【鸿蒙南向开发】如何快速移植OpenHarmony Linux内核

移植概述

本文面向希望将 OpenHarmony 移植到三方芯片平台硬件的开发者,介绍一种借助三方芯片平台自带 Linux 内核的现有能力,快速移植 OpenHarmony 到三方芯片平台的方法。

移植到三方芯片平台的整体思路

内核态层和用户态层

为了更好的解释整个内核移植,首先需要介绍一些概念:
我们可以把 OpenHarmony 简单的分为
OpenHarmony = OpenHarmony 内核态层 + OpenHarmony 用户态层

在这里插入图片描述

其中 OpenHarmony 内核层就是上图的紫色部分,可以看到,它主要由内核本身(如 Linux Kernel,LiteOS),和一些运行在内核态的一些特性组成,比如 HDF 等。
而 OpenHarmony 用户态层,在上图,就是紫色之外的部分。可以看到,由下往上看,它主要由系统服务层,框架层,应用层组成。在这儿我们将这三层整体称为“OpenHarmony 用户态层”。
为什么这么区分呢?因为我们这篇文章主要是要讨论如何快速的把 OpenHarmony 移植到三方芯片平台上。而 OpenHarmony 的用户态层,整体来说和三方芯片平台的耦合度不高,移植较为方便。而内核态层中的内核本身以及 HDF 驱动框架等,和三方芯片平台的耦合度较高,是移植的重难点。我们先做这个区分,就是为了先把聚光灯打到我们最需要关注的 OpenHarmony 内核态层上,开始分析和解题。另外说明,本文只包含 Linux 内核的快速移植,不包含 LiteOS 的移植。

获得内核态层的两种方法

为了表述方便,我们在下文部分地方用“OH”代替“OpenHarmony”。
将 OH 内核态层继续分解
OH 内核态层 = OH Linux 内核 + OH 内核态特性(可选特性或者必选特性,如必选特性 HDF,今后的可选特性 HMDFS 等)
而 OH Linux 内核 = 标准 LTS Linux 内核 + 三方 SoC 芯片平台代码 + OH 内核态基础代码(支撑 OH 用户态层运行的最基础代码)
因此 OH 内核态层 = 标准 LTS Linux 内核 + 三方 SoC 芯片平台代码 + OH 内核态基础代码 + OH 内核态特性(如 HDF)
在这里插入图片描述

而将前两项组合,标准 LTS Linux 内核 + 三方 SoC 芯片平台代码,其实就是一个三方 Linux 内核的基础组成。从上面的推导可以看出,OpenHarmony 内核态层其实能够由两种方法得到:

方法一:OH 内核态层 = 三方 Linux 内核 + OH 内核态基础代码 + OH 内核态特性(如 HDF,今后的 HMDFS 等)
也就是直接借助三方 Linux 内核,再加上基础 OH 内核态基础代码、以及 HDF 等 OH 内核态特性。

方法二:OH 内核态层 = OH Linux 内核 + OH 内核态特性(如 HDF,今后的 HMDFS 等)
也就是直接采用 OHLinux 内核,然后再加入 OH 的其他内核态特性。

当前方法二中 OHLinux 内核支持的三方芯片平台还不够丰富。为了能够响应三方开发者快速移植
OpenHarmony 的要求,下文会着重介绍方法一,即借助三方已有的 Linux 内核,来快速移植 OpenHarmony。

借助已有 Linux 内核来移植 OpenHarmony 的流程

整个移植流程可以分为三步:

1.准备整体构建环境,包括将三方芯片平台的现有内核代码拷贝到 OpenHarmony 的整体编译环境下。
2.OpenHarmony 内核态基础代码的移植。
3.OpenHarmony 内核态必选特性(如 HDF 等)的移植。
详细步骤在接下来的章节中介绍。

移植到三方芯片平台的步骤

下面以树莓派 3b (BCM2837) 为例,演示将 OpenHa

OpenHarmony系统下进行Linux内核驱动的移植,是鸿蒙南向开发中的重要环节。由于OpenHarmony支持多种硬件平台,并且基于Linux内核,因此可以通过适配和调整已有的Linux驱动代码,使其能够在OpenHarmony环境中正常运行。 ### 移植流程概述 1. **准备开发环境** 在开始移植之前,需要搭建好OpenHarmony的编译环境,并确保能够成功编译标准系统的Linux内核。可以参考官方文档配置所需的工具链、交叉编译环境以及相关依赖库[^3]。 2. **获取目标芯片平台的Linux驱动源码** 获取适用于目标硬件平台的Linux内核驱动源码,这些驱动通常可以在芯片厂商提供的SDK中找到,或者从开源社区中获取。例如树莓派的驱动源码可以从其官方仓库中获取。 3. **将驱动源码集成到OpenHarmony内核源码中** 将获取的驱动代码复制到OpenHarmony内核源码的相应目录中,通常是`drivers/`子目录下。同时,需要修改`Kconfig`和`Makefile`文件,以确保该驱动能够被正确编译进内核镜像中[^1]。 4. **配置内核选项** 使用`menuconfig`或`nconfig`等工具配置内核选项,启用所添加的驱动模块或将其编译为内建模块。例如: ```bash make menuconfig ``` 在图形界面中选择对应的驱动选项并启用它[^2]。 5. **编译与烧录** 完成配置后,执行内核编译命令,生成适用于目标设备的内核镜像(如`zImage`或`Image`)和设备树文件(`.dtb`)。然后将这些文件烧录到目标设备中进行测试。 6. **调试与验证** 启动设备后,通过串口终端查看启动日志,确认驱动是否加载成功。可以使用`dmesg`命令查看内核日志,也可以编写简单的用户空间程序来访问设备节点,验证驱动功能是否正常[^5]。 ### 注意事项 - **兼容性问题**:不同版本的Linux内核之间可能存在API变化,因此在移植过程中需要注意驱动所依赖的函数接口是否仍然有效。 - **设备树配置**:某些驱动需要特定的设备树配置才能正常工作,因此需要根据硬件实际情况修改`.dts`文件。 - **性能优化**:对于高性能需求的应用场景,可能还需要对驱动进行性能调优,比如DMA传输、中断处理优化等。 ### 示例代码片段 以下是一个简单的字符设备驱动示例,用于演示如何在OpenHarmony内核中注册一个字符设备: ```c #include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/device.h> static dev_t dev_num; static struct cdev my_cdev; static struct class *my_class; static int my_open(struct inode *inode, struct file *file) { printk(KERN_INFO "My device opened\n"); return 0; } static ssize_t my_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos) { printk(KERN_INFO "Read from device\n"); return 0; } static const struct file_operations fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = my_open, .read = my_read, }; static int __init my_init(void) { alloc_chrdev_region(&dev_num, 0, 1, "my_device"); cdev_init(&my_cdev, &fops); cdev_add(&my_cdev, dev_num, 1); my_class = class_create(THIS_MODULE, "my_class"); device_create(my_class, NULL, dev_num, NULL, "my_device"); printk(KERN_INFO "My module loaded\n"); return 0; } static void __exit my_exit(void) { cdev_del(&my_cdev); unregister_chrdev_region(dev_num, 1); device_destroy(my_class, dev_num); class_destroy(my_class); printk(KERN_INFO "My module unloaded\n"); } module_init(my_init); module_exit(my_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Your Name"); MODULE_DESCRIPTION("A simple character device driver for OpenHarmony"); ``` 在实际项目中,可以根据具体需求扩展此模板,实现更复杂的功能。 ---
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