OpenHarmony編譯構建系統詳解，從零搭建Windows下開發環境，巨方便！
自從OpenHarmony更新了dev-tool，就可以在windows下構建鴻蒙(輕量型)系統了，這對于進行MCU開發的朋友們，學習鴻蒙OS會友好許多!我們可以更快的構建出系統，方便快速學習和驗證。不過關于這個開發環境搭建的文章，網上比較少，而且坑也很多。所以這篇文章，我就帶大家從零完成dev-tool的環境搭建，幫大家降低學習OpenHarmony的學習成本!
我們先講一下OpenHarmony的編譯構建框架，當大家理解了這個框架后，再學習環境的搭建和工程開發，心里會有底氣許多。
一、穿針引線-編譯構建
OpenHarmony的編譯構建子系統，基于GN和Ninja搭。GN是一種元構建系統，可以生成Ninja構建文件(Ninja build files)，最早應用于Chromium項目，目的是取代GNU-Make。相比之下，這種構建方式有幾個優勢：
- 可讀性更好，更容易編寫和維護。
- 速度更快，谷歌官方給的數據是20倍的速度提升。
- 修改GN文件后，執行Ninja構建時會自動更新Ninja構建文件。
- 更好的調試支持。在GN中，只需要一條print語句就可以解決。
1. 運作機制
這個編譯構建框架，將OpenHarmony的平臺、子系統、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“設計圖紙”，那么整個編譯構建的過程，就是依靠“針線”和“設計圖紙”，把“衣服”完整地做出來的。
其中平臺決定了整個“衣服”的材質，有基于ARM的，也有基于Risc-V的;子系統代表了衣服的樣式和結構，有夏天穿的，比較輕薄(輕量型系統)，有春秋穿的，比較適中(小型系統)，有冬天穿的，非常暖和(全量型系統);而組件是子系統的基本構成單位，決定子系統具體的實現細節。
整個編譯的運作機制并不復雜，可以總結為：以命令行為驅動，調用gn，執行ninja。命令行主要做解析方面的工作，解析待編譯的產品名稱，加載相關配置(完成“衣服”的材質選擇);調用gn是為了根據命令行解析的產品名稱和編譯類型，配置編譯工具鏈和全局的編譯選項(準備“衣服”的設計圖紙);最后執行Ninja，以啟動編譯并生成對應的產品版本(“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從構建方式，其他已經完全替換成GN和Ninja的構建方式。預計后面的版本，會完成全量的替換。
2. 構建流程
編譯構建流程如圖所示，主要分設置和編譯兩步，可以參考下文理解：
解釋一下命令的作用，”hb set“: 設置OpenHarmony源碼目錄和要編譯的產品;”hb build“: 編譯產品、開發板或者組件。
編譯主要過程如下：
| 名稱 | 過程 |
|---|---|
| 讀取編譯配置 | 根據產品選擇的開發板，讀取開發板config.gni文件內容，主要包括編譯工具鏈、編譯鏈接命令和選項等 |
| 調用gn gen命令 | 讀取產品配置生成產品解決方案out目錄和ninja文件 |
| 調用ninja -C | out/board/product啟動編譯 |
| 系統鏡像打包 | 將組件編譯產物打包，設置文件屬性和權限，制作文件系統鏡像 |
這里可以訪問：http://weharmonyos.com/openharmony/zh-cn/device-dev/subsystems，在編譯構建章節了解更多內容，這里不過多贅述。
二、施展拳腳-環境搭建
1. 系統環境準備
OpenHarmony的編譯工具鏈，目前以GNU為主，類型是gnu-arm-gcc和gnu-risc-v-gcc。最開始應用這些工具鏈是在ubuntu環境下，同時整個系統的構建也依賴了linux的GNU環境。我們想要在Windows下面成功運行這些工具鏈，除了下載對應的window版本的工具鏈，還需要準備好GNU環境。
除了編譯工具鏈，環境搭建還依賴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環境，需要hpm提供包管理。完成以上準備，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 | 編譯構建工具 | V3.7.4~V3.8.x 64位版本 | https://www.python.org/downloads/ |
| Node.js | 提供npm環境 | 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、調試插件工具 | v2.2 Beta1 | https://device.harmonyos.com/cn/ide#download下載前，請使用華為開發者帳號登錄，如未注冊，請先注冊華為開發者帳號。 |
2. 搭建系統環境
說明一下，在完成下面步驟時，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，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，檢查版本號是否為1.53及以上版本;可以正常返回版本號，說明環境變量設置也正確。
雙擊Visual Studio Code軟件包進行安裝。安裝過程中，請勾選“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說明安裝成功。
2)安裝Python
雙擊Python安裝包進行安裝，勾選“Add Python 3.8 to PATH”，然后點擊Install Now開始安裝。
等待安裝完成后，點擊Close。
