"剩蛋老人"哼著”金顧拜“來了HarmonyOS Device 開發體驗

大家好，我是不務正業的非著名 Copy 攻城獅，此篇應是 Copy 攻城獅 2020 年最後一個”Hello，World“--基於 Harmony OS 的 Hi3861 開發板進行物聯網應用開發實戰。Copy 攻城獅的“Hello World”之路從來都不是一帆風順的，此次嘗試開(拷)發(貝）物聯網應用也走了不少彎路，最後終於跑通了蜂鳴器版的《Jingle Bells》，預祝大家新年快樂！

目錄：

環境搭建篇

開發除錯篇

實戰應用篇

後記

環境搭建篇

程式設計界有個傳承了幾十年的”規矩“--入門先從環境搭建開始，有的時候環境搭建比較簡單，比如學習 HTML 程式設計，有瀏覽器就行；有時候又比較繁瑣，比如 React Native 開發，需要安裝 NodeJS、Python、Java、Android SDK……而 HarmonyOS Device 開發屬於後者，環境搭建比較繁瑣，比如需要 Linux 系統進行編譯，燒錄到裝置時又需要用到 Windows。如果您還想體驗 Wifi 模組或者“碰一碰”等其他功能，還需要提供熱點及其他裝置。HarmonyOS 官方提供了詳細的環境搭建文件以及Hi3861 開發板介紹理論上跟著文件走一遍就能正常執行“Hello，HarmonyOS Device”。

儘管如此，不過每個人的開發習慣或者工具口味不一樣，因此在實際搭建環境的時候還是會和官方文件有些不一樣的地方。由於手頭有點乞丐版的雲主機資源，因此我選擇將他們派上用場，用 Linux 的雲主機作為編譯機，在本地的 Window 10 電腦上安裝 SFTP Drive 將 Linux 雲主機掛載到本機，使得燒錄的時候能直接讀取到 Linux 上的檔案；通過 VSCode 的 Remote SSH 擴充套件以及 HUAWEI DevEco Device Tool 擴充套件來開發除錯程式碼，此外通過某大佬分享的 sscom 串列埠除錯工具進行更加便捷的除錯。如果您恰好和我一樣的情況，或者您也想嘗試一下我的搭建思路，那我們就開始吧！

1. Windows 環境(開發、除錯、燒錄)

在 Windows 上，因為涉及到開發除錯，因此我們需要安裝 VS Code 及擴充套件(也就是外掛)、SFTP Drive(燒錄時用來直接訪問 Linux 上的檔案)、CH341SER.EXE(USB 轉串列埠驅動)、sscom(可選，方面連線串列埠除錯)。我這邊本地已經安裝了 VS Code 就不過多贅述，相信大家都安裝了，從我接觸過的幾個軟硬體開發教程都推薦安裝 VS Code,真香！

1.1Remote - SSH和 SFTP Drive

可能大家會有疑問，這兩個玩意都是訪問遠端主機上檔案的，裝一個就行了吧？剛開始我也有同樣的想法，後來在實操中發現：如果只安裝 Remote - SSSH，燒錄配置時無法讀取遠端檔案；如果只安裝 SFTP Drive，在編輯程式碼時訪問遠端檔案非常慢；在座的給位大佬有好的方案的話一定要傳授一下哦。我這裡安裝的是 Remote - SSH，如果您想體驗更多的功能，可以直接安裝 Remote Development,Remote 系列是巨硬公司針對遠端開發而開發的擴充套件。安裝完 Remote - SSH 之後，為了免密碼登入 Linux（有風險需謹慎），我們需要操作一下 SSH 金鑰配置。
在 VSCode 的 Remote 擴充套件和 SFTP Drive 中先通過賬號密碼訪問遠端主機，確保能正常訪問到 Linux 主機中的程式碼和檔案。

