OpenHarmony编译构建详解(windows版)
OpenHarmony也就是鸿蒙的开源版本，由华为捐赠给开放原子开源基金会（OpenAtom Foundation），定位是一款面向全场景的开源分布式操作系统。在传统的单设备系统能力的基础上，创造性地提出了基于同一套系统能力、适配多种终端形态的理念，支持多种终端设备上运行。
自从OpenHarmony更新了dev-tool，就可以在windows下构建鸿蒙（轻量型）系统了，进行MCU开发、学习鸿蒙OS会友好许多，可以更快的构建出系统，方便快速学习和验证。这篇文章带大家从零完成dev-tool的环境搭建降低学习OpenHarmony的学习成本！
一、穿针引线-编译构建
OpenHarmony的编译构建子系统，基于GN和Ninja搭建。GN是一种元构建系统，可以生成Ninja构建文件（Ninja build files），最早应用于Chromium项目，目的是取代GNU-Make。相比之下，这种构建方式有几个优势：
可读性更好，更容易编写和维护。
速度更快，谷歌官方给的数据是20倍的速度提升。
修改GN文件后，执行Ninja构建时会自动更新Ninja构建文件。
更好的调试支持。在GN中，只需要一条print语句就可以解决。
1. 运作机制
这个编译构建框架，将OpenHarmony的平台、子系统、组件“穿针引线”地组织起来。如果把GN比喻成“针线”，把生成的Ninja文件比喻成“衣服”的“设计图纸”，那么整个编译构建的过程，就是依靠“针线”和“设计图纸”，把“衣服”完整地做出来的。
其中平台决定了整个“衣服”的材质，有基于ARM的，也有基于Risc-V的；子系统代表了衣服的样式和结构，有夏天穿的，比较轻薄（轻量型系统），有春秋穿的，比较适中（小型系统），有冬天穿的，非常暖和（全量型系统）；而组件是子系统的基本构成单位，决定子系统具体的实现细节。
整个编译的运作机制并不复杂，可以总结为：以命令行为驱动，调用gn，执行ninja。命令行主要做解析方面的工作，解析待编译的产品名称，加载相关配置（完成“衣服”的材质选择）；调用gn是为了根据命令行解析的产品名称和编译类型，配置编译工具链和全局的编译选项（准备“衣服”的设计图纸）；最后执行Ninja，以启动编译并生成对应的产品版本（“穿针引线”，完成衣服的编织）。
在最新的2.0版本，除了一部分组件仍保持make构建方式，其他已经完全替换成GN和Ninja的构建方式。预计后面的版本，会完成全量的替换。
2. 构建流程
编译构建流程如图所示，主要分设置和编译两步，可以参考下文理解：
解释一下命令的作用，”hb set“: 设置OpenHarmony源码目录和要编译的产品；”hb build“: 编译产品、开发板或者组件。
编译主要过程如下：
| 名称 | 过程 |
|---|---|
| 读取编译配置 | 根据产品选择的开发板，读取开发板config.gni文件内容，主要包括编译工具链、编译链接命令和选项等 |
| 调用gn gen命令 | 读取产品配置生成产品解决方案out目录和ninja文件 |
| 调用ninja -C | out/board/product启动编译 |
| 系统镜像打包 | 将组件编译产物打包，设置文件属性和权限，制作文件系统镜像 |
这里可以访问：http://weharmonyos.com/openharmony/zh-cn/device-dev/subsystems，在编译构建章节了解更多内容，这里不过多赘述。
二、施展拳脚-环境搭建
1. 系统环境准备
OpenHarmony的编译工具链，目前以GNU为主，类型是gnu-arm-gcc和gnu-risc-v-gcc。最开始应用这些工具链是在ubuntu环境下，同时整个系统的构建也依赖了linux的GNU环境。我们想要在Windows下面成功运行这些工具链，除了下载对应的window版本的工具链，还需要准备好GNU环境。
除了编译工具链，环境搭建还依赖Python来完成各种编译文件的组织（辅助GN和Ninja），通过Node.js提供npm环境，需要hpm提供包管理。完成以上准备，就可以安装VsCode（dev-tool的载体，其通过插件的方式在vscode上面运行）了，之后再安装dev-tool即可。下面给出具体的清单：
| 工具名称 | 用途说明 | 版本要求 | 获取渠道 |
|---|---|---|---|
| Python | 编译构建工具 | V3.7.4~V3.8.x 64位版本 | https://www.python.org/downloads/ |
| Node.js | 提供npm环境 | 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 | 代码编辑工具 | V1.53及以上 64位版本。 | https://code.visualstudio.com/Download |
| DevEco Device Tool | OpenHarmony源码的编译、烧录、调试插件工具 | v2.2 Beta1 | https://device.harmonyos.com/cn/ide#download下载前，请使用华为开发者帐号登录，如未注册，请先注册华为开发者帐号。 |
2. 搭建系统环境
说明一下，在完成下面步骤时，遇到的所有问题，都可以访问：http://weharmonyos.com/openharmony/zh-cn/device-dev/quick-start/，选择常见问题章节，来解决。
1）安装Visual Studio Code
说明：如果已安装Visual Studio Code，打开命令行工具，输入code --version命令，检查版本号是否为1.53及以上版本；可以正常返回版本号，说明环境变量设置也正确。
双击Visual Studio Code软件包进行安装。安装过程中，请勾选“添加到PATH（重启后生效）”。
安装完成后，打开命令行工具，输入code --version命令，可以正常显示版本号说明安装成功。
2）安装Python
双击Python安装包进行安装，勾选“Add Python 3.8 to PATH”，然后点击Install Now开始安装。
等待安装完成后，点击Close。
打开命令行工具，输入python --version，检查安装结果。
注意：如果安装了多个版本的Python，要保证这个版本的，优先级最高。具体命令可自行百度。
在命令行工具中，分别执行如下命令设置pip源，用于后续安装DevEco Device Tool过程中下载依赖的组件包。