打開命令行工具，輸入python --version，檢查安裝結果。
注意：如果安裝了多個版本的Python，要保證這個版本的，優先級最高。具體命令可自行百度。
在命令行工具中，分別執行如下命令設置pip源，用于后續安裝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，檢查版本號是否為12.0.0及以上版本。
點擊下載后的軟件包進行安裝，全部按照默認設置點擊Next，直至Finish。安裝過程中，Node.js會自動在系統的path環境變量中配置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，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，請檢查網絡連接狀態，如果網絡不能直接訪問Internet，則需要通過代理服務器才可以訪問。這種情況下，需要先設置npm代理，才能安裝hpm。
說明：如果已安裝hpm，可以執行npm update -g @ohos/hpm-cli命令升級hpm至最新版本。
建議將npm源配置為國內鏡像，例如設置為華為云鏡像源。
- npm config set registry https://repo.huaweicloud.com/repository/npm/
打開命令行工具，執行如下命令安裝最新版本hpm。
- npm install -g @ohos/hpm-cli
安裝完成后，執行如下命令(V為大寫字母)檢查hpm安裝結果。
- hpm -V
5)安裝DevEco Device Tool插件
安裝DevEco Device Tool插件，主機的用戶名不能包含中文字符，否則可能導致運行出現錯誤。
DevEco Device Tool正常運行需要依賴于C/C++和CodeLLDB插件，在安裝完DevEco Device Tool后，會自動從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，請檢查Visual Studio Code的網絡連接狀態，如果網絡不能直接訪問Internet，則需要通過代理服務器才可以訪問，請先Visual Studio Code代理設置。
說明：安裝DevEco Device Tool時，請先關閉Visual Studio Code。
- 解壓DevEco Device Tool插件壓縮包，雙擊安裝包程序進行安裝。
- 安裝過程中，會自動安裝DevEco Device Tool所需的依賴文件(如C/C++和CodeLLDB插件)和執行程序。
- 安裝完成后，會自動關閉命令行工具窗口(第一次按照時間會比較久，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Visual Studio Code，點擊左側的按鈕，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不能正常運行，解決方法，詳細請參考：離線安裝C/C++和CodeLLDB插件。
三、大展身手-工程編譯
1. 開發板環境準備
DevEco Device Tool當前支持Hi3861V100的源碼在windows下的一鍵編譯能力;如果涉及其它開發板的源碼編譯，請參考Ubuntu平臺源碼編譯。可以訪問官網開發者文檔：https://device.harmonyos.com/cn/docs/ide/user-guides/
我們需要再準備好Hi3861依托于OpenHarmony的編譯環境，也就是輕量型系統的編譯環境。并且下載好專門的源代碼。
2. 下載源碼
獲取適用于Hi3861V100開發板的源碼，請復制鏈接下載Windows平臺源碼，選擇“全量代碼(標準系統)”(Windows平臺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。
請根據打開工程/源碼指導，打開源碼。請注意，在設置Framework時，請選擇“Hb“。
1)設置編譯工具鏈
Hi3861V100支持Windows平臺的編譯，需要開發者通過如下工具鏈接手動下載，然后在Tools中設置對應的工具鏈，包括：
| 工具包名稱 | 獲取地址 | 在Tools中設置的路徑 |
|---|---|---|
| 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：這里非常關鍵的一點，在Tools里設置的工具鏈名稱，必須和上表給出的名稱一一對應!!!必須一摸一樣!這個問題是因為目前dev-tool還不夠完善導致的，一定要特別注意!!
同時，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，記得幫我點個Star呦~
2)編譯源碼
在Projects中，點擊工程的Settings按鈕，在hi3861V100配置頁簽中，設置源碼的編譯類型build_type，默認為“release“類型，請根據需要進行修改。然后點擊Save按鈕進行保存。
2. 保存后，點擊Open打開Hi3861V100的工程。
3. 點擊
圖標，打開DevEco Device Tool界面，在“PROJECT TASKS”中，點擊對應開發板下的Build按鈕，執行編譯。
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環境的全部流程!目前僅支持輕量型系統，開發板是Hi3861，后期會不斷添加其他的開發板。
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