OpenHarmony移植案例與原理 - startup子系統之bootstrap_lite服務啟動引導部件（1）

bootstrap_lite服務啟動引導組件提供了各服務和功能的啟動入口標識。在SAMGR（System ability manager，系統服務管理）啟動時，會調用bootstrap_lite標識的入口函數，并啟動系統服務。本文介紹下移植開發板時如何適配服務啟動引導部件bootstrap_lite，并介紹下相關的運行機制原理。bootstrap_lite啟動引導部件定義在build\lite\components\startup.json。bootstrap_lite啟動引導部件源代碼目錄如下：

base/startup/bootstrap_lite/ # 啟動引導組件 └── services └── source # 啟動引導組件源文件目錄

1、bootstrap_lite服務啟動引導部件適配示例

1.1 產品解決方案配置啟用部件

移植開發板適配startup子系統之bootstrap_lite服務啟動引導部件時，需要在產品解決方案的config.json增加下述配置項，可以參考vendor\bestechnic\display_demo\config.json中的配置示例：

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

1.2 使用bootstrap服務啟動部件提供的初始化宏函數

然后就可以使用bootstrap服務啟動部件提供的初始化宏函數SYS_SERVICE_INIT、APP_SERVICE_INIT等來自動初始化服務，示例代碼可以參考device\board\fnlink\v200zr\liteos_m\at\at_wifi.c中的用法，片段如下,可以看到調用了宏函數來初始化RegisterCustomATCmd函數實現的服務。device\board\bearpi\bearpi_hm_nano\app\目錄下有更多的使用示例。下文分析實現機制原理。

static void RegisterCustomATCmd() { cmd_tbl_t cmd_list[] = { {"AT+IFCFG", 8, at_lwip_ifconfig, "AT+IFCFG - ifconfig\n"}, {"AT+STARTAP", 7, at_start_softap, "AT+STARTAP - start wifi softap\n"}, {"AT+STOPAP", 1, at_stop_softap, "AT+STOPAP - stop wifi softap\n"}, {"AT+STARTSTA", 1, at_start_wifista, "AT+STARTSTA - start wifi sta\n"}, {"AT+STOPSTA", 1, at_stop_wifista, "AT+STOPSTA - stop wifi sta\n"}, {"AT+DHCP", 3, at_setup_dhcp, "AT+DHCP - dhcp\n"}, {"AT+DHCPS", 3, at_setup_dhcps, "AT+DHCPS - dhcps\n"}, }; for (int i = 0; i < sizeof(cmd_list) / sizeof(cmd_tbl_t); i++) { console_cmd_add(&cmd_list[i]); } } SYS_SERVICE_INIT(RegisterCustomATCmd);

1.3 鏈接腳本中增加zInit代碼段

適配bootstrap_lite部件時，還需要在鏈接腳本文件中手動新增如下段，鏈接腳本示例可以參考//device/soc/bestechnic/bes2600/liteos_m/sdk/bsp/out/best2600w_liteos/_best2001.lds，還可以參考device\soc\hisilicon\hi3861v100\sdk_liteos\build\link\link.ld.S。從鏈接腳本片段中可以看出，有.zinitcall.bsp、.zinitcall.device、.zinitcall.core、.zinitcall.sys.service、.zinitcall.sys.feature、.zinitcall.run、.zinitcall.app.service、.zinitcall.app.feature、.zinitcall.test和.zinitcall.exit等幾種類型的段。

/* zInit code and data - will be freed after init */ .zInit (.) : { __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 = .; . = ALIGN(4); __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 = .; . = ALIGN(4); __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 = .; . = ALIGN(4); __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 = .; . = ALIGN(4); __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 = .; . = ALIGN(4); __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 = .; . = ALIGN(4); __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 = .; . = ALIGN(4); __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 = .; . = ALIGN(4); __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 = .; . = ALIGN(4); __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 = .; . = ALIGN(4); } > FLASH

1.4 配置編譯時鏈接bootstrap庫

另外，bootstrap_lite部件會編譯//base/startup/bootstrap_lite/services/source/bootstrap_service.c，該文件中，通過SYS_SERVICE_INIT將Init函數符號指定到__zinitcall_sys_service_start和__zinitcall_sys_service_end段中，由于沒有顯式調用Init函數，所以需要將它強制鏈接到最終的鏡像。可以參考device\board\goodix\gr5515_sk\liteos_m\config.gni文件中的鏈接選項。恒玄的開發板適配時，是配置到vendor\bestechnic\display_demo\config.json文件中的自己定義的配置項force_link_libs里，該配置項在device\soc\bestechnic\bes2600\BUILD.gn中被解析、鏈接。

board_ld_flags = [ .... "-lbootstrap",

1.5 調用OHOS_SystemInit接口

函數void OHOS_SystemInit(void)定義在文件base\startup\bootstrap_lite\services\source\system_init.c中，在移植適配時，需要調用該接口。可以參考文件device\soc\bestechnic\bes2600\liteos_m\sdk\bsp\rtos\liteos\liteos_m\board.c中的使用示例。

int main(void); extern void OHOS_SystemInit(void); ...... OHOS_SystemInit(); ...... while (1) { osDelay(1000); TRACE(0, "main idle"); } }

