系统的具体实现细节,只需要做到会使用即可。
当我们输入python build.py wIFiiot指令,python脚本开始读取build目录中与wifiiot设备相关的各项参数信息并构造编译指令如下:
gn工具所在目录/gn gen 源码所在目录/out/wifiiot --root=. --dotfile=build/lite/.gn --args='product = "wifiiot" ohos_build_type = "release"' 这条指令用于生成一些xxx.ninja文件,这些文件将在下一阶段指导ninja编译源码生成烧录文件
ninja工具所在目录/ninja -w dupbuild=warn -C 源码所在目录/out/wifiiot 这条指令用于根据前面生成的xxx.ninja文件调用工具链编译源码最终生成烧录文件
gn用于根据每个目录下的BUID,gn文件搜寻编译生成烧录文件所需的依赖文件,所以我们只要学会如何写BUILD.gn文件即可,关于具体实现本章就暂且略过,后期会给大家补上。
这里以LED_example.c程序为例,给大家分析BUILD.gn文件,希望大家能举一反三:
在code-1.0\applications\sample\wifi-iot\app目录中有一个BUILD.gn文件,大家可以将该文件理解为一个管理者,它管理app目录中的每个子目录,通过这个BUILD.gn文件中的features字段可以决定哪一个子目录中的BUILD.gn中指定的源文件会被编译到烧录文件中,如下图所示:

假设我们要将app/iothardware目录中的led_example.c文件编译到烧录程序中,需要打开app/iothardware/BUILD.gn文件查看该文件中的源代码被为静态库的名称,可以看到名称为led_example,如下图所示:

这时我们将app/BUILD.gn文件中的startup修改为iothardware:led_example就大功告成啦!如下图所示:

.gn文件的feature字段格式为:模块源文件所在路径:模块名称
请注意:.gn文件中的空白都是空格,不是Tab键(制表符),如果您输入了制表符,在生成ninja文件时就会产生如下图所示错误:

我出一个问题考考大家,如果我们在app/iothardware目录中添加一个hello_world.c文件,主要用于打印hello_world,假设源代码已经写好了,如下图所示,您应该如何将其添加进编译列表中与其他程序一起进行编译呢?

您应该修改app/iothardware/BUILD.gn文件,将hello_world.c文件添加到sources字段中,如下图所示:

若这时我们在app/iothardware目录下新建一个head的目录,并在其中新建一个名为hello_world.h的头文件,内容如下图所示:

并修改hello_world.c的内容如下图所示:

这时如果直接进行编译,则会产生找不到头文件错误,如下图所示:

我们应该继续对app/iothardware/BUILD.gn文件进行修改,在include_dirs中添加hello_world.h头文件所在路径,如下图所示:

上面的路径中以 //开头的路径为绝对路径,//表示root参数指定的路径,也就是code-1,0,而test路径则为相对路径,以当前BUILD.gn文件所在目录作为参照。
这样一个简单的Demo就开发好了,不知道读者有没有这样的疑问:为什么我知道启动一个任务的宏是SYSY_RUN(),IIC、SPI等等外设操作的函数是什么?一系列类似的问题,那您继续往下看就能找到答案。
2、目录结构
注意:Hi3861模组只用到了部分组件
希望大家能跟随我对目录的介绍,自己打开对应本地SDK的目录来看一看
├── applications   存放例程
│   └── sample
├── base
│   ├── global  全球化子系统
│   ├── hiviewdfx  DXF子系统
│   ├── iot_hardware  iot设备的公共基础库子系统,提供外设操作,IIC、SPI等等
│   ├── security         安全子系统
│   └── startup          启动恢复相关
├── build                   构建系统相关,存放各类芯片的编译构建参数等等
│   └── lite
├── build.py -> build/lite/build.py  与构建系统相配合的python脚本(用于启动构建)
├── docs   文档
├── domains 集成各个厂商的SDK
│   └── iot
├── drivers 驱动相关,HDF驱动框架
│   ├── hdf
│   └── liteos
├── foundation
│   ├── aafwk    提供一个Want名称的数据类型用于加速应用的启动
│   ├── ace        JS应用开发框架
│   ├── appexecfwk  用于程序框架子系统
│   ├── communication  分布式通信子系统(软总线)
│   ├── distributedschedule  系统服务框架子系统(面向服务编程,提供服务、使用服务等)、分布式任务调度子系统
│   ├── graphic  图形子系统
│   └── multimedia 媒体子系统
├── kernel 内核以及kal层
│   ├── liteos_a 面向Hi3516 3518等资源较丰富设备的内核
│   └── liteos_m 面向资源受限设备的内核
├── out  编译输出文件
│   ├── ipcamera_hi3516dv300
│   └── wifiiot
├── prebuilts 提供一些库文件
│   └── lite
├── test 测试子系统
│   ├── developertest
│   ├── xdevice
│   └── xts
├── third_party  第三方库,例如cmsis、cJSON、fatfs等等
├── utils  公共基础系统,提供文件操作统一接口、KV存储、文件操作、定时器
│   └── native
└── vendor 各个厂商提供的SDK
    ├── hisi
    └── huawei
base以及foundation中的各个组件中都有两个名字相同的文件夹frameworks和inteRFaces,其中frameworks中存放该组件的具体实现,interfaces中存放对外提供的调用接口,这里以base/iot_hardware为例,其中hal文件夹中存放hi3861的SDK中提供的KV存储、文件操作、定时器和IoT外设控制的函数接口(函数接口指的是函数声明,我们只要知道函数声明,就不用关心函数的实现细节就能调用该函数完成相应操作),frameworks是对hal中的函数声明进行一定的封装,从而实现统一的接口,封装后的函数声明位于interfaces文件夹中,换句话说,我们想使用某个组件只需要查看interfaces文件夹中的声明,这样做的好处是:更换硬件或软件实现的情况下无需改动上层应用(例如目前我使用hi3861开发板实现了一些功能,这时甲方爸爸叫我用hi3516来实现同样的功能,我只需要将相应功能的底层支持函数的调用接口修改为interfaces文件夹中的形式,即可完成新的需求),大大的提高了开发效率。


