OpenHarmony編譯構(gòu)建系統(tǒng)詳解，從零搭建Windows下開發(fā)環(huán)境，巨方便！
自從OpenHarmony更新了dev-tool，就可以在windows下構(gòu)建鴻蒙(輕量型)系統(tǒng)了，這對(duì)于進(jìn)行MCU開發(fā)的朋友們，學(xué)習(xí)鴻蒙OS會(huì)友好許多!我們可以更快的構(gòu)建出系統(tǒng)，方便快速學(xué)習(xí)和驗(yàn)證。不過關(guān)于這個(gè)開發(fā)環(huán)境搭建的文章，網(wǎng)上比較少，而且坑也很多。所以這篇文章，我就帶大家從零完成dev-tool的環(huán)境搭建，幫大家降低學(xué)習(xí)OpenHarmony的學(xué)習(xí)成本!
我們先講一下OpenHarmony的編譯構(gòu)建框架，當(dāng)大家理解了這個(gè)框架后，再學(xué)習(xí)環(huán)境的搭建和工程開發(fā)，心里會(huì)有底氣許多。
一、穿針引線-編譯構(gòu)建
OpenHarmony的編譯構(gòu)建子系統(tǒng)，基于GN和Ninja搭。GN是一種元構(gòu)建系統(tǒng)，可以生成Ninja構(gòu)建文件(Ninja build files)，最早應(yīng)用于Chromium項(xiàng)目，目的是取代GNU-Make。相比之下，這種構(gòu)建方式有幾個(gè)優(yōu)勢：
- 可讀性更好，更容易編寫和維護(hù)。
- 速度更快，谷歌官方給的數(shù)據(jù)是20倍的速度提升。
- 修改GN文件后，執(zhí)行Ninja構(gòu)建時(shí)會(huì)自動(dòng)更新Ninja構(gòu)建文件。
- 更好的調(diào)試支持。在GN中，只需要一條print語句就可以解決。
1. 運(yùn)作機(jī)制
這個(gè)編譯構(gòu)建框架，將OpenHarmony的平臺(tái)、子系統(tǒng)、組件“穿針引線”地組織起來。如果把GN比喻成“針線”，把生成的Ninja文件比喻成“衣服”的“設(shè)計(jì)圖紙”，那么整個(gè)編譯構(gòu)建的過程，就是依靠“針線”和“設(shè)計(jì)圖紙”，把“衣服”完整地做出來的。
其中平臺(tái)決定了整個(gè)“衣服”的材質(zhì)，有基于ARM的，也有基于Risc-V的;子系統(tǒng)代表了衣服的樣式和結(jié)構(gòu)，有夏天穿的，比較輕薄(輕量型系統(tǒng))，有春秋穿的，比較適中(小型系統(tǒng))，有冬天穿的，非常暖和(全量型系統(tǒng));而組件是子系統(tǒng)的基本構(gòu)成單位，決定子系統(tǒng)具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
整個(gè)編譯的運(yùn)作機(jī)制并不復(fù)雜，可以總結(jié)為：以命令行為驅(qū)動(dòng)，調(diào)用gn，執(zhí)行ninja。命令行主要做解析方面的工作，解析待編譯的產(chǎn)品名稱，加載相關(guān)配置(完成“衣服”的材質(zhì)選擇);調(diào)用gn是為了根據(jù)命令行解析的產(chǎn)品名稱和編譯類型，配置編譯工具鏈和全局的編譯選項(xiàng)(準(zhǔn)備“衣服”的設(shè)計(jì)圖紙);最后執(zhí)行Ninja，以啟動(dòng)編譯并生成對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品版本(“穿針引線”，完成衣服的編織)。
在最新的2.0版本，除了一部分組件仍保持make從構(gòu)建方式，其他已經(jīng)完全替換成GN和Ninja的構(gòu)建方式。預(yù)計(jì)后面的版本，會(huì)完成全量的替換。
2. 構(gòu)建流程
編譯構(gòu)建流程如圖所示，主要分設(shè)置和編譯兩步，可以參考下文理解：
解釋一下命令的作用，”hb set“: 設(shè)置OpenHarmony源碼目錄和要編譯的產(chǎn)品;”hb build“: 編譯產(chǎn)品、開發(fā)板或者組件。
編譯主要過程如下：
| 名稱 | 過程 |
|---|---|
| 讀取編譯配置 | 根據(jù)產(chǎn)品選擇的開發(fā)板，讀取開發(fā)板config.gni文件內(nèi)容，主要包括編譯工具鏈、編譯鏈接命令和選項(xiàng)等 |
