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news 文章来源：https://blog.csdn.net/u012165769/article/details/142599466 2025/3/23 15:10:31

网站建设微信托管,软文时光发稿平台,大学有吗网站建设,沧州1 1 网站建设往期知识点记录： 鸿蒙（HarmonyOS）应用层开发（北向）知识点汇总鸿蒙（OpenHarmony）南向开发保姆级知识点汇总~ 持续更新中…… 介绍基于 STM32F407IGT6 芯片在拓维信息 Niobe407 开发板上移植 Op…

往期知识点记录：

鸿蒙（HarmonyOS）应用层开发（北向）知识点汇总
鸿蒙（OpenHarmony）南向开发保姆级知识点汇总~
持续更新中……

介绍基于 STM32F407IGT6 芯片在拓维信息 Niobe407 开发板上移植 OpenHarmony LiteOS-M 轻量系统，提供交通、工业领域开发板解决方案。移植架构采用 Board 与 SoC 分离方案，使用 arm gcc 工具链 Newlib C 库，实现了 lwip、littlefs、hdf 等子系统及组件的适配，开发了配套应用示例代码，支持通过 Kconfig 图形化配置编译选项。

适配准备

下载 stm32cubemx 图形工具。
准备 ubuntu20.04 系统环境，安装 arm-none-eabi-gcc 交叉编译工具链。

生成可用工程

通过 stm32cubemx 工具生成 STM32F407IGT6 芯片的 Makefile 工程，在此给出如下配置建议：

系统相关配置采用默认配置。
时钟配置时将 SYSCLK 选项配置为 168MHz，发挥芯片最强性能。
配置 USART1 用作调试串口，用来打印适配过程中的调试信息。
配置 stm32cubemx 工程选项时，将 Toolchain/IDE 选项选为 Makefile。
生成的工程目录如下：

├── Core
│   ├── Inc
│   │    ├── main.h
│   │    ├── stm32f4xx_hal_conf.h
│   │    └── stm32f4xx_it.h
│   └── Src
│        ├── main.c                --- 主函数
│        ├── stm32f4xx_hal_msp.c   --- HAL库弱函数配置文件
│        ├── stm32f4xx_it.c        --- 中断回调函数文件
│        └── system_stm32f4xx.c    --- 系统
├── Drivers
│   ├── CMSIS                      --- CMSIS接口
│   └── STM32F4xx_HAL_Driver       --- HAL库驱动
├── Makefile                       --- Makefile编译
├── STM32F407IGTx_FLASH.ld         --- 链接文件
├── startup_stm32f407xx.s          --- 启动文件
└── stm32f407_output.ioc           --- stm32cubemx工程文件

验证生成的工程

将生成的工程拷贝至 Ubuntu，进入工程目录下执行 make 命令编译，确定能够编译成功。

arm-none-eabi-gcc build/main.o build/stm32f4xx_it.o build/stm32f4xx_hal_msp.o build/stm32f4xx_hal_tim.o build/stm32f4xx_hal_tim_ex.o build/stm32f4xx_hal_uart.o build/stm32f4xx_hal_rcc.o build/stm32f4xx_hal_rcc_ex.o build/stm32f4xx_hal_flash.o build/stm32f4xx_hal_flash_ex.o build/stm32f4xx_hal_flash_ramfunc.o build/stm32f4xx_hal_gpio.o build/stm32f4xx_hal_dma_ex.o build/stm32f4xx_hal_dma.o build/stm32f4xx_hal_pwr.o build/stm32f4xx_hal_pwr_ex.o build/stm32f4xx_hal_cortex.o build/stm32f4xx_hal.o build/stm32f4xx_hal_exti.o build/system_stm32f4xx.o build/startup_stm32f407xx.o -mcpu=cortex-m4 -mthumb -mfpu=fpv4-sp-d16 -mfloat-abi=hard -specs=nano.specs -TSTM32F407IGTx_FLASH.ld  -lc -lm -lnosys  -Wl,-Map=build/stm32f407_output.map,--cref -Wl,--gc-sections -o build/stm32f407_output.elf
arm-none-eabi-size build/stm32f407_output.elftext    data     bss     dec     hex filename5000      20    1636    6656    1a00 build/stm32f407_output.elf
arm-none-eabi-objcopy -O ihex build/stm32f407_output.elf build/stm32f407_output.hex
arm-none-eabi-objcopy -O binary -S build/stm32f407_output.elf build/stm32f407_output.bin

编译完成会生成一个.bin 文件，为了确认该程序能在开发板中成功运行，需要 main 函数中的串口初始化之后，通过串口输出一段字符串，运行时若收到打印信息，则开发板启动成功。

printf("hello world!!\r\n");

适配 printf 输出到串口，只需要重写_write 函数即可，参考如下：

#include <stdio.h>
int _write(int fd, char *ptr, int len)
{ return HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)ptr, len, 0xFFFF); 
}

重新编译代码，将其烧录至开发板中验证。

编译构建

目录规划

芯片适配目录规划为：

device
├── board                                --- 单板厂商目录
│   └── talkweb                          --- 单板厂商名字：拓维信息
│       └── niobe407                     --- 单板名：与产品名一致
└── soc									 --- SoC厂商目录└── st                               --- SoC厂商名称└── stm32f4xx					 --- SoC Series名：stm32f4xx是一个系列，包含该系列soc相关代码

产品样例目录规划为：

vendor
└── talkweb							     --- 开发产品样例厂商目录└── niobe407         			     --- 产品名字：niobe407

获取 OpenHarmony 源码，根据上述目录规划，创建相应文件夹。

预编译适配

预编译适配内容就是围绕 hb set 命令的适配，使工程能够通过该命令设置根目录、单板目录、产品目录、单板公司名等环境变量，为后续适配编译做准备。
具体的预编译适配步骤如下：

在 vendor/talkweb/niobe407 目录下新增 config.json 文件，用于描述这个产品样例所使用的单板、内核等信息，描述信息可参考如下内容：

