"剩蛋老人"哼着”金顾拜“来了HarmonyOS Device 开发体验

 大家好，我是不务正业的非著名 Copy 攻城狮，此篇应是 Copy 攻城狮 2020 年最后一个”Hello，World“--基于 Harmony OS 的 Hi3861 开发板进行物联网应用开发实战。Copy 攻城狮的“Hello World”之路从来都不是一帆风顺的，此次尝试开(拷)发(贝）物联网应用也走了不少弯路，最后终于跑通了蜂鸣器版的《Jingle Bells》，预祝大家新年快乐！

目录：

环境搭建篇

开发调试篇

实战应用篇

后记

环境搭建篇

编程界有个传承了几十年的”规矩“--入门先从环境搭建开始，有的时候环境搭建比较简单，比如学习 HTML 编程，有浏览器就行；有时候又比较繁琐，比如 React Native 开发，需要安装 NodeJS、Python、Java、Android SDK……而 HarmonyOS Device 开发属于后者，环境搭建比较繁琐，比如需要 Linux 系统进行编译，烧录到设备时又需要用到 Windows。如果您还想体验 Wifi 模组或者“碰一碰”等其他功能，还需要提供热点及其他设备。HarmonyOS 官方提供了详细的环境搭建文档以及 Hi3861 开发板介绍理论上跟着文档走一遍就能正常运行“Hello，HarmonyOS Device”。

尽管如此，不过每个人的开发习惯或者工具口味不一样，因此在实际搭建环境的时候还是会和官方文档有些不一样的地方。由于手头有点乞丐版的云主机资源，因此我选择将他们派上用场，用 Linux 的云主机作为编译机，在本地的 Window 10 电脑上安装 SFTP Drive 将 Linux 云主机挂载到本机，使得烧录的时候能直接读取到 Linux 上的文件；通过 VSCode 的 Remote SSH 扩展以及 HUAWEI DevEco Device Tool 扩展来开发调试代码，此外通过某大佬分享的 sscom 串口调试工具进行更加便捷的调试。如果您恰好和我一样的情况，或者您也想尝试一下我的搭建思路，那我们就开始吧！

1. Windows 环境(开发、调试、烧录)

在 Windows 上，因为涉及到开发调试，因此我们需要安装 VS Code 及扩展(也就是插件)、SFTP Drive(烧录时用来直接访问 Linux 上的文件)、CH341SER.EXE(USB 转串口驱动)、sscom(可选，方面连接串口调试)。我这边本地已经安装了 VS Code 就不过多赘述，相信大家都安装了，从我接触过的几个软硬件开发教程都推荐安装 VS Code,真香！

1.1 Remote - SSH和 SFTP Drive

可能大家会有疑问，这两个玩意都是访问远程主机上文件的，装一个就行了吧？刚开始我也有同样的想法，后来在实操中发现：如果只安装 Remote - SSSH，烧录配置时无法读取远程文件；如果只安装 SFTP Drive，在编辑代码时访问远程文件非常慢；在座的给位大佬有好的方案的话一定要传授一下哦。我这里安装的是 Remote - SSH，如果您想体验更多的功能，可以直接安装 Remote Development,Remote 系列是巨硬公司针对远程开发而开发的扩展。安装完 Remote - SSH 之后，为了免密码登录 Linux（有风险需谨慎），我们需要操作一下 SSH 密钥配置。
在 VSCode 的 Remote 扩展和 SFTP Drive 中先通过账号密码访问远程主机，确保能正常访问到 Linux 主机中的代码和文件。

SSH 密钥配置的时候，我们可以在远程主机上生成密钥，也可以在本机生成密钥，最终将配置关联就可以。我们这里采用的是 Windows 机使用 PowerShell 执行`ssh-keygen`生成密钥到文件`C:\Users\您的用户名\.ssh\id_rsa`(私钥),同时会生成文件`C:\Users\您的用户名\.ssh\id_rsa.pub`(公钥)，通过 SFTP Drive 拷贝公钥到远程主机的`~/.ssh`目录，在 VSCode 中连接远程主机执行命令`cat id_rsa.pub >> authorized_keys`追加到 authorized_keys 中,由于我本机已经有了公钥私钥，直接拿来用即可。
此步需注意的是：

cd ~/.ssh
cat id_rsa.pub >> authorized_keys #追加公钥
sudo chmod 600 authorized_keys
sudo chmod 700 ~/.ssh #文件及文件夹加权限
sudo vim /etc/ssh/sshd_config #准备修改sshd配置
# PubkeyAuthentication yes 确保此处注释放开
sudo service sshd restart #重启sshd

