harmony 鸿蒙内核子系统

2022-08-09
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内核子系统

简介
LiteOS
Linux
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- LiteOS使用说明
- linux使用说明
构建说明
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简介

OpenHarmony针对不同量级的系统，分别使用了不同形态的内核，分别为LiteOS和Linux。在轻量系统、小型系统可以选用LiteOS；在小型系统和标准系统上可以选用Linux。

系统级别	轻量系统	小型系统	标准系统
LiteOS	√	√	×
Linux	×	√	√

LiteOS

OpenHarmony LiteOS内核是面向IoT领域的实时操作系统内核，它同时具备RTOS轻快和Linux易用的特点。

OpenHarmony LiteOS内核主要包括进程和线程调度、内存管理、IPC机制、timer管理等内核基本功能。

OpenHarmony LiteOS内核的源代码分为 kernel_liteos_a 和 kernel_liteos_m 这2个代码仓库，其中kernel_liteos_a主要针对小型系统（small system）和标准系统（standard system），而kernel_liteos_m则主要针对轻量系统（mini system），下面主要针对kernel_liteos_a代码仓库进行介绍。图1为OpenHarmony LiteOS-A内核架构图：

图 1 OpenHarmony LiteOS-A内核架构图

Linux

OpenHarmony的Linux内核基于开源Linux内核LTS 4.19.y / 5.10.y 分支演进，在此基线基础上，回合CVE补丁及OpenHarmony特性，作为OpenHarmony Common Kernel基线。针对不同的芯片，各厂商合入对应的板级驱动补丁，完成对OpenHarmony的基线适配。

Linux社区LTS 4.19.y分支信息请查看kernel官网；

Linux社区LTS 5.10.y分支信息请查看kernel官网。

内核的Patch组成模块，在编译构建流程中，针对具体芯片平台，合入对应的架构驱动代码，进行编译对应的内核镜像。所有补丁来源均遵守GPL-2.0协议。

kernel/
├── linux
│   ├── common_modules                     # linux内核通用模块仓
│   ├── linux-4.19                         # OpenHarmony linux-4.19 Common kernel
│   ├── linux-5.10                         # OpenHarmony linux-5.10 Common kernel
│   ├── build
│   │   ├── BUILD.gn                       # 编译框架GN文件
│   │   ├── kernel.mk                      # 内核编译文件
│   │   └── ohos.build                     # 内核编译组件文件
│   ├── patches
│   │   ├── linux-4.19                     # linux-4.19 相关patch
│   │   │   ├── common_patch
│   │   │   │   └── hdf.patch              # linux-4.19 HDF patches
│   │   │   └── hispark_taurus_patch
│   │   │       └── hispark_taurus.patch   # linux-4.19 hispark_taurus SOC patches
│   │   └── linux-5.10
│   │       ├── common_patch
│   │       │   └── hdf.patch              # linux-5.10 HDF patches
│   │       └── hispark_taurus_patch
│   │       │   └── hispark_taurus.patch   # linux-5.10 hispark_taurus SOC patches
│   │       └── rk3568_patch
│   │           ├── kernel.patch           # linux-5.10 rk3568 SOC patches
│   │           └── hdf.patch              # linux-5.10 rk3568 定制 HDF patches
│   └── config
│       ├── linux-4.19
│       │   └── arch
│       │       └── arm
│       │          └── configs
│       │              ├── hispark_taurus_small_defconfig        # 厂商Hisilicon对应的开源开发板hispark_taurus小型系统的defconfig
│       │              ├── hispark_taurus_standard_defconfig     # 厂商Hisilicon对应的开源开发板hispark_taurus标准系统的defconfig
│       │              ├── small_common_defconfig                # 小型系统的内核的common defconfig
│       │              └── standard_common_defconfig             # 标准系统的内核的common defconfig
│       └── linux-5.10
│           ├── base_defconfig                                # 内核必选或安全红线模块基础配置
│           ├── type                                          # 形态配置目录
│           │   ├── small_defconfig                           # 小型系统常用配置文件
│           │   └── standard_defconfig                        # 标准系统常用配置文件
│           ├── form                                          # 版本配置目录
│           │   └── debug_defconfig                           # 调试版本配置文件（示例目前无配置需求）
│           ├── rk3568                                        # 厂商平台配置目录
│           │   └── arch
│           │       └── arm64_defconfig                       # 芯片单板64位版本相关配置文件
│           └── product                                       # 相关产品类型配置目录
│               └── phone_defconfig                           # 手机类型产品相关配置文件
└── liteos_a               # liteos内核基线代码
    ├── apps               # 用户态的init和shell应用程序
    ├── arch               # 体系架构的目录，如arm等
    │   └── arm            # arm架构代码
    ├── bsd                # freebsd相关的驱动和适配层模块代码引入，例如USB等
    ├── compat             # 内核接口兼容性目录
    │   └── posix          # posix相关接口
    ├── drivers            # 内核驱动
    │   └── char           # 字符设备
    │       ├── mem        # 访问物理IO设备驱动
    │       ├── quickstart # 系统快速启动接口目录
    │       ├── random     # 随机数设备驱动
    │       └── video      # framebuffer驱动框架
    ├── fs                 # 文件系统模块，主要来源于NuttX开源项目
    │   ├── fat            # fat文件系统
    │   ├── jffs2          # jffs2文件系统
    │   ├── include        # 对外暴露头文件存放目录
    │   ├── nfs            # nfs文件系统
    │   ├── proc           # proc文件系统
    │   ├── ramfs          # ramfs文件系统
    │   └── vfs            # vfs层
    ├── kernel             # 进程、内存、IPC等模块
    │   ├── base           # 基础内核，包括调度、内存等模块
    │   ├── common         # 内核通用组件
    │   ├── extended       # 扩展内核，包括动态加载、vdso、liteipc等模块
    │   ├── include        # 对外暴露头文件存放目录
    │   └── user           # 加载init进程
    ├── lib                # 内核的lib库
    ├── net                # 网络模块，主要来源于lwip开源项目
    ├── platform           # 支持不同的芯片平台代码，如hispark_taurus等
    │   ├── hw             # 时钟与中断相关逻辑代码
    │   ├── include        # 对外暴露头文件存放目录
    │   └── uart           # 串口相关逻辑代码
    ├── platform           # 支持不同的芯片平台代码，如hispark_taurus等
    ├── security           # 安全特性相关的代码，包括进程权限管理和虚拟id映射管理
    ├── syscall            # 系统调用
    └── tools              # 构建工具及相关配置和代码