{"product_name": "niobe407",           --- 用于hb set进行选择时，显示的产品名称"type": "mini",                       --- 构建系统的类型，mini/small/standard"version": "3.0",                     --- 构建系统的版本，1.0/2.0/3.0"device_company": "talkweb",          --- 单板厂商名，用于编译时找到/device/board/talkweb目录"board": "niobe407",                  --- 单板名，用于编译时找到/device/board/talkweb/niobe407目录"kernel_type": "liteos_m",            --- 内核类型，因为OpenHarmony支持多内核，一块单板可能适配了多个内核，所以需要指定某个内核进行编译"kernel_version": "3.0.0",            --- 内核版本，一块单板可能适配了多个linux内核版本，所以需要指定某个具体的内核版本进行编译"subsystems": [ ]                     --- 选择所需要编译构建的子系统
}

在 //device/board/talkweb/niobe407 目录下创建 board 目录，在创建的目录下新增一个 config.gni 文件，用于描述该产品的编译配置信息：

# Kernel type, e.g. "linux", "liteos_a", "liteos_m".
kernel_type = "liteos_m"                --- 内核类型，跟config.json中kernel_type对应
# Kernel version.
kernel_version = "3.0.0"                --- 内核版本，跟config.json中kernel_version对应

验证 hb set 配置是否正确，输入 hb set 能够显示如下信息：

通过 hb env 可以查看选择出来的预编译环境变量：

hb 介绍
hb 是 OpenHarmony 为了方便开发者进行代码构建编译，提供的 python 脚本工具，其源码就在 //build/lite 仓库目录下。在执行 hb set 命令时，脚本会遍历 //vendor/<product_company>/<product_name> 目录下的 config.json，给出可选产品编译选项。在 config.json 文件中，product_name 表示产品名，device_company 和 board 用于关联出 //device/board/<device_company>/<board> 目录，匹配该目录下的 <any_dir_name>/config.gni 文件，其中 <any_dir_name> 目录名可以是任意名称，但建议将其命名为适配内核名称（如：liteos_m、liteos_a、linux）。hb 命令如果匹配到了多个 config.gni，会将其中的 kernel_type 和 kernel_version 字段与 vendor/<device_company> 下 config.json 文件中的字段进行匹配，从而确定参与编译的 config.gni 文件。
至此，预编译适配完成，但工程还不能执行 hb build 进行编译，还需要准备好后续的 LiteOS-M 内核移植。

内核移植

内核移植需要完成 LiteOS-M Kconfig 适配、gn 的编译构建和内核启动最小适配。

Kconfig 文件适配

在 //vendor/talkweb/niobe407 目录下创建 kernel_configs 目录，并创建空文件，命名为 debug.config。
打开 //kernel/liteos_m/Kconfig 文件，可以看到在该文件通过 orsource 命令导入了 //device/board 和 //device/soc 下多个 Kconfig 文件，后续需要创建并修改这些文件：

orsource "../../device/board/*/Kconfig.liteos_m.shields"
orsource "../../device/board/$(BOARD_COMPANY)/Kconfig.liteos_m.defconfig.boards"
orsource "../../device/board/$(BOARD_COMPANY)/Kconfig.liteos_m.boards"
orsource "../../device/soc/*/Kconfig.liteos_m.defconfig"
orsource "../../device/soc/*/Kconfig.liteos_m.series"
orsource "../../device/soc/*/Kconfig.liteos_m.soc"

在 //device/board/talkweb 下参考如下目录结构创建相应的 Kconfig 文件：

.
├── Kconfig.liteos_m.boards
├── Kconfig.liteos_m.defconfig.boards
├── Kconfig.liteos_m.shields
└── niobe407├── Kconfig.liteos_m.board                --- 开发板配置选项├── Kconfig.liteos_m.defconfig.board      --- 开发板默认配置选项└── liteos_m└── config.gni

修改 Kconfig 文件内容：

在 //device/board/talkweb/Kconfig.liteos_m.boards 文件中添加：

        if SOC_STM32F407orsource "niobe407/Kconfig.liteos_m.board"    --- 可根据SOC定义，加载指定board目录定义endif

在 //device/board/talkweb/Kconfig.liteos_m.defconfig.boards 文件中添加：

        orsource "*/Kconfig.liteos_m.defconfig.board"

在 //device/board/talkweb/Kconfig.liteos_m.defconfig.boards 文件中添加：

        orsource "shields/Kconfig.liteos_m.shields"

在 //device/board/talkweb/niobe407/Kconfig.liteos_m.board 文件中添加：

        menuconfig BOARD_NIOBE407bool "select board niobe407"depends on SOC_STM32F407	 --- niobe407使用的是stm32f407的SoC，只有SoC被选择后，niobe407的配置选项才可见、可以被选择。

在 //device/board/talkweb/niobe407/Kconfig.liteos_m.defconfig.board 中添加：

        if BOARD_NIOBE407--- 用于添加BOARD_NIOBE407默认配置endif #BOARD_NIOBE407

在 //device/soc/st 下参考如下目录结构创建相应的 Kconfig 文件，并将 stm32cubemx 自动生成工程中的 Drivers 目录拷贝至 stm32f4xx/sdk 目录下：

    .├── Kconfig.liteos_m.defconfig├── Kconfig.liteos_m.series├── Kconfig.liteos_m.soc└── stm32f4xx├── Kconfig.liteos_m.defconfig.series├── Kconfig.liteos_m.defconfig.stm32f4xx├── Kconfig.liteos_m.series├── Kconfig.liteos_m.soc└── sdk└── Drivers├── CMSIS└── STM32F4xx_HAL_Driver

修改 Kconfig 文件内容：

在 //device/soc/st/Kconfig.liteos_m.defconfig 中添加：

        rsource "*/Kconfig.liteos_m.defconfig.series"

*   在 `//device/soc/st/Kconfig.liteos_m.series` 中添加：

        rsource "*/Kconfig.liteos_m.series"