完事之后关闭 VSCode 再打开，不出意外再连接远程主机就不需要输入访问密码了，彻底告别每次连接都要输密码的烦恼。

1.2 HUAWEI DevEco Device Tool 及依赖安装

HUAWEI DevEco Device Tool可以理解为是 HarmonyOS Device 的开发工具，“HarmonyOS 智能设备一站式集成开发环境，支持 HarmonyOS 组件按需定制、一键编译和烧录、可视化调试、分布式能力集成等，帮助开发者高效开发和创新新硬件”。

官网：https://device.harmonyos.com/cn/ide，目前只支持 Windows，这也是为什么我们需要用到 Windows 本机的原因！另外 HUAWEI DevEco Device Tool 没有上架到 VSCode 扩展市场，只能通过**从 VSIX 安装**的方式进行安装，也就是说我们需要解压从官网下载的安装包，另外将`.vsix`文件后缀修改为`.zip`解压有惊喜哦 -- 在 DevEcoDeviceTool/extension/deveco/tool 您能得到 HiBurn.exe ,这个程序就可以用来烧录(相当于不使用 VSCode 的扩展在程序中配置烧录参数直接烧录)。

根据官方文档的指引，我们还需要：

- 安装 Node.js(尽量别装最新的)
- 安装 JDK
- 安装 hpm
- 安装 VSCode C/C++扩展
- 安装 CH341SER.EXE
- 安装 Jlink 工具(可选，V6.54c 及以上版本)
- 安装 hcc_riscv32(这个我没装成功，所以调试全靠手打)

鉴于前期跑过“Hello, HarmonyOS”(因此才获得的开发板)，大部分环境我都有，不过在安装 Jlink 工具的时候卡了很久，主要是网络的问题，导致下载的文件不全，好在想方设法终于下好了，又在安装 hcc_riscv32 时卡住了，幸好不是关键，索性放弃！……费了九牛二虎之力，终于完成 Windows 部分的环境搭建，可以直接烧录别人编译好的程序了！

 2. Linux 环境(编译)

相比 Windows 环境，HarmonyOS Device Linux 的环境搭建显得微不足道，跟着文档走一遍就完事了。不过，经过实操，如果您是 Ubuntu 18.04，我更加推荐润和许老师的文档--Harmony OS 开发指南——源码下载和编译。如果您和我一样还想尝试一下在 CentOS 上搭建环境，那就推荐鸿蒙社区的文章--在 CentOS 中安装鸿蒙 LiteOS 编译环境-海思 Hi3861,同样的也只取我需要的--我只需要编译部分的环境搭建。我的云主机操作系统是 CentOS 7.6 64 位，和博主的大同小异，按照文章中的命令行逐个敲完再去编译就一把过。

老话说得好："If I have seen further, it is by standing upon the shoulders of giants"，于是我结合许老师和社区文章完成了 HarmonyOS 在 CentOS 上的编译环境搭建。

2.1 源码获取(其中的一种方法)

```bash
# 配置repo工具
mkdir ~/bin/
# sudo apt install curl # 如果没有curl命令需要先下载
curl https://gitee.com/oschina/repo/raw/fork_flow/repo-py3 > ~/bin/repo
chmod +x ~/bin/repo
echo 'export PATH=~/bin:$PATH'  >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc
```

```bash
# 下载Harmony OS源码
mkdir -p ~/harmonyos/openharmony && cd ~/harmonyos/openharmony
sudo apt install --no-install-recommends git python # repo工具本身是python脚本，它会调用git命令下载单个代码仓
# 开始前需要配置`user.name`和`user.email`，如果没有配置，使用如下命令进行配置：
# git config --global user.name "yourname"
# git config --global user.email "your-email-address"
repo init -u https://gitee.com/openharmony/manifest.git -b master --no-repo-verify
repo sync -c  # 以后每天同步远程仓的修改，只需要执行这一条命令即可
```