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）安装Node.js
说明：如果已安装Node.js，打开命令行工具，输入node -v命令，检查版本号是否为12.0.0及以上版本。
点击下载后的软件包进行安装，全部按照默认设置点击Next，直至Finish。安装过程中，Node.js会自动在系统的path环境变量中配置node.exe的目录路径。重新打开命令行工具，输入“node -v“命令，能正常查询Node.js的版本号，说明Node.js安装成功。
4）安装hpm
该方式需先确保Node.js安装成功。
在安装hpm前，请检查网络连接状态，如果网络不能直接访问Internet，则需要通过代理服务器才可以访问。这种情况下，需要先设置npm代理，才能安装hpm。
说明：如果已安装hpm，可以执行npm update -g @ohos/hpm-cli命令升级hpm至最新版本。
建议将npm源配置为国内镜像，例如设置为华为云镜像源。
npm config set registry https://repo.huaweicloud.com/repository/npm/
打开命令行工具，执行如下命令安装最新版本hpm。
npm install -g @ohos/hpm-cli
安装完成后，执行如下命令（V为大写字母）检查hpm安装结果。
hpm -V
5）安装DevEco Device Tool插件
安装DevEco Device Tool插件，主机的用户名不能包含中文字符，否则可能导致运行出现错误。
DevEco Device Tool正常运行需要依赖于C/C++和CodeLLDB插件，在安装完DevEco Device Tool后，会自动从Visual Studio Code的插件市场安装C/C++和CodeLLDB插件。因此，在安装DevEco Device Tool前，请检查Visual Studio Code的网络连接状态，如果网络不能直接访问Internet，则需要通过代理服务器才可以访问，请先Visual Studio Code代理设置。
说明：安装DevEco Device Tool时，请先关闭Visual Studio Code。
解压DevEco Device Tool插件压缩包，双击安装包程序进行安装。
安装过程中，会自动安装DevEco Device Tool所需的依赖文件（如C/C++和CodeLLDB插件）和执行程序。
安装完成后，会自动关闭命令行工具窗口(第一次按照时间会比较久，耐心等待，如果失败了，需要清理C盘的缓存文件，重新安装)。
启动Visual Studio Code，点击左侧的按钮，检查INSTALLED中，是否已成功安装C/C++、CodeLLDB和DevEco Device Tool。
说明：如果C/C++和CodeLLDB插件安装不成功，则DevEco Device Tool不能正常运行，解决方法，详细请参考：离线安装C/C++和CodeLLDB插件。
三、大展身手-工程编译
1. 开发板环境准备
DevEco Device Tool当前支持Hi3861V100的源码在windows下的一键编译能力；如果涉及其它开发板的源码编译，请参考Ubuntu平台源码编译。可以访问官网开发者文档：https://device.harmonyos.com/cn/docs/ide/user-guides/
我们需要再准备好Hi3861依托于OpenHarmony的编译环境，也就是轻量型系统的编译环境。并且下载好专门的源代码。
2. 下载源码
获取适用于Hi3861V100开发板的源码，请复制链接下载Windows平台源码，选择“全量代码（标准系统）”（Windows平台源码只能通过该链接获取）。
连接地址：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#p1186691118430
解压源码包。
请根据打开工程/源码指导，打开源码。请注意，在设置Framework时，请选择“Hb“。
1）设置编译工具链
Hi3861V100支持Windows平台的编译，需要开发者通过如下工具链接手动下载，然后在Tools中设置对应的工具链，包括：
| 工具包名称 | 获取地址 | 在Tools中设置的路径 |
|---|---|---|
| ninja | https://repo.huaweicloud.com/harmonyos/compiler/ninja/1.9.0/windows/ninja-win.zip | ninja.exe所在文件夹 |
| gn | https://repo.huaweicloud.com/harmonyos/compiler/gn/1744/windows/gn-windows-amd64.zip | gn.exe所在文件夹 |
| gcc_riscv32 | http://www.hihope.org/download/download.aspx?mtt=34 | hcc_riscv32_win文件夹 |
| tool_msys | https://sourceforge.net/projects/mingw/ | msys\bin文件夹 |
| tool_scons | DevEco Device Tool自带工具 | - |
注意：这里非常关键的一点，在Tools里设置的工具链名称，必须和上表给出的名称一一对应！！必须一摸一样！这个问题是因为目前dev-tool还不够完善导致的，一定要特别注意！！
同时，有一些工具包不好下载（在国外），所以我放在了我Gitee仓库上，下载链接：https://gitee.com/zeweni/harmony-os-win-build，记得帮我点个Star呦~
2）编译源码
1.在Projects中，点击工程的Settings按钮，在hi3861V100配置页签中，设置源码的编译类型build_type，默认为“release“类型，请根据需要进行修改。然后点击Save按钮进行保存。
2. 保存后，点击Open打开Hi3861V100的工程，点击
图标，打开DevEco Device Tool界面，在“PROJECT TASKS”中，点击对应开发板下的Build按钮，执行编译。
3. 等待编译完成，在TERMINAL窗口输出“SUCCESS”，编译完成。
到此为止，就完成了在windows上搭建一站式的开发环境的全部流程！
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