9 月 30 日，OpenHarmony 3.0 LTS 版本發(fā)布。本文將介紹如何移植 OpenHarmony 3.0 到星空派開(kāi)發(fā)板上。

星空派開(kāi)發(fā)板介紹

星空派（GD）開(kāi)發(fā)板是由旗點(diǎn)科技推出的一款 gd32 開(kāi)發(fā)板，板載 GD32F303ZET6 芯片，可直接替代 STM32F103 和 GD32F103 系列。

它支持 WiFi、4G、loRa 等物聯(lián)通信接口。板載 Flash、eeprom 等，支持 3.2 寸的 TFT-LCD 屏幕。

所有 IO 口均引出，可完整地進(jìn)行外設(shè)開(kāi)發(fā)，包括：JTAG、RTC、I2C、UART、SPI、SDIO、EXMC、DAC、ADC、USB、TFT-LCD 等。

ARM 芯片移植輕量系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

在做芯片移植工作之前，我們需要掌握一點(diǎn)點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)。

①適配 LiteOS-M 輕量系統(tǒng)

GD32F303 系列器件是基于 Arm Cortex-M4 處理器的 32 位通用微控制器。

所以我們使用的是內(nèi)核是 LiteOS-M，對(duì)應(yīng)的是 OpenHarmony 輕量系統(tǒng)。

事實(shí)上，OpenHarmony 已經(jīng)做好了 Cortex-M4 核相關(guān)的通用移植工作，具體代碼可以查看文件夾：“kernelliteos_mkernelarcharm”。

可以看到目前已經(jīng)支持了 cortex-m4 核。所以?xún)?nèi)核移植工作基本不需要，減少了我們很多工作量，但是我們?nèi)匀恍枰浦?GD32F303 芯片相關(guān)的。

②哈佛架構(gòu)

GD32F303 采用的是哈佛架構(gòu)，哈佛架構(gòu)的特點(diǎn)是代碼指令和數(shù)據(jù)分開(kāi)存儲(chǔ)。對(duì)于 GD32F303 而言，代碼是存放在片內(nèi) flash 上，地址是 0x8000000。

數(shù)據(jù)（也就是代碼中用到的各種變量、內(nèi)存等）是存放在芯片內(nèi)部?jī)?nèi)存 RAM 上，地址是 0x20000000，總共 64K，即 0x10000。

③編譯結(jié)果分析

對(duì)于 GD32F303 而言，編譯出來(lái)的固件一般是 bin 格式、或者 hex 格式。

通常編譯最后的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生 4 種不同的內(nèi)容，有時(shí)我們也稱(chēng)為 4 段：

code：即程序代碼部分，該內(nèi)容由所有程序指令組成，也是代碼運(yùn)行的主體，通常是要燒錄到 GD32F303 片內(nèi) flash 上。

RO-data：只讀數(shù)據(jù)段，例如我們?cè)诔绦蛑兴x的全局常量數(shù)據(jù)和字符串都位于此處。由于這些數(shù)據(jù)都是只讀，不會(huì)改變的，那這些只讀的全局就沒(méi)必要放到內(nèi)存種，可以直接放到 flash 中，可以節(jié)省內(nèi)存。

RW-data：已初始化的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，程序中定義并且初始化的全局變量和靜態(tài)變量位于此處。由于內(nèi)存剛上電后，內(nèi)存上的數(shù)據(jù)是未知，所以我們需要事先把這些全局變量、靜態(tài)變量的初始值先存放到 flash 中，然后上電后，由 CPU 將 flash 中的初始值賦予到內(nèi)存中的變量中。

ZI-data：未初始化的全局變量或者初始化為0的全局變量，這些變量默認(rèn)都是 0，我們只需要 CPU 上電后，將這些內(nèi)存都清零即可。

由上我們可以的出來(lái) 2 個(gè)結(jié)論：

1）我們編譯出來(lái)的固件要燒錄到 GD32F303 的片內(nèi) flash，需要由 3 段數(shù)據(jù)：code、RO-data、RW-data。

2）芯片上電后，GD32F303 需要將 RW-data 的內(nèi)容復(fù)制到內(nèi)存對(duì)應(yīng)位置，從而保證初始化的全局變量和靜態(tài)變量的值正確；還要對(duì)內(nèi)存中的 ZI-data 段進(jìn)行清零操作，最后才能執(zhí)行 main 函數(shù)。

④程序如何啟動(dòng)

對(duì)于 ARM Cortex-M 系列的芯片而言，當(dāng)芯片上電后，ARM 核會(huì)將地址為 0x8000000 的數(shù)據(jù)映射到 0 地址，然后從 0 地址開(kāi)始讀取程序指令。

而 0x8000000 地址是芯片內(nèi)部 flash 的起始地址。也就是編譯生成的固件最終要燒錄到的地址。所以我們的固件前面的代碼非常重要，它是我們芯片啟動(dòng)后執(zhí)行的第一條指令。

⑤中斷向量表

對(duì)于 ARM Cortex-M 系列的芯片而言，0x8000000 地址第一個(gè)字節(jié)是棧指針，由于棧是從高往下增長(zhǎng)的，所以該棧指向芯片最大內(nèi)存處即可。

