【原】鴻蒙操作系統(tǒng)內(nèi)核簡介

樂創(chuàng)客搬運工 2021-01-27

展開全文

早在去年，華為發(fā)布了榮耀智慧屏，首次搭載了自研的“鴻蒙”操作系統(tǒng)，從此以后，網(wǎng)絡(luò)上面充斥著各種對“鴻蒙”操作系統(tǒng)的話題，這些話題中，有些是脫離實際現(xiàn)實的狂吹亂造，簡直把“鴻蒙”操作系統(tǒng)鼓吹上天，三年內(nèi)趕超安卓，稱霸手機界。有些言論則是對其充滿著質(zhì)疑，覺得它只不過和絕大多數(shù)的RTOS一樣，僅此水平而已，更有甚者，直接質(zhì)疑“鴻蒙”操作系統(tǒng)存在的事實性。

終于，一年之后的昨天，華為開發(fā)者大會上，直接對“鴻蒙”操作系統(tǒng)開源。猶抱琵琶半遮面的“鴻蒙”操作系統(tǒng)終于亮出了它的真面目。此次發(fā)布的版本為“HarmonyOS2.0”，其開源版本為：“OpenHarmony”。

現(xiàn)在如果你也對“鴻蒙”操作系統(tǒng)充滿好奇，你可以很簡單地得到其源碼，下載鏈接為：http://tools./mirrors/os/1.0/code-1.0.tar.gz。

當(dāng)然，你也可以直接登錄“鴻蒙”操作系統(tǒng)在Gitee上的代碼倉庫，這里面不僅有“鴻蒙”操作系統(tǒng)源代碼，還有著豐富的中英文資料。具體鏈接為

源碼下載鏈接：https://openharmony./openharmony

開發(fā)文檔鏈接：https://openharmony./openharmony/docs

將開發(fā)文檔下載完成之后，解壓后便可以直接用VS Code軟件打開這個文檔文件夾，接著便可以進入“Readme-CN.md”選擇每個文檔的入口了。

這里你可以發(fā)現(xiàn)，整個技術(shù)文檔都是中文的，完全可以擺脫看英文資料的那種糾結(jié)感，而且文檔思路很清晰，可以快速地找到你需要找到的每個內(nèi)容。

接下來的內(nèi)容將會介紹的HarmonyOS 操作系統(tǒng)架構(gòu)，本文內(nèi)容都是基于“鴻蒙”操作系統(tǒng)官方文檔的內(nèi)容來描述的，因為我剛剛拿到源碼，沒去做深層次的學(xué)習(xí)，深入的操作系統(tǒng)參數(shù)，開發(fā)流程和便捷性，操作系統(tǒng)移植，驅(qū)動程序等暫時還沒有辦法得出清晰的結(jié)論，等到我可以玩轉(zhuǎn)這個操作系統(tǒng)之后，我們再來出教程進行詳細描述。

HarmonyOS整體遵從分層設(shè)計，從下向上依次為：內(nèi)核層、系統(tǒng)服務(wù)層、框架層和應(yīng)用層。系統(tǒng)功能按照“系統(tǒng) > 子系統(tǒng) > 功能/模塊”逐級展開，在多設(shè)備部署場景下，支持根據(jù)實際需求裁剪某些非必要的子系統(tǒng)或功能/模塊。

內(nèi)核層

內(nèi)核層主要是包含了內(nèi)核子系統(tǒng)和驅(qū)動子系統(tǒng)這兩個子系統(tǒng)，其中HarmonyOS的內(nèi)核不是傳統(tǒng)意義上的單內(nèi)核架構(gòu)，如安卓或者Linux，從圖中可以看出，它是一種可以支持多種內(nèi)核的機制，這也就是決定了HarmonyOS可以同時支持無MMU的架構(gòu)和有MMU的架構(gòu)，這一點從它源碼里面的”code-1.0.tar\code-1.0\kernel\liteos_a”和”code-1.0.tar\code-1.0\kernel\liteos_m”可以看出。

HarmonyOS的驅(qū)動HarmonyOS驅(qū)動框架（HDF）是HarmonyOS硬件生態(tài)開放的基礎(chǔ)，提供統(tǒng)一外設(shè)訪問能力和驅(qū)動開發(fā)、管理框架。HDF驅(qū)動加載包括按需加載和按序加載兩種方式。