2.2 安装编译基础环境

依赖 Python 3.7+ 以及SCons安装,我这里通过自行编译安装的 Python 3.9.0。

```bash
# 下载Python源码包
wget https://www.python.org/ftp/python/3.9.0/Python-3.9.0.tgz
# 解压源码包
tar -xzvf Python-3.9.0.tgz
# 安装依赖
yum groupinstall -y "Development tools"
yum install -y openssl-devel
yum install -y libffi libffi-devel
yum install -y bzip2-devel
yum install -y sqlite-devel
yum install -y readline-devel
yum install -y libuuid-devel
yum install -y uuid-devel
yum install -y xz-devel
yum install -y gdbm-devel
yum install -y tk-devel
# 配置编译
cd Python-3.9.0
./configure --prefix=/usr/local/python3
# 编译Python
make -j8 && make install
# 创建软链接
ln -s /usr/local/python3/bin/python3 /usr/bin/python3
ln -s /usr/local/python3/bin/pip3 /usr/bin/pip3
# 验证
python3 --version
pip3 --version
# 安装编译时需依赖的Python 3组件
pip3 install setuptools
pip3 install kconfiglib
pip3 install pycryptodome
pip3 install six --upgrade --ignore-installed six
pip3 install ecdsa
```

```bash
# 下载SCons源码包
wget http://prdownloads.sourceforge.net/scons/scons-4.0.1.tar.gz
# 解压源码包
tar -xzvf scons-4.0.1.tar.gz
# 安装
cd SCons-4.0.1/
python3 setup.py install
# 创建软链接
ln -s /usr/local/python3/bin/scons /usr/bin/scons
```​

2.3 安装编译工具环境

我们需要用到的编译工具有交叉编译器 gcc_riscv32、 产生 ninja 编译脚本的 gn、执行 ninja 编译脚本的 ninja，虽然我并不知道她们是怎么工作的，但我坚信“Just Do IT”！

```bash
# 下载交叉编译工具
wget https://repo.huaweicloud.com/harmonyos/compiler/gcc_riscv32/7.3.0/linux/gcc_riscv32-linux-7.3.0.tar.gz
# 解压工具链
tar -xvf gcc_riscv32-linux-7.3.0.tar.gz
# 安装交叉编译工具
mv gcc_riscv32 /usr/local/  # 按照个人喜好存放
vi /etc/profile # 将环境变量配置进来export PATH=/usr/local/gcc_riscv32/bin:$PATH
# 如果已存在PATH，需将:/usr/local/gcc_riscv32/bin:$PATH 追加到PATH
source /etc/profile
# 如果还是不生效，请尝试加到全局变量 vim ~/.bashrc 我这边就酱
# 验证
cd
riscv32-unknown-elf-gcc --version
```

```bash
# 下载gn工具源码包
wget https://repo.huaweicloud.com/harmonyos/compiler/gn/1523/linux/gn.1523.tar
# 解压
tar -xvf gn.1523.tar
# 安装
mv gn /usr/local/
ln -s /usr/local/gn/gn /usr/bin/gn
# 验证
gn --version
```

```bash
# 下载ninja
wget https://repo.huaweicloud.com/harmonyos/compiler/ninja/1.9.0/linux/ninja.1.9.0.tar
# 解压
tar -xvf ninja.1.9.0.tar
# 安装
mv ninja /usr/local/
ln -s /usr/local/ninja/ninja /usr/bin/ninja
# 验证
 ninja --version
```

2.4 编译测试

通过简单而又繁琐的 Ctrl C 和 Ctrl V 我们终于完成了 HarmonyOS Device 用于编译的 Linux 环境搭建。我已经迫不及待地想编译一次试试：

```bash
cd /root/harmonyos/openharmony
python3 build.py wifiiot
```

至此，完整的 HarmonyOS Device 环境算是搭建完毕，我们可以开始编写自己的程序进行编译、烧录了。接下来，我们尝试从 Hi3861 套件的一些基本功能中了解 HarmonyOS Device 的开发调试。