接下來(lái)從 0x8000000 的第 2 個(gè)字節(jié)開(kāi)始是中斷向量表，存放著所有中斷處理函數(shù)指針。

前面 16 個(gè)是內(nèi)核中斷，其中第一個(gè)中斷指針存放的是 Reset_Handler 復(fù)位中斷處理函數(shù)。

芯片一上電、或者復(fù)位，都會(huì)先從該中斷函數(shù)開(kāi)始運(yùn)行，所以這個(gè)函數(shù)是我們最重要的，我們需要在該函數(shù)中完成 RW-data、ZI-data 數(shù)據(jù)的操作，同時(shí)初始化好芯片時(shí)鐘、最后進(jìn)入 main 函數(shù)。

移植GD32F303到OpenHarmony 3.0

這里提供移植好的相關(guān)代碼，下載鏈接：

https://gitee.com/qidiyun/gd32-f303-for-open-harmony-3.0

①先按官網(wǎng)教程搭建好 Ubuntu 下的開(kāi)發(fā)環(huán)境

下載arm交叉編譯器：git clone。

https://gitee.com/harylee/gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major.git

將交叉編譯器環(huán)境變量 bin 目錄配置到 .bashrc 文件中或者配置 device/st/stm32l4r9i_disco/liteos_m/config.gni 文件中 board_toolchain_path 宏為交叉編譯器 bin 路徑。

②下載上方移植好的代碼

將 device 文件夾下的 gd 文件夾復(fù)制到 OpenHarmony 3.0 代碼的 device 文件夾下。

將 vendor 文件夾下的 gd 文件夾復(fù)制到 OpenHarmony 3.0 代碼的 vendor 文件夾下。

復(fù)制后，OpenHarmony 3.0 的 device 文件夾內(nèi)容

OpenHarmony 3.0 的 vendor 文件夾內(nèi)容

③編譯

進(jìn)入 OpenHarmony 3.0 源碼根目錄，輸入 hb set 可以看到由 gd32f303_qidian 的編譯選項(xiàng)。選擇。

輸入 hb build -f 開(kāi)始全編譯：

有看到 ［OHOS INFO］ gd32f303_qidian build success 表示編譯成功。

編譯完成后，可以在“outgd32f303_qidiangd32f303_qidian”文件夾下看到編譯結(jié)果，其中“gd32f303_qidian_ninjia.hex”就是可以直接燒錄到開(kāi)發(fā)板的固件。

vendor 文件夾

該文件下最重要的文件是“config.json”：

內(nèi)如如下，主要是配置相關(guān)組件：

device 代碼解析：

device 文件夾：該文件夾下是星空派開(kāi)發(fā)板的重要代碼部分，其中就有啟動(dòng)文件、main 函數(shù)、中斷處理等。

由于移植內(nèi)容較長(zhǎng)，本文重點(diǎn)介紹啟動(dòng)文件、鏈接腳本。

①啟動(dòng)文件

啟動(dòng)文件 startup_gd32f30x.s 。最重要的是將 RW-data 的內(nèi)容復(fù)制到內(nèi)存對(duì)應(yīng)位置，從而保證初始化的全局變量和靜態(tài)變量的值正確；還要對(duì)內(nèi)存中的 ZI-data 段進(jìn)行清零操作，最后才能執(zhí)行 main 函數(shù)。

代碼都是匯編，參考自 st 和 gd 相關(guān)啟動(dòng)文件，重要代碼如下：

②鏈接腳本

鏈接腳本是“gd32f30x_qidian.ld”，用于指定code、RO-data、RW-data、ZI-data 如何分布。

首先指定內(nèi)存地址為 0x20000000，大小為 64K、片上 flash 地址為：0x8000000，大小為 512K，這里跟芯片相關(guān)，需要正確修改，否則可能起不來(lái)。

這里跟芯片相關(guān)，需要正確修改，否則可能起不來(lái)。

③固件生成規(guī)則

同時(shí)鏈接腳本也指定了固件的生成規(guī)則：

這里只截取了部分，可以看到生成的固件最開(kāi)始存放的 isr_vector，這個(gè)是中斷向量表，在啟動(dòng)文件中定義：

接下來(lái)就是 text，也就是代碼段，還有 rodata，只讀數(shù)據(jù)段。后面還有其它定義，我們下一篇再細(xì)節(jié)。至此我們的啟動(dòng)文件、鏈接腳本中比較關(guān)鍵的部分已經(jīng)說(shuō)明完。

liteos-m 內(nèi)核配置

進(jìn)入“devicegdgd32f303_qidianliteos_m”文件夾，可以看到有這個(gè)文件“config.gni”，該文件用于配置 liteos-m 內(nèi)核。

其中比較重要部分是指定我們的處理器架構(gòu)和交叉編譯工具鏈，如下：

我們使用的交叉編譯工具鏈?zhǔn)?“arm-none-eabi-”。

下面還配置了相關(guān)宏定義和 gd 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)頭文件路徑，需要大家修改。

好了，初步移植要點(diǎn)講完了，下一篇文章講 OpenHarmony 內(nèi)核配置文件、main 函數(shù)啟動(dòng)后如何進(jìn)入鴻蒙輕量?jī)?nèi)核~

責(zé)任編輯：haq