在 //device/soc/st/Kconfig.liteos_m.soc 中添加：

        config SOC_COMPANY_STMICROELECTRONICSboolif SOC_COMPANY_STMICROELECTRONICSconfig SOC_COMPANYdefault "st"rsource "*/Kconfig.liteos_m.soc"endif # SOC_COMPANY_STMICROELECTRONICS

在 //device/soc/st/stm32f4xx/Kconfig.liteos_m.defconfig.series 中添加：

        if SOC_SERIES_STM32F4xxrsource "Kconfig.liteos_m.defconfig.stm32f4xx"config SOC_SERIESstringdefault "stm32f4xx"endif

在 //device/soc/st/stm32f4xx/Kconfig.liteos_m.defconfig.stm32f4xx 中添加：

        config SOCstringdefault "stm32f4xx"depends on SOC_STM32F4xx

*   在 `//device/soc/st/stm32f4xx/Kconfig.liteos_m.series` 中添加：

        config SOC_SERIES_STM32F4xxbool "STMicroelectronics STM32F4xx series"select ARCH_ARMselect SOC_COMPANY_STMICROELECTRONICSselect CPU_CORTEX_M4helpEnable support for STMicroelectronics STM32F4xx series

在 //device/soc/st/stm32f4xx/Kconfig.liteos_m.soc 中添加：

        choiceprompt "STMicroelectronics STM32F4xx series SoC"depends on SOC_SERIES_STM32F4xxconfig SOC_STM32F407bool "SoC STM32F407"endchoice

在 kernel/liteos_m 目录下执行 make menuconfig，使得能够对 SoC Series 进行选择：

结果将自动保存在 $(PRODUCT_PATH)/kernel_configs/debug.config，下次执行 make menuconfig 时会导出保存的结果。

BUILD.gn 文件适配

为了快速熟悉 gn 的编译和适配，建议先阅读 LiteOS-M 内核 BUILD.gn 编写指南。
(注意，BUILD.gn 文件中不要出现 tab 字符，所有 tab 用空格代替)

在 kernel/liteos_m/BUILD.gn 中，可以看到，通过 deps 指定了 Board 和 SoC 的编译入口：

    deps += [ "//device/board/$device_company" ]            --- 对应//device/board/talkweb目录deps += [ "//device/soc/$LOSCFG_SOC_COMPANY" ]          --- 对应//device/soc/st目录

在 //device/board/talkweb/BUILD.gn 中，新增内容如下：

    if (ohos_kernel_type == "liteos_m") {import("//kernel/liteos_m/liteos.gni")module_name = get_path_info(rebase_path("."), "name")module_group(module_name) {modules = [ "niobe407" ]}}

在 niobe407 目录下创建 BUILD.gn，为了方便管理，将目录名作为模块名：

    import("//kernel/liteos_m/liteos.gni")module_name = get_path_info(rebase_path("."), "name")module_group(module_name) {modules = [ "liteos_m",]}

将 stm32cubemx 生成的示例工程 Core 目录下的文件、startup_stm32f407xx.s 启动文件和 STM32F407IGTx_FLASH.ld 链接文件拷贝至 //device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/ 目录下，并在该目录下创建 BUILD.gn，添加如下内容：

    import("//kernel/liteos_m/liteos.gni")module_name = get_path_info(rebase_path("."), "name")kernel_module(module_name) {sources = ["startup_stm32f407xx.s","Src/main.c","Src/stm32f4xx_hal_msp.c","Src/stm32f4xx_it.c","Src/system_stm32f4xx.c",]include_dirs = [ "Inc",]}config("public") {ldflags = ["-Wl,-T" + rebase_path("STM32F407IGTx_FLASH.ld"),"-Wl,-u_printf_float",]libs = ["c","m","nosys",]}

在 make menuconfig 中配置 (Top) → Compat → Choose libc implementation，选择 newlibc。
由于_write 函数会与 kernel 的文件操作函数重名，会导致编译失败。后续会换一种方法来适配 printf 函数，此处我们先将 main.c 文件中对_write 函数的重写删除，将 printf 函数改用如下方式进行串口打印测试。

    uint8_t test[]={"hello niobe407!!\r\n"};int len = strlen(test);HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)test, len, 0xFFFF);

同理 //device/soc/st/BUILD.gn 也是一样，按照目录结构层层依赖包含，最终在 //device/soc/st/stm32f4xx/sdk/BUILD.gn 中通过 kernel_module 模板中指定需要参与编译的文件及编译参数，参考如下：

    import("//kernel/liteos_m/liteos.gni")module_name = "stm32f4xx_sdk"kernel_module(module_name) {asmflags = board_asmflagssources = ["Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_rcc.c","Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_rcc_ex.c","Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_gpio.c","Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_dma_ex.c","Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_dma.c","Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_cortex.c","Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal.c","Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_exti.c","Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_uart.c",]}#指定全局头文件搜索路径config("public") {include_dirs = ["Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc","Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include",]}

config.gni 文件适配

在预编译阶段，在 //device/board/talkweb/niobe407/liteos_m 目录下创建了一个 config.gni 文件，它其实就是 gn 脚本的头文件，可以理解为工程构建的全局配置文件。主要配置了 CPU 型号、交叉编译工具链及全局编译、链接参数等重要信息：

# Kernel type, e.g. "linux", "liteos_a", "liteos_m".
kernel_type = "liteos_m"
# Kernel version.
kernel_version = "3.0.0"
# Board CPU type, e.g. "cortex-a7", "riscv32".
board_cpu = "cortex-m4"
# Board arch, e.g.  "armv7-a", "rv32imac".
board_arch = ""
# Toolchain name used for system compiling.
# E.g. gcc-arm-none-eabi, arm-linux-harmonyeabi-gcc, ohos-clang,  riscv32-unknown-elf.
# Note: The default toolchain is "ohos-clang". It's not mandatory if you use the default toolchain.
board_toolchain = "arm-none-eabi-gcc"
use_board_toolchain = true
# The toolchain path installed, it's not mandatory if you have added toolchain path to your ~/.bashrc.
board_toolchain_path = ""
# Compiler prefix.
board_toolchain_prefix = "arm-none-eabi-"
# Compiler type, "gcc" or "clang".
board_toolchain_type = "gcc"
#Debug compiler optimization level options
board_opt_flags = ["-mcpu=cortex-m4","-mthumb","-mfpu=fpv4-sp-d16","-mfloat-abi=hard",
]
# Board related common compile flags.
board_cflags = ["-Og","-Wall","-fdata-sections","-ffunction-sections","-DSTM32F407xx",
]
board_cflags += board_opt_flags
board_asmflags = ["-Og","-Wall","-fdata-sections","-ffunction-sections",
]
board_asmflags += board_opt_flags
board_cxx_flags = board_cflags
board_ld_flags = board_opt_flags
# Board related headfiles search path.
board_include_dirs = [ "//utils/native/lite/include" ]
# Board adapter dir for OHOS components.
board_adapter_dir = ""