SSH 金鑰配置的時候，我們可以在遠端主機上生成金鑰，也可以在本機生成金鑰，最終將配置關聯就可以。我們這裡採用的是 Windows 機使用 PowerShell 執行`ssh-keygen`生成金鑰到檔案`C:\Users\您的使用者名稱\.ssh\id_rsa`(私鑰),同時會生成檔案`C:\Users\您的使用者名稱\.ssh\id_rsa.pub`(公鑰)，通過 SFTP Drive 拷貝公鑰到遠端主機的`~/.ssh`目錄，在 VSCode 中連線遠端主機執行命令`cat id_rsa.pub >> authorized_keys`追加到 authorized_keys 中,由於我本機已經有了公鑰私鑰，直接拿來用即可。
此步需注意的是：

cd ~/.ssh
cat id_rsa.pub >> authorized_keys #追加公鑰
sudo chmod 600 authorized_keys
sudo chmod 700 ~/.ssh #檔案及資料夾加許可權
sudo vim /etc/ssh/sshd_config #準備修改sshd配置
# PubkeyAuthentication yes 確保此處註釋放開
sudo service sshd restart #重啟sshd

完事之後關閉 VSCode 再開啟，不出意外再連線遠端主機就不需要輸入訪問密碼了，徹底告別每次連線都要輸密碼的煩惱。

1.2 HUAWEI DevEco Device Tool 及依賴安裝

HUAWEI DevEco Device Tool可以理解為是 HarmonyOS Device 的開發工具，“HarmonyOS 智慧裝置一站式整合開發環境，支援 HarmonyOS 元件按需定製、一鍵編譯和燒錄、視覺化除錯、分散式能力整合等，幫助開發者高效開發和創新新硬體”。

官網：https://device.harmonyos.com/cn/ide，目前只支援 Windows，這也是為什麼我們需要用到 Windows 本機的原因！另外 HUAWEI DevEco Device Tool 沒有上架到 VSCode 擴充套件市場，只能通過**從 VSIX 安裝**的方式進行安裝，也就是說我們需要解壓從官網下載的安裝包，另外將`.vsix`檔案字尾修改為`.zip`解壓有驚喜哦 -- 在DevEcoDeviceTool/extension/deveco/tool您能得到HiBurn.exe,這個程式就可以用來燒錄(相當於不使用 VSCode 的擴充套件在程式中配置燒錄引數直接燒錄)。

根據官方文件的指引，我們還需要：

- 安裝 Node.js(儘量別裝最新的)
- 安裝 JDK
- 安裝 hpm
- 安裝 VSCode C/C++擴充套件
- 安裝 CH341SER.EXE
- 安裝 Jlink 工具(可選，V6.54c 及以上版本)
- 安裝 hcc_riscv32(這個我沒裝成功，所以除錯全靠手打)

鑑於前期跑過“Hello, HarmonyOS”(因此才獲得的開發板)，大部分環境我都有，不過在安裝 Jlink 工具的時候卡了很久，主要是網路的問題，導致下載的檔案不全，好在想方設法終於下好了，又在安裝 hcc_riscv32 時卡住了，幸好不是關鍵，索性放棄！……費了九牛二虎之力，終於完成 Windows 部分的環境搭建，可以直接燒錄別人編譯好的程式了！

2. Linux 環境(編譯)

相比 Windows 環境，HarmonyOS Device Linux 的環境搭建顯得微不足道，跟著文件走一遍就完事了。不過，經過實操，如果您是 Ubuntu 18.04，我更加推薦潤和許老師的文件--Harmony OS 開發指南——原始碼下載和編譯。如果您和我一樣還想嘗試一下在 CentOS 上搭建環境，那就推薦鴻蒙社群的文章--在 CentOS 中安裝鴻蒙 LiteOS 編譯環境-海思 Hi3861,同樣的也只取我需要的--我只需要編譯部分的環境搭建。我的雲主機作業系統是 CentOS 7.6 64 位，和博主的大同小異，按照文章中的命令列逐個敲完再去編譯就一把過。

老話說得好："If I have seen further, it is by standing upon the shoulders of giants"，於是我結合許老師和社群文章完成了 HarmonyOS 在 CentOS 上的編譯環境搭建。