按需加載HDF框架支持驅(qū)動在系統(tǒng)啟動過程中默認加載，或者在系統(tǒng)啟動之后動態(tài)加載。

按序加載HDF框架支持驅(qū)動在系統(tǒng)啟動的過程中按照驅(qū)動的優(yōu)先級進行加載。

HDF框架可以集中管理驅(qū)動服務(wù)，使用者可直接通過HDF框架對外提供的能力接口獲取驅(qū)動相關(guān)的服務(wù)。同時HDF框架提供統(tǒng)一的驅(qū)動消息機制，支持用戶態(tài)應(yīng)用向內(nèi)核態(tài)驅(qū)動發(fā)送消息，也支持內(nèi)核態(tài)驅(qū)動向用戶態(tài)應(yīng)用發(fā)送消息。

關(guān)于HDF框架的詳細描述和開發(fā)流程，可以參考技術(shù)參考文檔的“driver\HDF開發(fā)實例.md”。

系統(tǒng)服務(wù)層

系統(tǒng)服務(wù)層是 HarmonyOS 的核心能力集合，通過框架層對應(yīng)用程序提供服務(wù)。該層包含以下幾個部分：

系統(tǒng)基本能力子系統(tǒng)集：為分布式應(yīng)用在 HarmonyOS 多設(shè)備上的運行、調(diào)度、遷移等操作提供了基礎(chǔ)能力，由分布式軟總線、分布式數(shù)據(jù)管理、分布式任務(wù)調(diào)度、方舟多語言運行時、公共基礎(chǔ)庫、多模輸入、圖形、安全、AI 等子系統(tǒng)組成。其中，方舟運行時提供了 C/C++/JS 多語言運行時和基礎(chǔ)的系統(tǒng)類庫，也為使用方舟編譯器靜態(tài)化的 Java 程序（即應(yīng)用程序或框架層中使用Java 語言開發(fā)的部分）提供運行時。

· 基礎(chǔ)軟件服務(wù)子系統(tǒng)集：為 HarmonyOS 提供公共的、通用的軟件服務(wù)，由事件通知、電話、多媒體、DFX、MSDP&DV 等子系統(tǒng)組成。

· 增強軟件服務(wù)子系統(tǒng)集：為 HarmonyOS 提供針對不同設(shè)備的、差異化的能力增強型軟件服務(wù)，由智慧屏專有業(yè)務(wù)、穿戴專有業(yè)務(wù)、IoT 專有業(yè)務(wù)等子系統(tǒng)組成。

· 硬件服務(wù)子系統(tǒng)集：為 HarmonyOS 提供硬件服務(wù)，由位置服務(wù)、生物特征識別、穿戴專有硬件服務(wù)、IoT 專有硬件服務(wù)等子系統(tǒng)組成。

根據(jù)不同設(shè)備形態(tài)的部署環(huán)境，基礎(chǔ)軟件服務(wù)子系統(tǒng)集、增強軟件服務(wù)子系統(tǒng)集、硬件服務(wù)子系統(tǒng)集內(nèi)部可以按子系統(tǒng)粒度裁剪，每個子系統(tǒng)內(nèi)部又可以按功能粒度裁剪。

框架層

框架層為 HarmonyOS 的應(yīng)用程序提供了 Java/C/C++/JS 等多語言的用戶程序框架和 Ability 框架，以及各種軟硬件服務(wù)對外開放的多語言框架 API；同時為采用 HarmonyOS 的設(shè)備提供了 C/C++/JS 等多語言的框架 API，不同設(shè)備支持的 API 與系統(tǒng)的組件化裁剪程度相關(guān)。

應(yīng)用層

應(yīng)用層包括系統(tǒng)應(yīng)用和第三方非系統(tǒng)應(yīng)用。HarmonyOS 的應(yīng)用由一個或多個FA（Feature Ability）或 PA（Particle Ability）組成。其中，F(xiàn)A 有 UI 界面，提供與用戶交互的能力；而 PA 無 UI 界面，提供后臺運行任務(wù)的能力以及統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問抽象。基于 FA/PA 開發(fā)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)特定的業(yè)務(wù)功能，支持跨設(shè)備調(diào)度與分發(fā)，為用戶提供一致、高效的應(yīng)用體驗。

以上內(nèi)容就是關(guān)于鴻蒙OS內(nèi)核的簡要分析，上述所述全部內(nèi)容全都來源于華為的《HarmonyOS 入門文檔》。HarmonyOS的話題，等我完全理解了這個操作系統(tǒng)之后再來詳細討論。

最后，就我個人來看，HarmonyOS目前來說距離安卓和Linux之類的國外開源項目還有很長的路要走，但是做這件事情的目的，更大的意義在于開源，雖然早之前也有很多優(yōu)秀的開源項目，但是由大公司發(fā)起的操作系統(tǒng)級別的開源項目，HarmonyOS在國內(nèi)是第一個，它的出現(xiàn)，讓更多優(yōu)秀的程序員可以參與進來，相信要不了多久，中國的開源軟件也一定可以站在世界之巔，大家共勉。