如上所示，比较难理解的就是 board_opt_flags、board_cflags、board_asmflags 等几个参数配置。可以参考如下描述，从 stm32cubemx 生成的工程中的 Makefile 文件中提取出来：

board_opt_flags : 编译器相关选项，一般为芯片架构、浮点类型、编译调试优化等级等选项。
board_asmflags  ：汇编编译选项，与Makefile中的ASFLAGS变量对应。
board_cflags    ：C代码编译选项，与Makefile中的CFLAGS变量对应。
board_cxx_flags ：C++代码编译选项，与Makefile中的CXXFLAGS变量对应。
board_ld_flags  ：链接选项，与Makefile中的LDFLAGS变量对应。

内核子系统适配

在 //vendor/talkweb/niobe407/config.json 文件中添加内核子系统及相关配置,如下所示：

{"product_name": "niobe407","type": "mini","version": "3.0","device_company": "talkweb","board": "niobe407","kernel_type": "liteos_m","kernel_version": "3.0.0","subsystems": [ {"subsystem": "kernel","components": [{"component": "liteos_m"}]}],"product_adapter_dir": "","third_party_dir": "//third_party"
}

target_config.h 文件适配

在 //kernel/liteos_m/kernel/include/los_config.h 文件中，有包含一个名为 target_config.h 的头文件，如果没有这个头文件，则会编译出错。
该头文件的作用主要是定义一些与 soc 芯片相关的宏定义，可以创建一个空头文件，再配合编译报错提示信息来确定需要定义哪些宏。经验证，Cortex-M4 的核适配只需定义 LOSCFG_BASE_CORE_TICK_RESPONSE_MAX 宏并包含 stm32f4xx.h 头文件即可将 kernel 编译通过。
若前期不知如何配置，可以参考虚拟机 qemu 示例中 //device/qemu/arm_mps2_an386/liteos_m/board/target_config.h 的配置。

#ifndef _TARGET_CONFIG_H
#define _TARGET_CONFIG_H
#define LOSCFG_BASE_CORE_TICK_RESPONSE_MAX                  0xFFFFFFUL
#include "stm32f4xx.h"			//包含了stm32f4平台大量的宏定义
#endif

其中宏定义 LOSCFG_BASE_CORE_TICK_RESPONSE_MAX 是直接参考的 //device/qemu/arm_mps2_an386/liteos_m/board/target_config.h 文件中的配置，//device/qemu/arm_mps2_an386 是 cortex-m4 的虚拟机工程，后续适配可以直接参考，在此不做深入讲解。

内核启动适配

至此，已经可以成功将 kernel 子系统编译通过，并且在 out 目录下生成 OHOS_Image.bin 文件。将生成的 OHOS_Image.bin 文件烧录至开发板，验证板子能否正常启动运行，如果能成功打印出 main 函数中串口输出的正确的打印信息，则可以开始进行内核启动适配。

为 liteos_m 分配内存，适配内存分配函数
在文件 //kernel/liteos_m/kernel/src/mm/los_memory.c 中，OsMemSystemInit 函数通过 LOS_MemInit 进行了内存初始化。可以看到几个比较关键的宏需要我们指定，我们将其添加到 target_config.h 中：

    extern unsigned int __los_heap_addr_start__;extern unsigned int __los_heap_addr_end__;#define LOSCFG_SYS_EXTERNAL_HEAP 1#define LOSCFG_SYS_HEAP_ADDR ((void *)&__los_heap_addr_start__)#define LOSCFG_SYS_HEAP_SIZE (((unsigned long)&__los_heap_addr_end__) - ((unsigned long)&__los_heap_addr_start__))

其中，`__los_heap_addr_start__` 与 `__los_heap_addr_end__` 变量在 `STM32F407IGTx_FLASH.ld` 链接文件中被定义, 将_user_heap_stack 花括号内内容修改为:

    ._user_heap_stack :{. = ALIGN(0x40);__los_heap_addr_start__ = .;__los_heap_addr_end__ = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM);} >RAM

除此之外，我们还需要适配内存分配函数，由于内核中已经对_malloc_r 等内存分配函数进行了实现，在此我们采用包装函数的方式来适配，用内核中的内存分配函数替换标准库中的内存分配函数即可，在 //device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/config.gni 中 board_ld_flags 链接参数变量修改为：

    board_ld_flags = ["-Wl,--wrap=_calloc_r","-Wl,--wrap=_malloc_r","-Wl,--wrap=_realloc_r","-Wl,--wrap=_reallocf_r","-Wl,--wrap=_free_r","-Wl,--wrap=_memalign_r","-Wl,--wrap=_malloc_usable_size_r",]board_ld_flags += board_opt_flags

适配 printf 打印
为了方便后续调试，第一步需要先适配 printf 函数。而 printf 的函数适配可大可小，在此只做简单适配，具体实现可以参考其它各开发板源码。
在 main.c 同级目录下创建 dprintf.c 文件，文件内容如下：

