【小熊派BearPi-HM Micro】五：利用HDF驱动框架实现LED闪烁

数码小叶 发表于 2022-4-19 08:28

<div class='showpostmsg'> 本帖最后由数码小叶于 2022-4-19 08:26 编辑

        HDF（Hardware Driver Foundation）驱动框架，为驱动开发者提供驱动框架能力，包括驱动加载、驱动服务管理和驱动消息机制。旨在构建统一的驱动架构平台，为驱动开发者提供更精准、更高效的开发环境，力求做到一次开发，多系统部署。

       基于HDF框架进行驱动的开发主要分为两个部分，驱动实现和驱动配置，驱动实现包含驱动业务代码和驱动入口注册，这两者开发文档里都提供了模板，比如驱动业务代码，一个简单的模板如下：

<pre>
<code>#include"hdf_device_desc.h"// HDF框架对驱动开放相关能力接口的头文件
#include"hdf_log.h"// HDF 框架提供的日志接口头文件
#define HDF_LOG_TAG sample_driver // 打印日志所包含的标签，如果不定义则用默认定义的HDF_TAG标签

//驱动对外提供的服务能力，将相关的服务接口绑定到HDF框架
int32_t HdfSampleDriverBind(structHdfDeviceObject*deviceObject)
{
HDF_LOGD("Sample driver bind success");
return0;
}

// 驱动自身业务初始的接口
int32_t HdfSampleDriverInit(structHdfDeviceObject*deviceObject)
{
HDF_LOGD("Sample driver Init success");
return0;
}

// 驱动资源释放的接口
void HdfSampleDriverRelease(structHdfDeviceObject*deviceObject)
{
HDF_LOGD("Sample driver release success");
return;
}</code></pre>

 

实际编程时，就可以直接在此模板上扩展，比如BearPi-HM Micro提供的demo

<pre>
<code>//驱动对外提供的服务能力，将相关的服务接口绑定到HDF框架
int32_t HdfLedDriverBind(struct HdfDeviceObject *deviceObject)
{
if (deviceObject == NULL)
{
 HDF_LOGE("Led driver bind failed!");
 return HDF_ERR_INVALID_OBJECT;
}
static struct IDeviceIoService ledDriver = {
 .Dispatch = LedDriverDispatch,
};
deviceObject->service = (struct IDeviceIoService *)(&ledDriver);
HDF_LOGD("Led driver bind success");
return HDF_SUCCESS;
}</code></pre>

        

        驱动注册，就是实例化驱动入口，驱动入口必须为HdfDriverEntry（在 hdf_device_desc.h 中定义）类型的全局变量，且moduleName要和device_info.hcs中保持一致。HDF框架会将所有加载的驱动的HdfDriverEntry对象首地址汇总，形成一个类似数组的段地址空间，方便上层调用。

<pre>
<code>struct HdfDriverEntry g_ledDriverEntry = {
.moduleVersion = 1,
.Bind = HdfLedDriverBind, //GPIO不需要实现Bind,本例是一个空实现，厂商可根据自身需要添加相关操作
.Init = HdfLedDriverInit, //见Init参考
.Release = HdfLedDriverRelease, //见Release参考
.moduleName = "HDF_LED",,//【必要且需要与HCS文件中里面的moduleName匹配】
};
//调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中
HDF_INIT(g_ledDriverEntry);</code></pre>

        而对于驱动配置，HDF框架使用的是.HCS文件，.HCS文件全称是HDF Configuration Source，是HDF驱动框架的配置描述源码，内容以Key-Value为主要形式。它实现了配置代码与驱动代码解耦，便于开发者进行配置管理。HC-GEN（HDF Configuration Generator）是HCS配置转换工具，可以将HDF配置文件转换为软件可读取的文件格式：在弱性能环境中，转换为配置树源码或配置树宏定义，驱动可直接调用C代码或宏式APIs获取配置。在高性能环境中，转换为HCB（HDF Configuration Binary）二进制文件，驱动可使用HDF框架提供的配置解析接口获取配置。HCS经过HC-GEN编译生成HCB文件，HDF驱动框架中的HCS Parser模块会从HCB文件中重建配置树，HDF驱动模块使用HCS Parser提供的配置读取接口获取配置内容。



        

        和驱动实现一样，驱动配置同样包含两部分，HDF框架定义的驱动设备描述和驱动的私有配置信息，HDF框架定义的驱动设备描述位于：~\bearpi\project\bearpi-hm_micro_small\device\st\bearpi_hm_micro\liteos_a\hdf_config\device_info\device_info.hcs。驱动的私有配置信息，则是用户自己添加的配置信息，比如这里的~\bearpi\project\bearpi-hm_micro_small\device\st\bearpi_hm_micro\liteos_a\hdf_config\led\led_config.hcs

 

