鸿蒙LiteOs读源码教程+向LiteOS中添加一个系统调用

本文分为2个部分：第1部分简要介绍如何读鸿蒙Liteos源码，第2部分是实验向LiteOS中添加一个系统调用的完整过程。

前置资料：

imx6ull开发板使用方式详解 + 源码下载 +编译运行简单程序 + Ubuntu虚拟机使用鸿蒙LiteOs操作系统常见错误汇总

一、鸿蒙Liteos读源码教程

鸿蒙的源码是放在openharmony文件夹下，openharmony下的kernel文件夹存放操作系统内核的相关代码和实现。

内核是操作系统的核心部分，所以像负责：资源管理、任务调度、内存管理、设备驱动、进程通信的源码都可以在kernel文件夹里看到。

进入到kernel文件夹下后会看到liteos_a和liteos_m，我们只需要知道liteos_a是针对嵌入式设备的，所以像我们实验用的开发板就是看liteos_a下的代码，而liteos_m是针对物联网设备设计的，所以我们暂时先不去看这个。

友情提示：ubuntu虚拟机是有可视化界面的，只需要在桌面上点击进入Files即可看到系统中的文件：

进入liteos_a后真正的核心代码同样是存储在kernel下的：

主要介绍3个比较重要的：

base：该文件夹包含操作系统内核的基础部分，如调度器，同步机制，内存管理等基础功能的实现。

include：该文件夹包含内核需要的所有头文件。

user：该文件夹包含一些用户级别的功能，如用户任务，用户接口等。

所以如果想查看有关内核的代码就进入base文件夹，想查看或者修改头文件就进入include文件夹。

假设我们现在进入到base文件夹：

接下来我逐一向大家简要介绍：

core：包含了内核的核心代码，比如初始化代码，启动代码等。

include：包含了base部分所有的头文件。

ipc：是inter-process communication的缩写，和进程相关，包含了实现进程间通信的代码。

mem：是内存缩写，包含了实现内存管理的代码，如内存分配、内存释放等。

misc：包含杂项代码，如工具函数，调试功能。

mp：包含多处理器相关的代码，如多核心调度，同步等。

om：包含LiteOS的运维相关代码。

sched：是调度缩写，包含了LiteOS的任务调度代码，包括任务的创建，删除，切换等。

vm：是虚拟内存的缩写，包含了实现虚拟内存管理的代码，如页表管理，地址转换等。

二、向LiteOS中添加一个系统调用

实验要求：

该实验需要分别在用户态和内核态完成两部分内容：

内容1：在用户态下要为新添加的系统调用增加相应的库函数作为接口。

内容2：在内核态下要添加与接口函数对应的系统调用。

编写一个应用程序，该应用程序通过调用第一步中添加的库函数接口，进而触发新添加的系统调用，从而验证新添加系统调用的正确性。

参考资料：

OpenHarmony LiteOS-A内核文档之学习--系统调用-开源基础软件社区-51CTO.COM

 第1步：在内核态添加系统调用号：

打开/home/book/openharmony/prebuits/lite/sysroot/usr/include/arm-liteos/bits/syscall.h文件，添加如下代码：

#define __NR_hxsyscall   (__NR_OHOS_BEGIN +21)

在同文件里的末尾添加如下代码：

#define SYS_hxsyscall    (__NR_OHOS_BEGIN + 21)

解释：定义一个名为__NR_hxsyscall和SYS_hxsyscall的宏，其值为(__NR_OHOS_BEGIN + 21)，自定义了系统调用的系统调用号。这样定义了宏之后，可以在代码中使用__NR_hxsyscall或SYS_hxsyscall来代表自定义的系统调用号，以方便后续在代码中调用该系统调用。

两个宏实际上是等价的，只是提供了不同的命名选项。开发者可以根据需要选择使用SYS_hxsyscall或者__NR_hxsyscall。

如果是在用户空间（用户态）代码中，可能会使用没有前缀的版本，而在内核（内核态）代码中则可能会使用有前缀的版本，但这完全取决于项目的具体代码风格和约定。

第2步：在用户态添加系统调用号：

在/openharmony/third_party/musl/kernel/obj/include/bits/syscall.h文件，添加如下代码：

#define __NR_hxsyscall    (__NR_OHOS_BEGIN + 21)

解释： /openharmony/third_party/musl/kernel/obj/include/bits/syscall.h文件是位于 musl libc 库的内核代码中，运行在用户态。

/home/book/openharmony/prebuits/lite/sysroot/usr/include/arm-liteos/bits/syscall.h文件是位于 OhOS Lite 操作系统的系统头文件中，运行在内核态。

所以第1步是在内核态添加系统调用号，第2步是在用户态添加系统调用号。

第3步：添加函数定义和实现

进入home/book/openharmony/kernel/liteos_a/syscall/los_syscall.h，新增系统调用函数的声明：

syscall同级目录添加.c文件，用于写入系统调用函数内容：

实现系统调用函数：

第4步：实现调用号和调用函数间的映射关系

打开/home/book/openharmony/kernel/liteos_a/syscall/syscall_lookup.h文件，新增系统调用号和系统调用函数之间的映射关系：

将用户态的系统调用宏__NR_hxsyscall和系统调用函数HxSyscall进行映射，相当于就是关联。

第5步：编写测试函数

在/home/book/doc_and_source_for_openharmony/apps下创建hxsyscall文件夹，再创建Makefile和hxsyscall.c文件（可以直接拷贝hello的内容进行修改）：

修改hxsyscall.c内容，调用用户态的系统调用宏，传入参数：

说明：因为前面已经将SYS_hxsyscall这个宏与HxSyscall这个系统调用函数关联，所以“wake up”会作为一个参数传入下图的HxSyscall函数中，最终能够输出Hx call you to wake up!

然后修改Makefile的内容：

在同级目录下打开终端，输入make进行编译：

第6步：重新编译内核

这一步很关键，因为新增了一个系统调用号，必须要重新编译内核才能使调用号生效，并与系统调用函数进行关联。

首先删掉/openharmony/kernel/liteos_a/out/imx6ull的下面几个文件：

进入/openharmony/kernel/liteos_a然后进入命令栏，先输入下两行代码，确保操作万无一失：

cd  /home/book/openharmony/kernel/liteos_a
cp  tools/build/config/debug/imx6ull_clang.config .config  

再输入make clean：

然后输入make -j 8：

再输入make rootfs，编译根文件系统：

将out/imx6ull下的rootfs.img改名为rootfs.jffs2：

cp out/imx6ull/rootfs.img out/imx6ull/rootfs.jffs2

第7步：开发板运行

把apps下的hxsyscall下的hysyscall文件手动复制到home/openharmony/kernel/liteos_a/out/imx6ull/rootfs/bin目录下重新制作rootfs.jfss2

openharmony/kernel/liteos_a/out/imx6ull下打开终端，输入mkfs.jffs2 -s 0x10000 -e 0x10000 -d rootfs -o rootfs.jffs2

回到电脑，先删掉/doc_and_source_for_openharmony_imx6ull/IMX6ULL/开发板配套资料/软件/烧写工具/100ask_files_imx6ull烧写工具/file文件夹下已有的liteos.bin和rootfs.jffs2文件。

然后把新的liteos.bin和rootfs.jffs2复制该文件夹下：

先连接上开发板，然后打开MobaXterm连接上串口，然后点击下载到内存并启动。

按照第一次试验启动开发板，出现81000000，输入cd ./bin，再输入ls，可以看到文件和虚拟机里的文件一致：

输入./hxsyscall输出显示Hx call you to wake up!