3、如何创建一个任务?
SYS_RUN宏定义的正确用法为:
首先定义一个“初始化函数”,例如下面的“LedExampleEntry()”,所谓初始化是指初始化即将启动的任务需要的各类资源(例如:GPIO外设初始化),在这个“初始化”函数中初始化好了各类资源后调用osThreadNew函数(该创建线程的函数中调用了LOS_TASK_Create函数,也就是上面liblitekernel_flash.a库中提供的函数)创建线程即可。最后将“初始化”函数传入SYS_RUN宏中,在系统启动阶段时,系统会为其创建一个进程,优先级默认为2。SYS_RUN宏会在链接时将进程入口函数统一链接到某个段中,等待系统启动去这个段中将这些进程加载并运行(之前LiteOS的思想),这样做的优势是:可以让系统在合适的时候自动加载这些进程,无需用户考虑什么时候加载进程比较合适。
其中体现了一个进程和线程的思想,首先通过SYS_RUN宏创建了一个进程,该进程下面可以有多个线程。
//来源于code-1.0\utils\native\lite\include\ohos_init.h/** * @Brief Identifies the entry for initializing and starting a system running phase by the * priority 2. * * This macro is used to identify the entry called at the priority 2 in the system startup * phase of the startup process. \n * * @param func Indicates the entry function for initializing and starting a system running phase. * The type is void (*)(void). */#define SYS_RUN(func) LAYER_INITCALL_DEF(func, run, "run")    //来源于code-1.0\applications\sample\wifi-iot\app\iothardware\led_example.c  static void LedExampleEntry(void){    osThreadAttr_t attr;  //第一步初始化该进程需要用到的资源    GpioInit();    IoSetFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_9, WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_9_GPIO);    GpioSetDir(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_9, WIFI_IOT_GPIO_DIR_OUT);    attr.name = "LedTask";    attr.attr_bits = 0U;    attr.cb_mem = NULL;    attr.cb_size = 0U;    attr.stack_mem = NULL;    attr.stack_size = LED_TASK_STACK_SIZE;    attr.priority = LED_TASK_PRIO;  //第二步:为该进程创建线程    if (osThreadNew((osThreadFunc_t)LedTask, NULL, &attr) == NULL) {        printf("[LedExample] Falied to create LedTask!\n");    }}SYS_RUN(LedExampleEntry);4、如何找到您想使用函数API?
您首先需要对开头的框架图以及第2点的目录结构有一个大概的了解,并且根据您需要的API进行分析该API可能位于哪里。
例如:我需要找一个创建线程的函数,通过框架图我能得知,线程创建函数在KAL层或者内核层中,Hi3861设备遵循cmsis接口标准,首先我打开kernel\liteos_m\components目录,即可在其中寻找,最终在cmsis文件中找到该函数。
我需要寻找一个iic操作的函数,根据目录结构,我能得知该函数在base/iot_hardware/interfaces目录中,最终找到wifiiot_i2c.h。

搭建iot世界的积木已经交给您啦,最后能搭建出什么样子就全看您啦!

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· 2020-12-1 08:51:00
讲解很详细,学习了

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