    #include <stdarg.h>#include "los_interrupt.h"#include <stdio.h>extern UART_HandleTypeDef huart1;INT32 UartPutc(INT32 ch, VOID *file){char RL = '\r';if (ch =='\n') {HAL_UART_Transmit(&huart1, &RL, 1, 0xFFFF);}return HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);}static void dputs(char const *s, int (*pFputc)(int n, FILE *cookie), void *cookie){unsigned int intSave;intSave = LOS_IntLock();while (*s) {pFputc(*s++, cookie);}LOS_IntRestore(intSave);}int printf(char const  *fmt, ...){char buf[1024] = { 0 };va_list ap;va_start(ap, fmt);int len = vsnprintf_s(buf, sizeof(buf), 1024 - 1, fmt, ap);va_end(ap);if (len > 0) {dputs(buf, UartPutc, 0);} else {dputs("printf error!\n", UartPutc, 0);}return len;}

将 dprintf.c 文件加入 BUILD.gn 编译脚本，参与编译。

    kernel_module(module_name) {sources = ["startup_stm32f407xx.s",]sources += ["Src/main.c","Src/dprintf.c","Src/stm32f4xx_hal_msp.c","Src/stm32f4xx_it.c","Src/system_stm32f4xx.c",]}

在串口初始化之后使用 printf 函数打印，测试是否适配成功。

调用 LOS_KernelInit 初始化内核，进入任务调度。
在 main 函数中串口初始化之后，调用 LOS_KernelInit 进行初始化，创建任务示例，进入任务调度。

    #include "los_task.h"UINT32 ret;ret = LOS_KernelInit();  //初始化内核if (ret == LOS_OK) {TaskSample();  //示例任务函数，在此函数中创建线程任务LOS_Start();   //开始任务调度，程序执行将阻塞在此，由内核接管调度}

其中 `TaskSample()` 函数内容如下：

    VOID TaskSampleEntry2(VOID){while (1) {printf("TaskSampleEntry2 running...\n");(VOID)LOS_TaskDelay(2000); /* 2000 millisecond */}}VOID TaskSampleEntry1(VOID){while (1) {printf("TaskSampleEntry1 running...\n");(VOID)LOS_TaskDelay(2000); /* 2000 millisecond */}}VOID TaskSample(VOID){UINT32 uwRet;UINT32 taskID1;UINT32 taskID2;TSK_INIT_PARAM_S stTask = {0};stTask.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)TaskSampleEntry1;stTask.uwStackSize = 0x1000;stTask.pcName = "TaskSampleEntry1";stTask.usTaskPrio = 6; /* Os task priority is 6 */uwRet = LOS_TaskCreate(&taskID1, &stTask);if (uwRet != LOS_OK) {printf("Task1 create failed\n");}stTask.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)TaskSampleEntry2;stTask.uwStackSize = 0x1000;stTask.pcName = "TaskSampleEntry2";stTask.usTaskPrio = 7; /* Os task priority is 7 */uwRet = LOS_TaskCreate(&taskID2, &stTask);if (uwRet != LOS_OK) {printf("Task2 create failed\n");}}

适配完内核启动后，可以通过调试串口看到如下打印信息：

后续还需要对整个基础内核进行详细适配验证。

内核基础功能适配

内核基础功能适配项包括：中断管理、任务管理、内存管理、内核通信机制、时间管理、软件定时器，可以参考对应链接中的编程实例进行内核基础功能验证。在验证的过程中发现问题，针对相应问题进行具体的适配。
从上一节中打印信息输出时间间隔可以看出，LOS_TaskDelay 函数的延时时间不准确，我们可以在 target_config.h 中定义如下宏进行内核时钟适配：

#define OS_SYS_CLOCK                                        168000000
#define LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND                    (1000UL)

其它内核基础功能的适配方法大多也是围绕于 target_config.h 中的宏定义，需要大家配合 //kernel/liteos_m 下源码，自行尝试摸索，在此不做进一步讲解。

littlefs 文件系统移植适配

Niobe407 开发板外挂了 16MB 的 SPI-FLASH，Niobe407 基于该 Flash 进行了 littlefs 适配。
内核已经对 littlefs 进行了适配，我们只需要开启 Kconfig 中的配置，然后适配 Littlefs 如下接口：

  int32_t LittlefsRead(const struct lfs_config *cfg, lfs_block_t block,lfs_off_t off, void *buffer, lfs_size_t size){W25x_BufferRead(buffer, cfg->context + cfg->block_size * block + off, size);return LFS_ERR_OK;}int32_t LittlefsProg(const struct lfs_config *cfg, lfs_block_t block,lfs_off_t off, const void *buffer, lfs_size_t size){W25x_BufferWrite((uint8_t *)buffer,cfg->context + cfg->block_size * block + off,size);return LFS_ERR_OK;}int32_t LittlefsErase(const struct lfs_config *cfg, lfs_block_t block){W25x_SectorErase(cfg->context + cfg->block_size * block);return LFS_ERR_OK;}int32_t LittlefsSync(const struct lfs_config *cfg){return LFS_ERR_OK;}

W25x_BufferRead 等函数是 spi-flash 读写操作的接口，不同型号的 spi-flash 其实现也不同，Niobe407 的 SPI-Flash 操作具体实现可参考 //device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/drivers/spi_flash/src/w25qxx.c
由于 SPI 已经 hdf 化了，而 littlefs 依赖于 spi 驱动，为了方便对文件系统进行配置，可以将 littlefs 的配置加入至.hcs 文件中，具体参考：//device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/hdf_config/hdf_littlefs.hcs 文件

misc {littlefs_config {match_attr = "littlefs_config";mount_points = ["/talkweb"];partitions = [0x800000];block_size = [4096];block_count = [256];}
}

板级驱动移植

驱动适配相关文件放置在 //drivers/adapter/platform 中，对应有 gpio，i2c，pwm，spi，uart，watchdog，都是通过 HDF 机制加载，本章节以 pwm 为例进行说明。

PWM 驱动适配

在 HDF 框架中，PWM 的接口适配模式采用独立服务模式，在这种模式下，每一个设备对象会独立发布一个设备服务来处理外部访问，设备管理器收到 API 的访问请求之后，通过提取该请求的参数，达到调用实际设备对象的相应内部方法的目的。独立服务模式可以直接借助 HDF DeviceManager 的服务管理能力，但需要为每个设备单独配置设备节点。