 开发调试篇

具体的文档和教程请参考 HarmonyOS 官方文档以及厂商的开源教程如 HiHope 的《Harmony OS 物联网应用开发实战》配套视频和代码仓库、BearPi 的《HM Nano 鸿蒙·季 发布》配套视频及代码仓库。我们使用的是 HiHope 出品的 WI-FI IoT Hi3861 套件，涵盖了一个核心板（Hi3861 WLAN 模组）和七个扩展模块（交通灯板、炫彩灯板、OLED 板、NFC 板、机器人扩展板），包含了丰富的外设接口如 I2C（The Inter Integrated Circuit）、PWM（Pulse Width Modulation）、GPIO（General Purpose Input/Output）和多路 ADC（Analog to Digital Converter）等等，可玩性非常高。鸿蒙社区也有很多牛人创造了超多创意玩法，比如通过蜂鸣器演奏乐曲、通过 OLED 播放视频、俄罗斯方块小游戏、控制大疆无人机……您是不是也想来一套?接下来，请跟随 Copy 攻城狮本大狮一起探索一下 HarmonyOS Devic 开发调试吧！

 3.1 从点灯开始

如果您留意到 HarmonyOS Device 官方文档中关于 Hi3861 的示例程序，除了“Hello，World”和 WLAN 模组联网，在设备开发章节还提供了一个 LED 外设控制的 Demo，通过调用 HarmonyOS 的 NDK 接口，实现对 GPIO 控制，达到 LED 闪烁的效果，也就是我们常说的“点灯”。源代码在我们下载的目录中：harmonyos/openharmony/applications/sample/wifi-iot/app/iothardware/led_example.c。
在 Copy 代码之前，大概了解一下源码的目录：

.
├── applications          # 应用程序样例，包括wifi-iot，camera等
│   └── sample
│   ├──── camera          # 摄像头类产品
│   └──── wifi-iot        # WIFI连接类产品
├── base                  # 基础软件服务子系统集&硬件服务子系统集
├── build                 # 组件化编译、构建和配置脚本
│   └── lite
├── build.py              # 编译脚本文件
├── device                # qemu模拟不同内核运行在不同的单板
├── docs                  # OpenHarmony开发者文档
├── domains               # 增强软件服务子系统集
│   └── iot
├── drivers               # 驱动子系统
│   ├── hdf
│   └── liteos
├── foundation            # 系统基础能力子系统集
├── kernel                # 内核子系统
├── out                   # 编译输出
│   └── wifiiot           # python3 build.py wifiiot的产物
├── prebuilts             # 编译器及工具链子系统
├── test                  # 测试子系统
├── third_party           # 开源第三方组件
├── utils                 # 常用的工具集
└── vendor                # 厂商提供的软件
    ├── hisi
    └── huawei

再看看我们的开发目录`applications/sample/wifi-iot`：

├── app
│   ├── BUILD.gn                            # 入口
│   ├── demolink                            # Hello,World
│   │   ├── BUILD.gn
│   │   └── helloworld.c
│   ├── iothardware                         # 点灯Demo
│   │   ├── BUILD.gn
│   │   └── led_example.c
│   ├── samgr                               # 服务框架子系统管理系统功能
│   │   ├── bootstrap_example.c
│   │   ├── broadcast_example.c
│   │   ├── BUILD.gn
│   │   ├── example.h
│   │   ├── feature_example.c
│   │   ├── maintenance_example.c
│   │   ├── service_example.c
│   │   ├── service_recovery_example.c
│   │   ├── specified_task_example.c
│   │   └── task_example.c
│   └── startup                             # 启动配置
│       └── BUILD.gn
└── LICENSE                                 # 许可证

根据现有的代码，要想完成“点灯”实践，我们只需在 VSCode Remote 中修改入口文件`BUILD.gn`:

import("//build/lite/config/component/lite_component.gni")
lite_component("app") {
    features = [
        "iothardware:led_example"
    ]
}

然后新开一个 VSCode 窗口进行 DevEco Device Tool 配置及烧录，烧录完毕通过串口工具能查看开发板的输出，再 Reset 开发板之后，伴随着节奏声，LED 灯一闪一闪，有点转向灯的赶脚，按下左边按钮时提示闪烁。

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