鸿蒙内核源码分析(构建工具篇) | 顺瓜摸藤调试鸿蒙构建过程 | 百篇博客分析HarmonyOS源码 | v59.01
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构建的必要性
- 前端开发有构建工具：
Grunt、Gulp、Webpack - 后台开发有构建工具:
Maven、Ant、Gradle
构建工具重要性不言而喻,它描述了整个工程的如何编译、连接,打包等规则,其中包括：工程中的哪些源文件需要编译以及如何编译、需要创建那些库文件以及如何创建这些库文件、如何最后输出我们想要的文件。
鸿蒙轻内核(L1/liteos)的编译构建工具是hb,hb是ohos-build的简称, 而ohos又是openharmony os的简称.
hb | ohos-build
hb通过以下命令安装,是用 python写的一个构建工具.
python3 -m pip install --user ohos-build
其源码在 ./build/lite 目录下,含义如下:
build/lite
├── components # 组件描述文件
├── figures # readme中的图片
├── hb # hb pip安装包源码
│ ├── build # hb build 命令实现
│ ├── clean # hb clean 命令实现
│ ├── common # 通用类, 提供 Device,Config,Product,utils 类
│ ├── cts # hb cts 命令实现
│ ├── deps # hb deps 命令实现
│ ├── env # hb env 命令实现
│ ├── set # hb set 命令实现
├── make_rootfs # 文件系统镜像制作脚本
├── config # 编译配置项
│ ├── component # 组件相关的模板定义
│ ├── kernel # 内核相关的编译配置
│ └── subsystem # 子系统编译配置
├── platform # ld脚本
├── testfwk # 测试编译框架
└── toolchain # 编译工具链配置，包括：编译器路径、编译选项、链接选项等
构建组成
鸿蒙构建系统由 python, gn, ninja, makefile几个部分组成,每个部分都有自己的使命,干自己最擅长的活.
- python : 胶水语言,最擅长的是对参数,环境变量,文件操作,它任务是做好编译前的准备工作和为gn收集命令参数.不用python直接用gn行不行? 也行,但很麻烦.比如:直接使用下面的命令行也可以生成 .ninja文件,最后的效果是一样的.但相比只使用
hb build哪个更香,hb build也会生成下面这一坨坨, 但怎么来是python的强项.
图为绕过hb python部分直接执行gn gen 的结果:/home/tools/gn gen /home/openharmony/code-v1.1.1-LTS/out/hispark_aries/ipcamera_hispark_aries \ --root=/home/openharmony/code-v1.1.1-LTS \ --dotfile=/home/openharmony/code-v1.1.1-LTS/build/lite/.gn \ --script-executable=python3 \ '--args=ohos_build_type="debug" ohos_build_compiler_specified="clang" ohos_build_compiler_dir="/home/tools/llvm" product_path="/home/openharmony/code-v1.1.1-LTS/vendor/hisilicon/hispark_aries" device_path="/home/openharmony/code-v1.1.1-LTS/device/hisilicon/hispark_aries/sdk_liteos" ohos_kernel_type="liteos_a" enable_ohos_appexecfwk_feature_ability = false ohos_full_compile=true'![在这里插入图片描述]()
- gn : 类似构建界的高级语言,gn和ninja的关系有点像C和汇编语言的关系,与它对标的是cmake,它的作用是生成.ninja文件,不用gn直接用ninja行不行? 也行,但更麻烦.就跟全用汇编写鸿蒙系统一样,理论上可行,可谁会这么去干呢.
- ninja:类似构建界的汇编语言,与它对标的是make,由它完成对编译器clang,链接器ld的使用.
- makefile:鸿蒙有些模块用的还是make编译, 听说后面会统一使用ninja,是不是以后就看不到make文件了,目前是还有大量的make存在.
如何调试 hb
推荐使用vscode来调试,在调试面板点击 create a launch.json file创建调试文件,复制以下内容就可以调试hb了.