接口说明

    1. pwm open初始化函数:DevHandle PwmOpen(uint32_t num);参数说明: num:     PWM设备编号。return:  获取成功返回PWM设备句柄,失败返回NULL。2. pwm close去初始化函数：void PwmClose(DevHandle handle);参数说明：handle：   pwm设备句柄。return:    无。3. 设置PWM设备参数：int32_t PwmSetConfig(DevHandle handle, struct PwmConfig *config);参数说明：handle：   pwm设备句柄。*config    参数指针。return:    返回0表示设置成功，返回负数表示失败。

PWM HDF HCS 配置文件解析
device_info.hcs 文件位于 //device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/hdf_config/device_info.hcs，以下示例为使用 TIM2、TIM3 和 TIM7 定时器输出 PWM 信号：

    device_pwm1 :: device {pwm1 :: deviceNode {policy = 2;priority = 100;moduleName = "ST_HDF_PLATFORM_PWM";serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_1";deviceMatchAttr = "config_pwm1";}}device_pwm2 :: device {pwm2 :: deviceNode {policy = 2;priority = 100;moduleName = "ST_HDF_PLATFORM_PWM";serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_2";deviceMatchAttr = "config_pwm2";}}device_pwm7 :: device {pwm7 :: deviceNode {policy = 2;priority = 100;moduleName = "ST_HDF_PLATFORM_PWM";serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_7";deviceMatchAttr = "config_pwm7";}}

hdf.hcs 文件位于 //device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/hdf_config/hdf.hcs，在此文件中配置 TIM 定时器具体信息：

    --- 注意：tim2-tim7、tim12-tim14时钟频率为84M，TIM1、TIM8~TIM11为168M，tim6和tim7不能输出pwm。--- tim1~tim5、tim8有4个channel，tim9、tim12有2个channel，tim10、tim11、tim13、tim14只有1个channel。pwm_config {pwm1_config {match_attr = "config_pwm1";pwmTim = 1; 		--- 定时器ID tim2（0:tim1，1:tim2，...，tim6和tim7不可用）pwmCh = 3; 			--- 对应channel数（0:ch1、1:ch2、2:ch3、3:ch4）prescaler = 4199; 	--- 预分频数，例如tim2时钟为84M,(84M/(4199+1))=20khz，则以20khz为基准。}     pwm2_config {match_attr = "config_pwm2";pwmTim = 2;pwmCh = 0;prescaler = 8399;} pwm3_config {match_attr = "config_pwm7";pwmTim = 7;pwmCh = 0;prescaler = 8399;}}

hdf pwm 适配代码请参考：//drivers/adapter/platform/pwm/pwm_stm32f4xx.c
hdf pwm 使用示例可请参考：//device/board/talkweb/niobe407/applications/206_hdf_pwm

子系统适配

OpenHarmony 子系统适配一般包含两部分：

在 config.json 中增加对应子系统和部件，这样编译系统会将该部件纳入编译目标中。
针对该部件的 HAL 层接口进行硬件适配，或者可选的软件功能适配。

LWIP 部件适配

LiteOS-M kernel 通过 Kconfig 配置可以使 lwip 参与编译，并可以在 kernel 组件中指定 lwip 编译适配的目录。如下：

{"subsystem": "kernel","components": [{"component": "liteos_m","features": ["ohos_kernel_liteos_m_lwip_path = \"//device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/lwip_adapter\"" --- 指定适配路径]}]
}

在指定的编译适配目录中，通过 #include_next "lwip/lwipopts.h" 的方式入侵修改 lwip 三方库中头文件配置，关于有线以太网 LWIP 适配部分，后续会补充详细适配步骤，在此先不做深入讲解。

启动恢复子系统适配

启动恢复子系统适配 bootstrap_lite 和 syspara_lite 两个组件。请在 //vendor/talkweb/niobe407/config.json 中新增对应的配置选项。

{"subsystem": "startup","components": [{"component": "bootstrap_lite","features": []},{"component": "syspara_lite","features": []}]
}

适配 bootstrap_lite 部件时，需要在链接文件 //device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/STM32F407IGTx_FLASH.ld 中手动新增如下段：

__zinitcall_bsp_start = .;
KEEP (*(.zinitcall.bsp0.init))
KEEP (*(.zinitcall.bsp1.init))
KEEP (*(.zinitcall.bsp2.init))
KEEP (*(.zinitcall.bsp3.init))
KEEP (*(.zinitcall.bsp4.init))
__zinitcall_bsp_end = .;
__zinitcall_device_start = .;
KEEP (*(.zinitcall.device0.init))
KEEP (*(.zinitcall.device1.init))
KEEP (*(.zinitcall.device2.init))
KEEP (*(.zinitcall.device3.init))
KEEP (*(.zinitcall.device4.init))
__zinitcall_device_end = .;
__zinitcall_core_start = .;
KEEP (*(.zinitcall.core0.init))
KEEP (*(.zinitcall.core1.init))
KEEP (*(.zinitcall.core2.init))
KEEP (*(.zinitcall.core3.init))
KEEP (*(.zinitcall.core4.init))
__zinitcall_core_end = .;
__zinitcall_sys_service_start = .;
KEEP (*(.zinitcall.sys.service0.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.service1.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.service2.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.service3.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.service4.init))
__zinitcall_sys_service_end = .;
__zinitcall_sys_feature_start = .;
KEEP (*(.zinitcall.sys.feature0.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.feature1.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.feature2.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.feature3.init))
KEEP (*(.zinitcall.sys.feature4.init))
__zinitcall_sys_feature_end = .;
__zinitcall_run_start = .;
KEEP (*(.zinitcall.run0.init))
KEEP (*(.zinitcall.run1.init))
KEEP (*(.zinitcall.run2.init))
KEEP (*(.zinitcall.run3.init))
KEEP (*(.zinitcall.run4.init))
__zinitcall_run_end = .;
__zinitcall_app_service_start = .;
KEEP (*(.zinitcall.app.service0.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.service1.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.service2.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.service3.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.service4.init))
__zinitcall_app_service_end = .;
__zinitcall_app_feature_start = .;
KEEP (*(.zinitcall.app.feature0.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.feature1.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.feature2.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.feature3.init))
KEEP (*(.zinitcall.app.feature4.init))
__zinitcall_app_feature_end = .;
__zinitcall_test_start = .;
KEEP (*(.zinitcall.test0.init))
KEEP (*(.zinitcall.test1.init))
KEEP (*(.zinitcall.test2.init))
KEEP (*(.zinitcall.test3.init))
KEEP (*(.zinitcall.test4.init))
__zinitcall_test_end = .;
__zinitcall_exit_start = .;
KEEP (*(.zinitcall.exit0.init))
KEEP (*(.zinitcall.exit1.init))
KEEP (*(.zinitcall.exit2.init))
KEEP (*(.zinitcall.exit3.init))
KEEP (*(.zinitcall.exit4.init))
__zinitcall_exit_end = .;