约束

LiteOS：

Hi3518EV300默认使用jffs2文件系统，hispark_taurus默认使用FAT文件系统。若要使用其他文件系统，需要新增适配。

使用

LiteOS使用说明

参见LiteOS-A内核README和LiteOS-M内核README的“使用说明”章节。

linux使用说明

合入HDF补丁

在kernel/linux/build仓中，按照kernel.mk中HDF的补丁合入方法，合入不同内核版本对应的HDF内核补丁：

$(OHOS_BUILD_HOME)/drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/patch_hdf.sh $(OHOS_BUILD_HOME) $(KERNEL_SRC_TMP_PATH) $(KERNEL_PATCH_PATH) $(DEVICE_NAME)

合入芯片平台驱动补丁

以hispark_taurus为例：

在kernel/linux/build仓中，按照kernel.mk中的芯片组件所对应的patch路径规则及命名规则，将对应的芯片组件patch放到对应路径下：
```
DEVICE_PATCH_DIR := $(OHOS_BUILD_HOME)/kernel/linux/patches/${KERNEL_VERSION}/$(DEVICE_NAME)_patch
DEVICE_PATCH_FILE := $(DEVICE_PATCH_DIR)/$(DEVICE_NAME).patch
```
修改自己所需要编译的config

在kernel/linux/build仓中，按照kernel.mk中的芯片组件所对应的patch路径规则及命名规则，将对应的芯片组件config放到对应路径下：
```
KERNEL_CONFIG_PATH := $(OHOS_BUILD_HOME)/kernel/linux/config/${KERNEL_VERSION}
DEFCONFIG_FILE := $(DEVICE_NAME)_$(BUILD_TYPE)_defconfig
```
须知：

由于OpenHarmony工程的编译构建流程中会拷贝kernel/linux/linux-*.*的代码环境后进行打补丁动作，在使用OpenHarmony的版本级编译命令前，需要kernel/linux/linux-*.*原代码环境。

根据不同系统工程，编译完成后会在out目录下的kernel目录中生成对应实际编译的内核，基于此目录的内核，进行对应的config修改，将最后生成的.config文件cp到config仓对应的路径文件里，即可生效。

构建说明

以hispark_taurus开源开发板+ubuntu x86主机开发环境为例

使用工程的全量编译命令，编译生成uImage内核镜像

./build.sh --product-name hispark_taurus_standard      # 编译hispark_taurus镜像
    --build-target build_kernel                        # 编译hispark_taurus的uImage内核镜像
    --gn-args linux_kernel_version=\"linux-5.10\"      # 编译指定内核版本