| 調(diào)用gn gen命令 | 讀取產(chǎn)品配置生成產(chǎn)品解決方案out目錄和ninja文件 |
| 調(diào)用ninja -C | out/board/product啟動(dòng)編譯 |
| 系統(tǒng)鏡像打包 | 將組件編譯產(chǎn)物打包，設(shè)置文件屬性和權(quán)限，制作文件系統(tǒng)鏡像 |
這里可以訪問：http://weharmonyos.com/openharmony/zh-cn/device-dev/subsystems，在編譯構(gòu)建章節(jié)了解更多內(nèi)容，這里不過多贅述。
二、施展拳腳-環(huán)境搭建
1. 系統(tǒng)環(huán)境準(zhǔn)備
OpenHarmony的編譯工具鏈，目前以GNU為主，類型是gnu-arm-gcc和gnu-risc-v-gcc。最開始應(yīng)用這些工具鏈?zhǔn)窃趗buntu環(huán)境下，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)建也依賴了linux的GNU環(huán)境。我們想要在Windows下面成功運(yùn)行這些工具鏈，除了下載對(duì)應(yīng)的window版本的工具鏈，還需要準(zhǔn)備好GNU環(huán)境。
除了編譯工具鏈，環(huán)境搭建還依賴Python來完成各種編譯文件的組織(輔助GN和Ninja)，通過Node.js提供npm環(huán)境，需要hpm提供包管理。完成以上準(zhǔn)備，就可以安裝VsCode(dev-tool的載體，其通過插件的方式在vscode上面運(yùn)行)了，之后再安裝dev-tool即可。下面給出具體的清單：
| 工具名稱 | 用途說明 | 版本要求 | 獲取渠道 |
|---|---|---|---|
| Python | 編譯構(gòu)建工具 | V3.7.4~V3.8.x 64位版本 | https://www.python.org/downloads/ |
| Node.js | 提供npm環(huán)境 | v12.0.0及以上 64位版本 | https://nodejs.org/zh-cn/download/ |
| hpm | 包管理工具 | 最新版 | npm install -g @ohos/hpm-cli |
| Visual Studio Code | 代碼編輯工具 | V1.53及以上 64位版本。 | https://code.visualstudio.com/Download |
| DevEco Device Tool | OpenHarmony源碼的編譯、燒錄、調(diào)試插件工具 | v2.2 Beta1 | https://device.harmonyos.com/cn/ide#download下載前，請(qǐng)使用華為開發(fā)者帳號(hào)登錄，如未注冊(cè)，請(qǐng)先注冊(cè)華為開發(fā)者帳號(hào)。 |
2. 搭建系統(tǒng)環(huán)境
說明一下，在完成下面步驟時(shí)，遇到的所有問題，都可以訪問：http://weharmonyos.com/openharmony/zh-cn/device-dev/quick-start/，選擇常見問題章節(jié)，來解決。
1)安裝Visual Studio Code
說明：如果已安裝Visual Studio Code，打開命令行工具，輸入code --version命令，檢查版本號(hào)是否為1.53及以上版本;可以正常返回版本號(hào)，說明環(huán)境變量設(shè)置也正確。
雙擊Visual Studio Code軟件包進(jìn)行安裝。安裝過程中，請(qǐng)勾選“添加到PATH(重啟后生效)”。
安裝完成后，打開命令行工具，輸入code --version命令，可以正常顯示版本號(hào)說明安裝成功。
2)安裝Python
雙擊Python安裝包進(jìn)行安裝，勾選“Add Python 3.8 to PATH”，然后點(diǎn)擊Install Now開始安裝。
等待安裝完成后，點(diǎn)擊Close。
打開命令行工具，輸入python --version，檢查安裝結(jié)果。
注意：如果安裝了多個(gè)版本的Python，要保證這個(gè)版本的，優(yōu)先級(jí)最高。具體命令可自行百度。
在命令行工具中，分別執(zhí)行如下命令設(shè)置pip源，用于后續(xù)安裝DevEco Device Tool過程中下載依賴的組件包。