需要新增上述段是因为 bootstrap_init 提供的对外接口，见 //utils/native/lite/include/ohos_init.h 文件，采用的是灌段的形式，最终会保存到上述链接段中。主要的服务自动初始化宏如下表格所示：

接口名	描述
SYS_SERVICE_INIT(func)	标识核心系统服务的初始化启动入口
SYS_FEATURE_INIT(func)	标识核心系统功能的初始化启动入口
APP_SERVICE_INIT(func)	标识应用层服务的初始化启动入口
APP_FEATURE_INIT(func)	标识应用层功能的初始化启动入口

通过上面加载的组件编译出来的 lib 文件需要手动加入强制链接。
如在 //vendor/talkweb/niobe407/config.json 中配置了 bootstrap_lite 部件

    {"subsystem": "startup","components": [{"component": "bootstrap_lite"},...]},

bootstrap_lite 部件会编译 //base/startup/bootstrap_lite/services/source/bootstrap_service.c，该文件中，通过 SYS_SERVICE_INIT 将 Init 函数符号灌段到 __zinitcall_sys_service_start 和 __zinitcall_sys_service_end 中，由于 Init 函数是没有显式调用它，所以需要将它强制链接到最终的镜像。如下：

static void Init(void)
{static Bootstrap bootstrap;bootstrap.GetName = GetName;bootstrap.Initialize = Initialize;bootstrap.MessageHandle = MessageHandle;bootstrap.GetTaskConfig = GetTaskConfig;bootstrap.flag = FALSE;SAMGR_GetInstance()->RegisterService((Service *)&bootstrap);
}
SYS_SERVICE_INIT(Init);   --- 通过SYS启动即SYS_INIT启动就需要强制链接生成的lib

//base/startup/bootstrap_lite/services/source/BUILD.gn 文件中，描述了在 //out/niobe407/niobe407/libs 生成 libbootstrap.a，如下：

static_library("bootstrap") {sources = ["bootstrap_service.c","system_init.c",]...

适配 syspara_lite 部件时，系统参数会最终写到文件中进行持久化保存。在轻量系统中，文件操作相关接口有 POSIX 接口与 HalFiles 接口这两套实现。
因为对接内核的文件系统，采用 POSIX 相关的接口，所以 features 字段中需要增加 enable_ohos_startup_syspara_lite_use_posix_file_api = true。
如果对接 HalFiles 相关的接口实现的，则无须修改。

DFX 子系统适配

进行 DFX 子系统适配需要添加 hilog_lite 和 hievent_lite 部件，直接在 config.json 文件配置即可。

{"subsystem": "hiviewdfx","components": [{"component": "hilog_lite","features": []},{"component": "hievent_lite","features": []}]
}

配置完成之后，需要注册日志输出实现函数，并加入编译。

bool HilogProc_Impl(const HiLogContent *hilogContent, uint32_t len)
{char tempOutStr[LOG_FMT_MAX_LEN];tempOutStr[0] = 0,tempOutStr[1] = 0;if (LogContentFmt(tempOutStr, sizeof(tempOutStr), hilogContent) > 0) {printf(tempOutStr);}return true;
}
HiviewRegisterHilogProc(HilogProc_Impl);

系统服务管理子系统适配

进行系统服务管理子系统适配需要添加 samgr_lite 部件，直接在 config.json 配置即可。

{"subsystem": "systemabilitymgr","components": [{"component": "samgr_lite","features": []}]
}

在轻量系统中，samgr_lite 配置的共享任务栈大小默认为 2048。在适配时可以在 features 中，通过 config_ohos_systemabilitymgr_samgr_lite_shared_task_size 重新设置共享任务栈大小。

"config_ohos_systemabilitymgr_samgr_lite_shared_task_size = 4096"

安全子系统适配

进行安全子系统适配需要添加 huks 组件，直接在 config.json 配置即可。

{"subsystem": "security","components": [{"component": "huks","features": ["huks_use_lite_storage = true","huks_use_hardware_root_key = true","huks_config_file = \"hks_config_lite.h\"","huks_key_store_path = \"storage\""]}]
}

huks 部件适配时，huks_key_store_path 配置选项用于指定存放秘钥路径,huks_config_file 为配置头文件名称。

公共基础库子系统适配

公共基础库子系统适配添加了 kv_store、file、os_dump 组件，直接在 config.json 配置即可。

{"subsystem": "utils","components": [{"component": "file","features": []},{"component": "kv_store","features": ["enable_ohos_utils_native_lite_kv_store_use_posix_kv_api = false"]},{"component": "os_dump","features": []}]
},

与适配 syspara_lite 部件类似，适配 kv_store 部件时，键值对会写到文件中。在轻量系统中，文件操作相关接口有 POSIX 接口与 HalFiles 接口这两套实现。因为对接内核的文件系统，采用 POSIX 相关的接口，所以 features 需要增加 enable_ohos_utils_native_lite_kv_store_use_posix_kv_api = true。如果对接 HalFiles 相关的接口实现的，则无须修改。