<pre>
<code>device_led :: device { // led设备节点
device0 :: deviceNode { // led驱动的DeviceNode节点
 policy = 2; // policy字段是驱动服务发布的策略，等于0，不需要发布服务
 priority = 10; // 驱动启动优先级（0-200），值越大优先级越低，
 preload = 1; // 驱动按需加载字段
 permission = 0777; // 驱动创建设备节点权限
 moduleName = "HDF_LED"; // 驱动名称，该字段的值必须和驱动入口结构的moduleName值一致
 serviceName = "hdf_led"; // 驱动对外发布服务的名称，必须唯一
 deviceMatchAttr = "st_stm32mp157_led"; // 驱动私有数据匹配的关键字，必须和驱动私有数据配置表中的match_attr值相等
}
}</code></pre>

 

<pre>
<code>root {
LedDriverConfig {
 led_gpio_num = 13;
 match_attr = "st_stm32mp157_led"; //该字段的值必须和device_info.hcs中的deviceMatchAttr值一致
}
}</code></pre>

 

 

最后，是需要将需要将该配置文件添加到板级配置入口文件hdf.hcs

device\st\bearpi_hm_micro\liteos_a\hdf_config\hdf.hcs

<pre>
<code>#include "device_info/device_info.hcs"
#include "led/led_config.hcs"</code></pre>

关于GPIO口的操作，GPIO驱动已经提供了相关的接口



 

然后就是led闪烁的业务代码编写了，就是驱动程序指令接受的的代码，用户态向内核态发送指令

<pre>
<code>int32_t LedDriverDispatch(struct HdfDeviceIoClient *client, int cmdCode, struct HdfSBuf *data, struct HdfSBuf *reply)
{
uint8_t contrl;
HDF_LOGE("Led driver dispatch");
if (client == NULL || client->device == NULL)
{
 HDF_LOGE("Led driver device is NULL");
 return HDF_ERR_INVALID_OBJECT;
}

switch (cmdCode)
{
/* 接收到用户态发来的LED_WRITE_READ命令 */
case LED_WRITE_READ:
 /* 读取data里的数据，赋值给contrl */
 HdfSbufReadUint8(data,&contrl);
 switch (contrl)
 {
 /* 开灯 */
 case LED_ON:
 GpioWrite(g_Stm32Mp1ILed.gpioNum, GPIO_VAL_LOW);
 status = 1;
 break;
 /* 关灯 */
 case LED_OFF:
 GpioWrite(g_Stm32Mp1ILed.gpioNum, GPIO_VAL_HIGH);
 status = 0;
 break;
 /* 状态翻转 */
 case LED_TOGGLE:
 if(status == 0)
 {
 GpioWrite(g_Stm32Mp1ILed.gpioNum, GPIO_VAL_LOW);
 status = 1;
 }
 else
 {
 GpioWrite(g_Stm32Mp1ILed.gpioNum, GPIO_VAL_HIGH);
 status = 0;
 }
 break;
 default:
 break;
 }
 /* 把LED的状态值写入reply, 可被带至用户程序 */
 if (!HdfSbufWriteInt32(reply, status))
 {
 HDF_LOGE("replay is fail");
 return HDF_FAILURE;
 }
 break;
default:
 break;
}
return HDF_SUCCESS;
}</code></pre>

 

        通过代码可以感受到OpenHarmony的设备开发中的驱动调用与单片机的驱动开发不太相同，单片机的驱动调用往往是采用函数调用的方式，但是OpenHarmony没有这样的操作，驱动调用采用的是驱动程序向用户态暴露server后，程序才能通过Dispatch的方式发送指令到驱动程序，并可以将用户态的数据携带到驱动程序，也可以从驱动程序读出数据。像上面的代码就是通过Dispatch向驱动程序发送指令从而实现LED灯的亮灭，当然，内核态也可以向用户态发送数据。

        和上一篇，helloword一样，还需要编译文件，对于业务代码，和上一篇一模一样的操作，配置BUILD.gn、applications.json、config.json。对于驱动文件，不但需要自己写的BUILD.gn，还需要修改~\bearpi\project\bearpi-hm_micro_small\device\st\drivers\BUILD.gn

<pre>
<code>import("//drivers/adapter/khdf/liteos/hdf.gni")

hdf_driver("hdf_led") {
sources = [
"led.c",
]
}</code></pre>



 

 

最后编译，烧录到板子了，和之前一样，打开串口助手，通过指令操作led的亮灭状态变化



 

   



 
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Jacktang 发表于 2022-4-20 07:19

确实，OpenHarmony的设备开发中的驱动调用和单片机的驱动开发相差还是比较大的。

freebsder 发表于 2022-4-20 18:43

可以可以，学习了。

elynson 发表于 2022-4-20 21:44

写的不错！

吾妻思萌 发表于 2022-6-8 12:22

感觉OpenHarmony更像是内核微服务，你请求服务器再去执行，不像别的直接底层调用

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