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移植OpenHarmony到星空派ARM芯片【1】

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摘要:已初始化的讀寫數據,程序中定義并且初始化的全局變量和靜態變量位于此處。好了,初步移植要點講完了,下一篇文章講內核配置文件函數啟動后如何進入鴻蒙輕量內核。

9月30日,OpenHarmony 3.0 LTS版本發布,新版介紹見OpenHarmony 3.0 發布:OpenHarmony 3.0 發布-鴻蒙HarmonyOS技術社區-鴻蒙官方合作伙伴-51CTO.COM?

本文將介紹如何移植OpenHarmony 3.0到星空派開發板上。

1. 星空派開發板介紹

星空派(GD)開發板是由旗點科技推出的一款GD32開發板,板載GD32F303ZET6芯片,可直接替代STM32F103和GD32F103系列。

支持WiFi、4G、loRa等物聯通信接口。板載Flash、eeprom等,支持3.2寸的TFT - LCD屏幕。所有IO口均引出,可完整地進行外設開發,包括:JTAG、RTC、I2C、UART、SPI、SDIO、EXMC、DAC、ADC、USB、TFT-LCD等。

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2. ARM芯片移植輕量系統基礎知識

(1)適配LiteOS-M輕量系統

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核是LiteOS-M,對應的是OpenHarmony輕量系統。

事實上,OpenHarmony已經做好了Cortex?-M4 核相關的通用移植工作,具體代碼可以查看文件夾:“kernel/liteos_m/kernel/arch/arm”

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可以看到目前已經支持了cortex-m4核。所以內核移植工作基本不需要,減少了我們很多工作量,但是我們仍然需要移植GD32F303芯片相關的。

(2)哈佛架構

GD32F303采用的是哈佛架構,哈佛架構的特點是代碼指令和數據分開存儲。對于GD32F303而言,代碼是存放在片內flash上,地址是0x8000000。

數據(也就是代碼中用到的各種變量、內存等)是存放在芯片內部內存RAM上,地址是0x20000000,總共64K,即0x10000。

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(3)編譯結果分析

對于GD32F303而言,編譯出來的固件一般是bin格式、或者hex格式。通常編譯最后的結果會產生4種不同的內容,有時我們也稱為4段:

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

(2)RO-data:只讀數據段,例如我們在程序中所定義的全局常量數據和字符串都位于此處。由于這些數據都是只讀,不會改變的,那這些只讀的全局就沒必要放到內存種,可以直接放到flash中,可以節省內存。

(3)RW-data:已初始化的讀寫數據,程序中定義并且初始化的全局變量和靜態變量位于此處。由于內存剛上電后,內存上的數據是未知,所以我們需要事先把這些全局變量、靜態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存中的變量中。

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

由上我們可以的出來2個結論:

1)我們編譯出來的固件要燒錄到GD32F303的片內flash,需要由3段數據:code、RO-data、RW-data

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2)芯片上電后,GD32F303需要將RW-data的內容復制到內存對應位置,從而保證初始化的全局變量和靜態變量的值正確;還要對內存中的ZI-data段進行清零操作,最后才能執行main函數。

3. 移植GD32F303芯片到OpenHarmony3.0

這里提供移植好的相關代碼,下載鏈接:

GD32F303 for open Harmony 3.0: GD32F303 for open Harmony 3.0作者:連志安 13510979604

(1)先按官網教程搭建好Ubuntu下的開發環境。

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,文件夾如下:

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將device文件夾下的gd文件夾復制到OpenHarmony3.0代碼的device文件夾下

將vendor文件夾下的gd文件夾復制到OpenHarmony3.0代碼的vendor文件夾下

復制后,OpenHarmony3.0的device文件夾內容如下:

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OpenHarmony3.0的vendor文件夾內容如下:

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(3)編譯

進入OpenHarmony3.0源碼根目錄,輸入 hb set 可以看到由gd32f303_qidian的編譯選項。選擇。

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輸入 hb build -f開始全編譯:

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

編譯完成后,可以在“out/gd32f303_qidian/gd32f303_qidian”文件夾下看到編譯結果,其中“gd32f303_qidian_ninjia.hex”就是可以直接燒錄到開發板的固件。

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4. vendor文件夾

該文件下最重要的文件是“config.json”

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內如如下,主要是配置相關組件:

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4. device代碼

(1)device文件夾:

該文件夾下是星空派開發板的重要代碼部分,其中就有啟動文件、main函數、中斷處理等。

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由于移植內容較長,本文重點介紹啟動文件、鏈接腳本。

(1)啟動文件

啟動文件startup_gd32f30x.s 。最重要的是將RW-data的內容復制到內存對應位置,從而保證初始化的全局變量和靜態變量的值正確;還要對內存中的ZI-data段進行清零操作,最后才能執行main函數。

代碼都是匯編,參考自st和gd相關啟動文件,重要代碼如下:

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(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,需要正確修改,否則可能起不來。

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這里跟芯片相關,需要正確修改,否則可能起不來。

(3)固件生成規則。

同時鏈接腳本也指定了固件的生成規則:

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這里只截取了部分,可以看到生成的固件最開始存放的isr_vector,這個是中斷向量表,在啟動文件中定義

接下來就是text,也就是代碼段

還有rodata,只讀數據段。

后面還有其它定義,我們下一篇再細節。

至此我們的啟動文件、鏈接腳本中比較關鍵的部分已經說明完。

5. liteos-m內核配置

進入“device/gd/gd32f303_qidian/liteos_m”文件夾,可以看到有這個文件“config.gni”

該文件用于配置 liteos-m內核。

其中比較重要部分是指定我們的處理器架構和交叉編譯工具鏈,如下:

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我們使用的交叉編譯工具鏈是 “arm-none-eabi-”

下面還配置了相關宏定義和gd標準庫頭文件路徑,需要大家修改。

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好了~~~,初步移植要點講完了,下一篇文章講openharmony內核配置文件、main函數啟動后如何進入鴻蒙輕量內核~~。

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