- pip config set global.trusted-host repo.huaweicloud.com
- pip config set global.index-url https://repo.huaweicloud.com/repository/pypi/simple
- pip config set global.timeout 120
3)安裝Node.js
說明：如果已安裝Node.js，打開命令行工具，輸入node -v命令，檢查版本號(hào)是否為12.0.0及以上版本。
點(diǎn)擊下載后的軟件包進(jìn)行安裝，全部按照默認(rèn)設(shè)置點(diǎn)擊Next，直至Finish。安裝過程中，Node.js會(huì)自動(dòng)在系統(tǒng)的path環(huán)境變量中配置node.exe的目錄路徑。重新打開命令行工具，輸入“node -v“命令，能正常查詢Node.js的版本號(hào)，說明Node.js安裝成功。
4)安裝hpm
該方式需先確保Node.js安裝成功。
在安裝hpm前，請(qǐng)檢查網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，如果網(wǎng)絡(luò)不能直接訪問Internet，則需要通過代理服務(wù)器才可以訪問。這種情況下，需要先設(shè)置npm代理，才能安裝hpm。
說明：如果已安裝hpm，可以執(zhí)行npm update -g @ohos/hpm-cli命令升級(jí)hpm至最新版本。
建議將npm源配置為國內(nèi)鏡像，例如設(shè)置為華為云鏡像源。
- npm config set registry https://repo.huaweicloud.com/repository/npm/
打開命令行工具，執(zhí)行如下命令安裝最新版本hpm。
- npm install -g @ohos/hpm-cli
安裝完成后，執(zhí)行如下命令(V為大寫字母)檢查hpm安裝結(jié)果。
- hpm -V
5)安裝DevEco Device Tool插件
安裝DevEco Device Tool插件，主機(jī)的用戶名不能包含中文字符，否則可能導(dǎo)致運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤。
DevEco Device Tool正常運(yùn)行需要依賴于C/C++和CodeLLDB插件，在安裝完DevEco Device Tool后，會(huì)自動(dòng)從Visual Studio Code的插件市場安裝C/C++和CodeLLDB插件。因此，在安裝DevEco Device Tool前，請(qǐng)檢查Visual Studio Code的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，如果網(wǎng)絡(luò)不能直接訪問Internet，則需要通過代理服務(wù)器才可以訪問，請(qǐng)先Visual Studio Code代理設(shè)置。
說明：安裝DevEco Device Tool時(shí)，請(qǐng)先關(guān)閉Visual Studio Code。
- 解壓DevEco Device Tool插件壓縮包，雙擊安裝包程序進(jìn)行安裝。
- 安裝過程中，會(huì)自動(dòng)安裝DevEco Device Tool所需的依賴文件(如C/C++和CodeLLDB插件)和執(zhí)行程序。
- 安裝完成后，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉命令行工具窗口(第一次按照時(shí)間會(huì)比較久，耐心等待，如果失敗了，需要清理C盤的緩存文件，重新安裝)。
啟動(dòng)Visual Studio Code，點(diǎn)擊左側(cè)的按鈕，檢查INSTALLED中，是否已成功安裝C/C++、CodeLLDB和DevEco Device Tool。
說明：如果C/C++和CodeLLDB插件安裝不成功，則DevEco Device Tool不能正常運(yùn)行，解決方法，詳細(xì)請(qǐng)參考：離線安裝C/C++和CodeLLDB插件。
三、大展身手-工程編譯
1. 開發(fā)板環(huán)境準(zhǔn)備
