内核子系统

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内核子系统

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、小型系统和标准系统上,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

OpenHarmonyLiteOS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。

OpenHarmonyLiteOS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。

OpenHarmonyLiteOS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。

目录

kernel/
├── linux
│	├── 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
│	│	│   └── hi3516dv300_patch
│	│	│   		├── hi3516dv300.patch	# linux-4.19 hi3516dv300 SOC patch
│	│	│   		└── hdf.patch			# linux-4.19 hi3516dv300 hdf patch
│	│	└── linux-5.10
│	│	    └── hi3516dv300_patch
│	│	    		├── hi3516dv300.patch	# linux-5.10 hi3516dv300 SOC patch
│	│	    		└── hdf.patch			# linux-5.10 hi3516dv300 hdf patch
│	└── config
│		├── linux-4.19
│		│   └── arch
│		│       └── arm
│		│           └── configs
│		│               ├── hi3516dv300_small_defconfig       # 厂商Hisilicon对应的开源开发板Hi3516dv300小型系统的defconfig
│		│               ├── hi3516dv300_standard_defconfig    # 厂商Hisilicon对应的开源开发板Hi3516dv300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
│		    └── arch
│		        └── arm
│		            └── configs
│		                ├── hi3516dv300_small_defconfig       # 厂商Hisilicon对应的开源开发板Hi3516dv300小型系统的defconfig
│		                ├── hi3516dv300_standard_defconfig    # 厂商Hisilicon对应的开源开发板Hi3516dv300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
└── 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Hi3516DV300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Hi3516DV300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
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约束

LiteOS:

Hi3518EV300默认使用jffs2文件系统,Hi3516DV300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

  1. 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/adapter/khdf/linux/patch_hdf.sh $(OHOS_BUILD_HOME) $(KERNEL_SRC_TMP_PATH) $(HDF_PATCH_FILE)
    
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  2. 合入芯片平台驱动补丁

    以Hi3516DV300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
    
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  3. 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
    
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    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hi3516dv300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 Hi3516DV300              # 编译hi3516dv300镜像
    --build-target build_kernel                    # 编译hi3516dv300的uImage内核镜像
    --gn-args linux_kernel_version=\"linux-5.10\"  # 编译指定内核版本
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相关仓

内核子系统

LiteOS:

drivers_liteos

kernel_liteos_a

kernel_liteos_m

device_qemu

prebuilts_lite_sysroot

Linux:

kernel_linux_patches

kernel_linux_config

kernel_linux_build

kernel_linux_4.19

kernel_linux_5.10