2.1 原始碼獲取(其中的一種方法)

```bash
# 配置repo工具
mkdir ~/bin/
# sudo apt install curl # 如果沒有curl命令需要先下載
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
# 下載Harmony OS原始碼
mkdir -p ~/harmonyos/openharmony && cd ~/harmonyos/openharmony
sudo apt install --no-install-recommends git python # repo工具本身是python指令碼，它會呼叫git命令下載單個程式碼倉
# 開始前需要配置`user.name`和`user.email`，如果沒有配置，使用如下命令進行配置：
# 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  # 以後每天同步遠端倉的修改，只需要執行這一條命令即可
```

2.2 安裝編譯基礎環境

依賴 Python 3.7+ 以及SCons安裝,我這裡通過自行編譯安裝的 Python 3.9.0。

```bash
# 下載Python原始碼包
wget https://www.python.org/ftp/python/3.9.0/Python-3.9.0.tgz
# 解壓原始碼包
tar -xzvf Python-3.9.0.tgz
# 安裝依賴
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
# 配置編譯
cd Python-3.9.0
./configure --prefix=/usr/local/python3
# 編譯Python
make -j8 && make install
# 建立軟連結
ln -s /usr/local/python3/bin/python3 /usr/bin/python3
ln -s /usr/local/python3/bin/pip3 /usr/bin/pip3
# 驗證
python3 --version
pip3 --version
# 安裝編譯時需依賴的Python 3元件
pip3 install setuptools
pip3 install kconfiglib
pip3 install pycryptodome
pip3 install six --upgrade --ignore-installed six
pip3 install ecdsa
```

```bash
# 下載SCons原始碼包
wget http://prdownloads.sourceforge.net/scons/scons-4.0.1.tar.gz
# 解壓原始碼包
tar -xzvf scons-4.0.1.tar.gz
# 安裝
cd SCons-4.0.1/
python3 setup.py install
# 建立軟連結
ln -s /usr/local/python3/bin/scons /usr/bin/scons
```​

2.3 安裝編譯工具環境

我們需要用到的編譯工具有交叉編譯器 gcc_riscv32、 產生 ninja 編譯指令碼的 gn、執行 ninja 編譯指令碼的 ninja，雖然我並不知道她們是怎麼工作的，但我堅信“Just Do IT”！

```bash
# 下載交叉編譯工具
wget https://repo.huaweicloud.com/harmonyos/compiler/gcc_riscv32/7.3.0/linux/gcc_riscv32-linux-7.3.0.tar.gz
# 解壓工具鏈
tar -xvf gcc_riscv32-linux-7.3.0.tar.gz
# 安裝交叉編譯工具
mv gcc_riscv32 /usr/local/  # 按照個人喜好存放
vi /etc/profile # 將環境變數配置進來export PATH=/usr/local/gcc_riscv32/bin:$PATH
# 如果已存在PATH，需將:/usr/local/gcc_riscv32/bin:$PATH 追加到PATH
source /etc/profile
# 如果還是不生效，請嘗試加到全域性變數 vim ~/.bashrc 我這邊就醬
# 驗證
cd
riscv32-unknown-elf-gcc --version
```

```bash
# 下載gn工具原始碼包
wget https://repo.huaweicloud.com/harmonyos/compiler/gn/1523/linux/gn.1523.tar
# 解壓
tar -xvf gn.1523.tar
# 安裝
mv gn /usr/local/
ln -s /usr/local/gn/gn /usr/bin/gn
# 驗證
gn --version
```

```bash
# 下載ninja
wget https://repo.huaweicloud.com/harmonyos/compiler/ninja/1.9.0/linux/ninja.1.9.0.tar
# 解壓
tar -xvf ninja.1.9.0.tar
# 安裝
mv ninja /usr/local/
ln -s /usr/local/ninja/ninja /usr/bin/ninja
# 驗證
 ninja --version
```

2.4 編譯測試

通過簡單而又繁瑣的 Ctrl C 和 Ctrl V 我們終於完成了 HarmonyOS Device 用於編譯的 Linux 環境搭建。我已經迫不及待地想編譯一次試試：

