[文章]OpenHarmony 平头哥玄铁架构 轻量系统移植—润和W800移植分享

本方案基于OpenHarmony LiteOS-M内核，使用联盛德W800芯片的润和软件海王星系列Neptune100开发板，进行开发移植。移植架构采用Board与SoC分离方案，支持通过Kconfig图形化配置编译选项，增加玄铁ck804ef架构移植，实现了HDF、XTS等子系统及组件的适配。

适配准备

准备ubuntu20.04系统环境，安装csky-abiv2-elf-gcc交叉编译工具链。

编译构建目录规划
本方案的目录结构使用Board和Soc解耦的思路：
芯片适配目录规划为：
产品样例目录规划为：
产品定义
vendor/hihope/neptune_iotlink_demo/config.json文件下，描述了产品使用的内核、单板、子系统等信息。其中，内核、单板型号、单板厂商需提前规划好，是预编译指令hb set关注的。例如：

填入的信息与规划的目录相对应，其中device_company和board用于关联出device/board/<device_company>/目录。

单板配置关联到的目录下，在device/board/hihope/neptune100/liteos_m目录下放置config.gni文件，该配置文件用于描述该单板信息，包括CPU型号、交叉编译工具链及全局编译、链接参数等重要信息：

预编译在工程根目录下输入预编译指令hb set可显示相关产品信息，如下：

执行hb set后，会在根目录下自动生成ohos_config.json文件，文件中会列出待编译的产品信息。

通过hb env可以查看选择出来的预编译环境变量。

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Kconfig适配在kernel/liteos_m的编译中，需要在相应的单板以及SoC目录下使用Kconfig文件进行索引。

• 在vendor/hihope/neptune_iotlink_demo目录下创建kernel_configs目录，并创建debug.config空文件。
  
• 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：
  

1. <pre><span id="LC1" class="line">orsource "../../device/board/*/Kconfig.liteos_m.shields"</span>
   
2. <span id="LC2" class="line">orsource "../../device/board/$(BOARD_COMPANY)/Kconfig.liteos_m.defconfig.boards"</span>
   
3. <span id="LC3" class="line">orsource "../../device/board/$(BOARD_COMPANY)/Kconfig.liteos_m.boards"</span>
   
4. <span id="LC4" class="line">orsource "../../device/soc/*/Kconfig.liteos_m.defconfig"</span>
   
5. <span id="LC5" class="line">orsource "../../device/soc/*/Kconfig.liteos_m.series"</span>
   
6. <span id="LC6" class="line">orsource "../../device/soc/*/Kconfig.liteos_m.soc"</span></pre>
   
7. 
   
8. <!--StartFragment--><!--EndFragment-->

复制代码

在device/board/hihope下创建相应的的Kconfig文件：

• 修改Board目录下Kconfig文件内容：
  

在 neptune100/Kconfig.liteos_m.board中添加，

配置只有SOC_WM800被选后，BOARD_NEPTUNE100才可被选。
在 neptune100/Kconfig.liteos_m.defconfig.board中添加，
用于添加 BOARD_NEPTUNE100默认配置

• 在device/soc/winnermicro下创建相应的的Kconfig文件：
  

• 修改Soc目录下Kconfig文件内容：
  

在wm800/Kconfig.liteos_m.defconfig.wm800中添加：

在wm800/Kconfig.liteos_m.defconfig.series中添加：

在 wm800/Kconfig.liteos_m.series中添加：

在选择了 SOC_SERIES_WM800之后，才可选 wm800/Kconfig.liteos_m.soc文件中的 SOC_WM800：

综上所述，要编译单板BOARD_NEPTUNE100，则要分别选中：SOC_COMPANY_WINNERMICRO、SOC_SERIES_WM800、SOC_WM800 7. 在kernel/liteos_m中执行make menuconfig进行选择配置,能够对SoC Series进行选择：

配置后的文件会默认保存在vendor/hihope/neptune_iotlink_demo/kernel_configs/debug.config,也可以直接填写debug.config：
模块化编译
Board和SoC的编译采用模块化的编译方法，从kernel/liteos_m/BUILD.gn开始逐级向下递增。本方案的适配过程如下：

• 在device/board/hihope中新建文件BUILD.gn，新增内容如下：
  

• 在上述BUILD.gn中，neptune100以及shields即是按目录层级组织的模块名。
• 在device/soc/winnermicro中，新建文件BUILD.gn，按目录层级组织，新增内容如下：
  