2、bootstrap_lite服務啟動引導部件實現原理之system_init

bootstrap_lite服務啟動部件實現了服務的自動初始化，即服務的初始化函數無需顯式調用，它是使用宏定義的方式申明，在系統啟動時自動被執行。實現原理是將服務啟動的函數通過宏申明之后，放在預定義好的zInit代碼段中，系統啟動的時候調用OHOS_SystemInit接口，遍歷該代碼段并調用其中的函數。因此在適配移植時，需要在device/soc/下面具體的芯片的鏈接腳本中添加zInit段，并且在main函數里調用OHOS_SystemInit接口。

2.1 bootstrap_lite服務啟動引導部件的初始化宏

bootstrap_lite服務啟動引導部件的初始化宏定義在文件utils\native\lite\include\ohos_init.h，片段如下。初始化函數宏SYS_SERVICE_INIT(func)用于標識核心系統服務的初始化入口，該宏識別的函數在啟動過程中核心系統服務優先級2階段被調用；初始化宏SYS_SERVICE_INIT_PRI(func, priority)可以指定優先級數值，優先級的取值范圍為[0,5),調用順序為0, 1, 2, 3, 4。

/** * @brief Identifies the entry for initializing and starting a core system service by the * priority 2. * * This macro is used to identify the entry called at the priority 2 in the core system * service phase of the startup process. \n * * @param func Indicates the entry function for initializing and starting a core system service. * The type is void (*)(void). */ #define SYS_SERVICE_INIT(func) LAYER_INITCALL_DEF(func, sys_service, "sys.service") /** * @brief Identifies the entry for initializing and starting a core system service by the * specified priority. * * This macro is used to identify the entry called at the specified priority in the core system * service phase of the startup process. \n * * @param func Indicates the entry function for initializing and starting a core system service. * The type is void (*)(void). * @param priority Indicates the calling priority when starting the core system service in the * startup phase. The value range is [0,5), and the calling sequence is 0, 1, 2, 3, and 4. */ #define SYS_SERVICE_INIT_PRI(func, priority) LAYER_INITCALL(func, sys_service, "sys.service", priority)

更多的初始化宏見下文的列表，處理這些初始化宏，還有可以指定優先級的版本XXX_PRI。

2.2 LAYER_INITCALL宏定義

從上文已知，bootstrap_lite服務啟動引導部件的初始化宏會調用LAYER_INITCALL_DEF和LAYER_INITCALL宏。這些宏的定義在文件utils\native\lite\include\ohos_init.h，代碼片段如下。⑴處聲明函數類型，無參無返回值。⑵處處理定義分層初始化共享庫宏LAYER_INIT_SHARED_LIB的情況，如果沒有定義該宏，則執行⑹。在文件foundation/distributedschedule/samgr_lite/samgr/BUILD.gn中定義了該宏，在移植適配芯片開發板時，沒有定義這個宏。⑶處定義5個分層初始化級別，⑷處定義7個構建值（constructor value，簡稱CTOR Value）。⑸處是宏LAYER_INITCALL的定義，該宏需要4個參數，分別是初始化服務或功能函數func；layer是分層名稱，支持的取值為device、core、sys_service、sys_feature、app_service、app_feature和run，拼裝為CTOR_VALUE_XXX；clayer參數在定義宏LAYER_INIT_SHARED_LIB時未使用；priority是優先級參數。attribute((constructor))表示這段代碼將在main函數前調用。當傳入參數為(myFunc, sys_feature, “sys.feature”, 2)時，函數宏替換為：static __attribute__((constructor(130 + 2))) void BOOT_sys_featurer2myFunc {myFunc();}。等于定義個一個新的啟動引導函數BOOT_sys_featurer2myFunc()。

當沒有定義LAYER_INIT_SHARED_LIB宏時，執行⑹，當傳入參數為(myFunc, sys_feature, “sys.feature”, 2)時，函數宏替換為：static const InitCall __attribute__((used)) __zinitcall_sys_feature_myFunc __attribute__((section(".zinitcall.sys.feature2.init"))) = myFunc，除了__attribute__部分，等于聲明一個函數類型InitCall的變量__zinitcall_sys_feature_myFunc。該函數變量放入section段".zinitcall.sys.feature2.init"內，所以移植適配時，需要在芯片開發板的鏈接腳本里添加zInit代碼段。

⑴ typedef void (*InitCall)(void); #define USED_ATTR __attribute__((used)) ⑵ #ifdef LAYER_INIT_SHARED_LIB ⑶ #define LAYER_INIT_LEVEL_0 0 #define LAYER_INIT_LEVEL_1 1 #define LAYER_INIT_LEVEL_2 2 #define LAYER_INIT_LEVEL_3 3 #define LAYER_INIT_LEVEL_4 4 ⑷ #define CTOR_VALUE_device 100 #define CTOR_VALUE_core 110 #define CTOR_VALUE_sys_service 120 #define CTOR_VALUE_sys_feature 130 #define CTOR_VALUE_app_service 140 #define CTOR_VALUE_app_feature 150 #define CTOR_VALUE_run 700 ⑸ #define LAYER_INITCALL(func, layer, clayer, priority) \ static __attribute__((constructor(CTOR_VALUE_##layer + LAYER_INIT_LEVEL_##priority))) \ void BOOT_##layer##priority##func() {func();} #else ⑹ #define LAYER_INITCALL(func, layer, clayer, priority) \ static const InitCall USED_ATTR __zinitcall_##layer##_##func \ __attribute__((section(".zinitcall." clayer #priority ".init"))) = func #endif // Default priority is 2, priority range is [0, 4] #define LAYER_INITCALL_DEF(func, layer, clayer) \ LAYER_INITCALL(func, layer, clayer, 2)

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