DevEco Device Tool當(dāng)前支持Hi3861V100的源碼在windows下的一鍵編譯能力;如果涉及其它開發(fā)板的源碼編譯，請(qǐng)參考Ubuntu平臺(tái)源碼編譯。可以訪問官網(wǎng)開發(fā)者文檔：https://device.harmonyos.com/cn/docs/ide/user-guides/
我們需要再準(zhǔn)備好Hi3861依托于OpenHarmony的編譯環(huán)境，也就是輕量型系統(tǒng)的編譯環(huán)境。并且下載好專門的源代碼。
2. 下載源碼
獲取適用于Hi3861V100開發(fā)板的源碼，請(qǐng)復(fù)制鏈接下載Windows平臺(tái)源碼，選擇“全量代碼(標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng))”(Windows平臺(tái)源碼只能通過該鏈接獲取)。
連接地址：https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/device-dev/get-code/%E6%BA%90%E7%A0%81%E8%8E%B7%E5%8F%96.md#section1186691118430
解壓源碼包。
請(qǐng)根據(jù)打開工程/源碼指導(dǎo)，打開源碼。請(qǐng)注意，在設(shè)置Framework時(shí)，請(qǐng)選擇“Hb“。
1)設(shè)置編譯工具鏈
Hi3861V100支持Windows平臺(tái)的編譯，需要開發(fā)者通過如下工具鏈接手動(dòng)下載，然后在Tools中設(shè)置對(duì)應(yīng)的工具鏈，包括：
| 工具包名稱 | 獲取地址 | 在Tools中設(shè)置的路徑 |
|---|---|---|
| ninja | https://repo.huaweicloud.com/harmonyos/compiler/ninja/1.9.0/windows/ninja-win.zip | ninja.exe所在文件夾 |
| gn | https://repo.huaweicloud.com/harmonyos/compiler/gn/1744/windows/gn-windows-amd64.zip | gn.exe所在文件夾 |
| gcc_riscv32 | http://www.hihope.org/download/download.aspx?mtt=34 | hcc_riscv32_win文件夾 |
| tool_msys | https://sourceforge.net/projects/mingw/ | msys\bin文件夾 |
| tool_scons | DevEco Device Tool自帶工具 | - |
注意：這里非常關(guān)鍵的一點(diǎn)，在Tools里設(shè)置的工具鏈名稱，必須和上表給出的名稱一一對(duì)應(yīng)!!!必須一摸一樣!這個(gè)問題是因?yàn)槟壳癲ev-tool還不夠完善導(dǎo)致的，一定要特別注意!!
同時(shí)，有一些工具包不好下載(在國外)，所以我放在了我Gitee倉庫上，下載鏈接：https://gitee.com/zeweni/harmony-os-win-build，記得幫我點(diǎn)個(gè)Star呦~
2)編譯源碼
在Projects中，點(diǎn)擊工程的Settings按鈕，在hi3861V100配置頁簽中，設(shè)置源碼的編譯類型build_type，默認(rèn)為“release“類型，請(qǐng)根據(jù)需要進(jìn)行修改。然后點(diǎn)擊Save按鈕進(jìn)行保存。
2. 保存后，點(diǎn)擊Open打開Hi3861V100的工程。
3. 點(diǎn)擊
圖標(biāo)，打開DevEco Device Tool界面，在“PROJECT TASKS”中，點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)開發(fā)板下的Build按鈕，執(zhí)行編譯。
4. 等待編譯完成，在TERMINAL窗口輸出“SUCCESS”，編譯完成。
到此為止，我們就完成了在windows上面搭建一站式的開發(fā)環(huán)境的全部流程!目前僅支持輕量型系統(tǒng)，開發(fā)板是Hi3861，后期會(huì)不斷添加其他的開發(fā)板。
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