{
"version": "0.2.0",
"configurations": [
{// hb set
"name": "hb set",
"type": "python",
"request": "launch",
"program": "./build/lite/hb/__main__.py",
"console": "integratedTerminal",
"args": ["set"],
"stopOnEntry": true
},
{//hb build
"name": "hb build debug",
"type": "python",
"request": "launch",
"program": "./build/lite/hb/__main__.py",
"console": "integratedTerminal",
"args": ["build"],
"stopOnEntry": true
},
{//hb clean
"name": "hb clean",
"type": "python",
"request": "launch",
"program": "./build/lite/hb/__main__.py",
"console": "integratedTerminal",
"args": ["clean"],
"stopOnEntry": true
},
]
}
构建流程
编译构建流程图所示，主要分设置和编译两步： 
本篇调试图中的 hb set | hb build 两个命令
hb set | 选择项目
源码见于: ./build/lite/hb/set/set.py hb set执行的大致流程是这样的:
-
你可以在任何目录下执行
hb set, 它尝试读取当前目录下的ohos_config.json配置文件,如果没有会让你输入代码的路径[OHOS INFO] Input code path:也就是源码根目录, 生成
ohos_config.json配置文件,配置内容项是固定的,由Config类管理. -
可以在以下位置打上断点调试
set命令,跟踪整个过程.def exec_command(args): if args.root_path is not None: return set_root_path(root_path=args.root_path) if args.product: return set_product() return set_root_path() == 0 and set_product() == 0图为断点调试现场
![在这里插入图片描述]()
-
最后生成的配置文件如下:
{ "root_path": "/home/openharmony/code-v1.1.1-LTS", "board": "hispark_aries", "kernel": "liteos_a", "product": "ipcamera_hispark_aries", "product_path": "/home/openharmony/code-v1.1.1-LTS/vendor/hisilicon/hispark_aries", "device_path": "/home/openharmony/code-v1.1.1-LTS/device/hisilicon/hispark_aries/sdk_liteos", "patch_cache": null }有了这些路径就为后续
hb build铺好了路.
hb build | 编译项目
源码见于: ./build/lite/hb/build/*.py 建议大家去调试下源码,非常有意思,能看清楚所有的细节.本篇将编译工具中重要代码都加上了注解. 也可以前往 weharmony | 注解鸿蒙编译工具 查看对其的代码注释工程.
总体步骤是分两步:
- 调用 gn_build 使用
gn gen生成 *.ninja 文件 - 调用 ninja_build 使用
ninja -w dupbuild=warn -C生成 *.o *.so *.bin 等最后的文件
gn_build 关于gn的资料可以前往 GN参考手册查看. 具体gn是如何生成.ninja文件的,后续有篇幅详细介绍其语法及在鸿蒙中的使用.
#执行gn编译
def gn_build(self, cmd_args):
# Clean out path
remove_path(self.config.out_path) #先删除out目录
makedirs(self.config.out_path) #创建out目录
# Gn cmd init and execute ,生成 build.ninja, args.gn
gn_path = self.config.gn_path
gn_args = cmd_args.get('gn', [])
gn_cmd = [gn_path,#gn的安装路径 ~/gn
'gen',
self.config.out_path, #/home/openharmony/out/hispark_aries/ipcamera_hispark_aries
'--root={}'.format(self.config.root_path), #项目的根例如:/home/openharmony
'--dotfile={}/.gn'.format(self.config.build_path),#/home/openharmony/build/lite/.gn -> root = "//build/lite"
f'--script-executable={sys.executable}',#python3
'--args={}'.format(" ".join(self._args_list))] + gn_args
# ohos_build_type="debug"
# ohos_build_compiler_specified="clang"
# ohos_build_compiler_dir="/root/llvm"
# product_path="/home/openharmony/vendor/hisilicon/hispark_aries"
# device_path="/home/openharmony/device/hisilicon/hispark_aries/sdk_liteos"
# ohos_kernel_type="liteos_a"
# enable_ohos_appexecfwk_feature_ability = false
# ohos_full_compile=true'
# 这些参数也将在exec_command后保存在 args.gn文件中
exec_command(gn_cmd, log_path=self.config.log_path)#执行 gn gen .. 命令,在./out/hispark_aries/ipcamera_hispark_aries目录下生成如下文件
# obj 子编译项生成的 ninja文件目录,例如:obj/base/global/resmgr_lite/frameworks/resmgr_lite/global_resmgr.ninja
# args.gn 各种参数, ohos_build_type="debug" ...
# build.ninja 子编译项 例如: build aa: phony dev_tools/bin/aa
# build.ninja.d 由那些模块产生的子编译项 例如:../../../base/global/resmgr_lite/frameworks/resmgr_lite/BUILD.gn
# toolchain.ninja 工具链 放置了各种编译/链接规则 rule cxx rule alink
ninja_build 关于ninja 的资料可以前往 ninja 参考手册查看. 具体ninja是如何运行的,后续有篇幅详细介绍其语法及在鸿蒙中的使用.