在device/soc/winnermicro各个层级模块下，同样新增文件BUILD.gn，将该层级模块加入编译。以device/soc/winnermicro/wm800/board/platform/sys/BUILD.gn为例：
为了组织链接以及一些编译选项，在device/soc/winnermicro/wm800/board/BUILD.gn下的config("board_config")填入了相应的参数：
为了组织一些产品侧的应用，需要强制链接到产品工程中来，本方案在vendor相应的config.json加入了相应的list来组织，在vendor/hihope/neptune_iotlink_demo/config.json增加对应的list：
将demo应用作为模块库来管理，开启/关闭某个demo，在bin_list中增减相应库文件即可。bin_list在gn中可以直接被读取，在device/board/hihope/neptune100/liteos_m/config.gni新增内容：
读取list后即可在相应的链接选项上加入相关的组件库，在//device/soc/winnermicro/wm800/BUILD.gn添加内容：
内核子系统适配
在vendor/hihope/neptune_iotlink_demo/config.json添加内核子系统及相关配置，如下：
内核启动适配
由于Neptune100开发板的芯片架构为Openharmony不支持的ck804ef架构，需要进行ck804ef架构移植。适配 kernelliteos_marchinclude中定义的通用的文件以及函数列表，并放在了 kernelliteos_marchcskyv2ck804gcc文件夹下。
内核初始化示例如下:
board_main在启动OHOS_SystemInit之前，需要初始化必要的动作，如下：
UserMain函数在device/soc/winnermicro/wm800/board/app/main.c文件中，如下：
HDF驱动框架适配

HDF驱动框架提供了一套应用访问硬件的统一接口，可以简化应用开发，添加HDF组件需要在//vendor/hihope/neptune_iotlink_demo/kernel_configs添加：
驱动适配相关文件放置在drivers/adapter/platform中，对应有gpio，i2c，pwm，spi，uart，watchdog，都是通过HDF机制加载，本章节以GPIO和UART为例进行详细说明。
GPIO适配

• 芯片驱动适配文件位于drivers/adapter/platform目录，在gpio目录增加gpio_wm.c文件，在BUILD.gn文件中，描述了W800驱动的编译适配。如下：
  

gpio_wm.c中驱动描述文件如下：
在device/board/hihope/shields/neptune100/neptune100.hcs添加gpio硬件描述信息, 添加内容如下：
在GpioDriverInit获取hcs参数进行初始化，如下：
UART适配

• 芯片驱动适配文件位于drivers/adapter/platform目录，在uart目录增加uart_wm.c文件，在BUILD.gn文件中，描述了W800驱动的编译适配。如下：
  

uart_wm.c中驱动描述文件如下：

• 在device/board/hihope/shields/neptune100/neptune100.hcs添加uart硬件描述信息, 添加内容如下：
  

在UartDriverInit获取hcs参数进行初始化，如下：
Openharmony子系统适配
子系统的编译选项入口在相应产品config.json下，如：vendor/hihope/neptune_iotlink_demo/config.json。

wifi_lite组件

首先，在config.json文件中，增加communication子系统的wifi_lite部件，如下：
wifi_lite部件在 build/lite/components/communication.json文件中，描述如下：

在本案例中，wifi适配源码可见device/soc/winnermicro/wm800/board/src/wifi/wm_wifi.c,如下：
系统服务管理子系统适配

系统服务管理子系统适配添加samgr_lite部件，直接在config.json配置，如下：
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部件，直接在config.json配置，如下：
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。
启动恢复子系统适配

启动恢复子系统适配添加了bootstrap_lite、syspara_lite部件，直接在config.json配置，如下：
适配bootstrap_lite部件时，需要在链接脚本文件device/soc/winnermicro/wm800/board/ld/w800/gcc_csky.ld中手动新增如下段：
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：

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/hihope/neptune_iotlink_demo/config.json 中配置了bootstrap_lite 部件
​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：

​在base/startup/bootstrap_lite/services/source/BUILD.gn文件中，描述了在out/neptune100/neptune_iotlink_demo/libs 生成 libbootstrap.a，如下：

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。

XTS子系统适配

XTS子系统的适配，直接在config.json中加入组件选项：
另外，XTS功能也使用了list来组织，在config.json文件中增减相应模块：
其它组件的适配过程与官方以及其它厂商的过程类似，不再赘述。