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

至此，完整的 HarmonyOS Device 環境算是搭建完畢，我們可以開始編寫自己的程式進行編譯、燒錄了。接下來，我們嘗試從 Hi3861 套件的一些基本功能中瞭解 HarmonyOS Device 的開發除錯。

開發除錯篇

具體的文件和教程請參考 HarmonyOS 官方文件以及廠商的開源教程如 HiHope 的《Harmony OS 物聯網應用開發實戰》配套視訊和程式碼倉庫、BearPi 的《HM Nano 鴻蒙·季 釋出》配套視訊及程式碼倉庫。我們使用的是 HiHope 出品的 WI-FI IoT Hi3861 套件，涵蓋了一個核心板（Hi3861 WLAN 模組）和七個擴充套件模組（交通燈板、炫彩燈板、OLED 板、NFC 板、機器人擴充套件板），包含了豐富的外設介面如 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。鴻蒙社群也有很多牛人創造了超多創意玩法，比如通過蜂鳴器演奏樂曲、通過 OLED 播放視訊、俄羅斯方塊小遊戲、控制大疆無人機……您是不是也想來一套?接下來，請跟隨 Copy 攻城獅本大獅一起探索一下 HarmonyOS Devic 開發除錯吧！

3.1 從點燈開始

如果您留意到 HarmonyOS Device 官方文件中關於 Hi3861 的示例程式，除了“Hello，World”和 WLAN 模組聯網，在裝置開發章節還提供了一個 LED 外設控制的 Demo，通過呼叫 HarmonyOS 的 NDK 介面，實現對 GPIO 控制，達到 LED 閃爍的效果，也就是我們常說的“點燈”。原始碼在我們下載的目錄中：harmonyos/openharmony/applications/sample/wifi-iot/app/iothardware/led_example.c。
在 Copy 程式碼之前，大概瞭解一下原始碼的目錄：

.
├── applications          # 應用程式樣例，包括wifi-iot，camera等
│   └── sample
│   ├──── camera          # 攝像頭類產品
│   └──── wifi-iot        # WIFI連線類產品
├── base                  # 基礎軟體服務子系統集&硬體服務子系統集
├── build                 # 元件化編譯、構建和配置指令碼
│   └── lite
├── build.py              # 編譯指令碼檔案
├── device                # qemu模擬不同核心執行在不同的單板
├── docs                  # OpenHarmony開發者文件
├── domains               # 增強軟體服務子系統集
│   └── iot
├── drivers               # 驅動子系統
│   ├── hdf
│   └── liteos
├── foundation            # 系統基礎能力子系統集
├── kernel                # 核心子系統
├── out                   # 編譯輸出
│   └── wifiiot           # python3 build.py wifiiot的產物
├── prebuilts             # 編譯器及工具鏈子系統
├── test                  # 測試子系統
├── third_party           # 開源第三方元件
├── utils                 # 常用的工具集
└── vendor                # 廠商提供的軟體
    ├── hisi
    └── huawei

再看看我們的開發目錄`applications/sample/wifi-iot`：

├── app
│   ├── BUILD.gn                            # 入口
│   ├── demolink                            # Hello,World
│   │   ├── BUILD.gn
│   │   └── helloworld.c
│   ├── iothardware                         # 點燈Demo
│   │   ├── BUILD.gn
│   │   └── led_example.c
│   ├── samgr                               # 服務框架子系統管理系統功能
│   │   ├── 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                             # 啟動配置
│       └── BUILD.gn
└── LICENSE                                 # 許可證

根據現有的程式碼，要想完成“點燈”實踐，我們只需在 VSCode Remote 中修改入口檔案`BUILD.gn`:

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

然後新開一個 VSCode 視窗進行 DevEco Device Tool 配置及燒錄，燒錄完畢通過串列埠工具能檢視開發板的輸出，再 Reset 開發板之後，伴隨著節奏聲，LED 燈一閃一閃，有點轉向燈的趕腳，按下左邊按鈕時提示閃爍。

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來源：王府井集團股份有限公司