# ninja 编译过程
def ninja_build(self, cmd_args):
ninja_path = self.config.ninja_path
ninja_args = cmd_args.get('ninja', [])
ninja_cmd = [ninja_path,
'-w',
'dupbuild=warn',
'-C',
self.config.out_path] + ninja_args
# ninja -w dupbuild=warn -C /home/openharmony/out/hispark_aries/ipcamera_hispark_aries
# 将读取gn生成的文件,完成编译的第二步,最终编译成 .o .bin 文件
exec_command(ninja_cmd, log_path=self.config.log_path, log_filter=True)
#生成以下部分文件
#NOTICE_FILE OHOS_Image.bin bin build.ninja config etc libs obj server.map test_info userfs
#OHOS_Image OHOS_Image.map bm_tool.map build.ninja.d data foundation.map liteos.bin rootfs.tar suites toggleButtonTest.map userfs_jffs2.img
#OHOS_Image.asm args.gn build.log bundle_daemon_tool.map dev_tools gen media_server.map rootfs_jffs2.img test toolchain.ninja vendor
exec_command | utils.py
gn_build 和 ninja_build 最后都会调用 exec_command来执行命令,exec_command是个通用方法,见于 build/lite/hb/common/utils.py,调试时建议在这里打断点,顺瓜摸藤,跟踪相关函数的实现细节.
def exec_command(cmd, log_path='out/build.log', **kwargs):
useful_info_pattern = re.compile(r'\[\d+/\d+\].+')
is_log_filter = kwargs.pop('log_filter', False)
with open(log_path, 'at', encoding='utf-8') as log_file:
process = subprocess.Popen(cmd,
stdout=subprocess.PIPE,
stderr=subprocess.PIPE,
encoding='utf-8',
**kwargs)
for line in iter(process.stdout.readline, ''):
if is_log_filter:
info = re.findall(useful_info_pattern, line)
if len(info):
hb_info(info[0])
else:
hb_info(line)
log_file.write(line)
process.wait()
ret_code = process.returncode
if ret_code != 0:
with open(log_path, 'at', encoding='utf-8') as log_file:
for line in iter(process.stderr.readline, ''):
if 'ninja: warning' in line:
log_file.write(line)
continue
hb_error(line)
log_file.write(line)
if is_log_filter:
get_failed_log(log_path)
hb_error('you can check build log in {}'.format(log_path))
if isinstance(cmd, list):
cmd = ' '.join(cmd)
raise Exception("{} failed, return code is {}".format(cmd, ret_code))
图为断点调试现场
百篇博客.往期回顾
在加注过程中，整理出以下文章。内容立足源码，常以生活场景打比方尽可能多的将内核知识点置入某种场景，具有画面感，容易理解记忆。说别人能听得懂的话很重要! 百篇博客绝不是百度教条式的在说一堆诘屈聱牙的概念，那没什么意思。更希望让内核变得栩栩如生，倍感亲切.确实有难度，自不量力，但已经出发，回头已是不可能的了。 :P
与代码有bug需不断debug一样，文章和注解内容会存在不少错漏之处，请多包涵，但会反复修正，持续更新，.xx代表修改的次数，精雕细琢，言简意赅，力求打造精品内容。
关于 51 .c .h .o
看系列篇文章会常看到 51 .c .h .o，希望这对大家阅读不会造成影响. 分别对应以下四个站点的首个字符，感谢这些站点一直以来对系列篇的支持和推荐，尤其是 oschina gitee ，很喜欢它的界面风格，简洁大方，让人感觉到开源的伟大!
而巧合的是.c .h .o是C语言的头/源/目标文件，这就很有意思了，冥冥之中似有天数，将这四个宝贝以这种方式融合在一起. 51 .c .h .o ， 我要CHO ，嗯嗯，hin 顺口 : )
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