HDF 子系统适配

与启动恢复子系统适配类似，我们需要在链接文件 //device/board/talkweb/niobe407/liteos_m/STM32F407IGTx_FLASH.ld 中手动新增如下段:

_hdf_drivers_start = .;
KEEP(*(.hdf.driver))
_hdf_drivers_end = .;

然后，在 kernel 初始化完成后调用 DeviceManagerStart 函数，执行完成后，才能调用 hdf 接口控制外设。

#include "devmgr_service_start.h"   --- 注意需要包含该头文件
#ifdef LOSCFG_DRIVERS_HDFDeviceManagerStart();
#endif

devmgr_service_start.h 头文件所在路径为: //drivers/framework/core/common/include/manager,为保证编译时能找到该头文件，需要将其加入到 include_dirs 中：

XTS 兼容性测评子系统适配

产品兼容性规范

产品兼容性规范文档请参考产品兼容性 SIG 介绍。

添加 XTS 子系统

XTS 测试参考文档见 xts 参考文档，进行 XTS 子系统适配需要添加 xts_acts 与 xts_tools 组件，直接在 config.json 配置即可，配置如下：

{
"subsystem": "xts",
"components": [
{
"component": "xts_acts",
"features": []
},
{
"component": "xts_tools",
"features": []
}
]
}

我们可以在 xts_acts 组件的 features 数组中指定如下属性:

config_ohos_xts_acts_utils_lite_kv_store_data_path 配置挂载文件系统根目录的名字。
enable_ohos_test_xts_acts_use_thirdparty_lwip 表示如果使用 thirdparty/lwip 目录下的源码编译，则设置为 true，否则设置为 false。

编译 XTS

在配置 config.json 后，使用 hb build 是不会去编译 xts 的，只有在 debug 版本编译时才会参与编译，并且需要我们强制链接需要进行测试的套件静态库。
在我们 //device/board/talkweb/liteos_m 下包含 kernel_module 的 BUILD.gn 脚本中添加如下内容：

config("public") {if (build_xts) {lib_dirs = [ "$root_out_dir/libs" ]ldflags += ["-Wl,--whole-archive",     --- 开启whole-archive特性，可以把在其后面出现的静态库包含的函数和变量输出到动态库"-lbootstrap","-lbroadcast","-lhctest",#公共基础库# "-lmodule_ActsUtilsFileTest",# "-lmodule_ActsKvStoreTest",#DFX"-lmodule_ActsDfxFuncTest","-lmodule_ActsHieventLiteTest",#启动恢复# "-lmodule_ActsBootstrapTest",# "-lmodule_ActsParameterTest",#分布式任务调度# "-lmodule_ActsSamgrTest","-Wl,--no-whole-archive",  --- 关掉whole-archive这个特性]}
}

由于 Niobe407 开发板内存有限，xts 测试时需要分套件测试。执行如下编译命令，即可生成包含 xts 测试的固件。

hb build -f -b debug --gn-args build_xts=true

此外，我们还需要修改 //vendor/talkweb/niobe407/hals/utils/sys_param/hal_sys_param.c 文件，将这些字符串定义正确。

static const char OHOS_DEVICE_TYPE[] = {"Evaluation Board"};
static const char OHOS_DISPLAY_VERSION[] = {"OpenHarmony 3.1"};
static const char OHOS_MANUFACTURE[] = {"Talkweb"};
static const char OHOS_BRAND[] = {"Talkweb"};
static const char OHOS_MARKET_NAME[] = {"Niobe"};
static const char OHOS_PRODUCT_SERIES[] = {"Niobe"};
static const char OHOS_PRODUCT_MODEL[] = {"Niobe407"};
static const char OHOS_SOFTWARE_MODEL[] = {"1.0.0"};
static const char OHOS_HARDWARE_MODEL[] = {"2.0.0"};
static const char OHOS_HARDWARE_PROFILE[] = {"RAM:192K,ROM:1M,ETH:true"};
static const char OHOS_BOOTLOADER_VERSION[] = {"twboot-v2022.03"};
static const char OHOS_ABI_LIST[] = {"armm4_hard_fpv4-sp-d16-liteos"};
static const char OHOS_SERIAL[] = {"1234567890"};  // provided by OEM.

验证 XTS

编译完成后，将固件烧录至开发板，xts 全部跑完会有显示 xx Tests xx Failures xx Ignored 等信息，以下以公共基础库测试为例：

../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:590:testKvStoreClearCache002:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:625:testKvStoreCacheSize001:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:653:testKvStoreCacheSize002:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:681:testKvStoreCacheSize003:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:709:testKvStoreMaxSize001:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:737:testKvStoreMaxSize002:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:765:testKvStoreMaxSize003:PASS
../../../test/xts/acts/utils_lite/kv_store_hal/src/kvstore_func_test.c:793:testKvStoreMaxSize004:PASS
+-------------------------------------------+
-----------------------
32 Tests 0 Failures 0 Ignored 
OK
All the test suites finished!

最后

经常有很多小伙伴抱怨说：不知道学习鸿蒙开发哪些技术？不知道需要重点掌握哪些鸿蒙应用开发知识点？

为了能够帮助到大家能够有规划的学习，这里特别整理了一套纯血版鸿蒙（HarmonyOS Next）全栈开发技术的学习路线，包含了鸿蒙开发必掌握的核心知识要点，内容有（ArkTS、ArkUI开发组件、Stage模型、多端部署、分布式应用开发、WebGL、元服务、OpenHarmony多媒体技术、Napi组件、OpenHarmony内核、OpenHarmony驱动开发、系统定制移植等等）鸿蒙（HarmonyOS NEXT）技术知识点。

在这里插入图片描述

《鸿蒙 (Harmony OS)开发学习手册》（共计892页）:`https://gitcode.com/HarmonyOS_MN/733GH/overview`

如何快速入门？

1.基本概念
2.构建第一个ArkTS应用
3.……

鸿蒙开发面试真题（含参考答案）: