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[HarmonyOS] 小熊派：用OpenHarmory3.0点亮LED

移动开发 移动开发 发布于：2022-02-24 11:55 | 阅读数：330 | 评论：0 

摘要：作为一个代表性的完整的开发，本案例可以分成3大部分：代码文件的规划，LED灯的驱动开发，点亮LED的业务开发。
本文分享自华为云社区《在小熊派Micro上用OpenHarmory3.0点亮LED(1)LED驱动开发》，作者：神龙居市。
项目总览
作为一个代表性的完整的开发，本案例可以分成3大部分：代码文件的规划，LED灯的驱动开发，点亮LED的业务开发。
DSC0000.jpg

一、LED驱动开发
  1.1.确定目录结构
  1.1.1.根据HDF框架以组件化的驱动模型作为核心设计思路，HDF框架将一类设备驱动放在同一个host里面，开发者也可以将驱动功能分层独立开发和部署，支持一个驱动多个node，HDF驱动模型如下图
DSC0001.jpg

1.1.2.本案例目录
在./device/st/drivers路径下新建一个led的目录，用来存放驱动源码文件。
DSC0002.jpg

在./device/st/bearpi_hm_micro/liteos_a/hdf_config路径下新建led文件夹，并创建驱动配置文件led_config.hcs
DSC0003.jpg

1.2.LED驱动实现
  1.2.1.驱动实现包含驱动业务代码和驱动入口注册，在led.c文件中添加以下代码
  
#include "hdf_device_desc.h" 
#include "hdf_log.h"     
#include "device_resource_if.h"
#include "osal_io.h"
#include "osal.h"
#include "osal_mem.h"
#include "gpio_if.h"
#define HDF_LOG_TAG led_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
#define LED_WRITE_READ 1     // 读写操作码1
enum LedOps {
  LED_OFF,
  LED_ON,  
  LED_TOGGLE,
};
struct Stm32Mp1ILed {
  uint32_t gpioNum;
};
static struct Stm32Mp1ILed g_Stm32Mp1ILed;
uint8_t status = 0;
// Dispatch是用来处理用户态发下来的消息
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;
}
// 读取驱动私有配置
static int32_t Stm32LedReadDrs(struct Stm32Mp1ILed *led, const struct DeviceResourceNode *node)
{
  int32_t ret;
  struct DeviceResourceIface *drsOps = NULL;
  drsOps = DeviceResourceGetIfaceInstance(HDF_CONFIG_SOURCE);
  if (drsOps == NULL || drsOps->GetUint32 == NULL) {
    HDF_LOGE("%s: invalid drs ops!", __func__);
    return HDF_FAILURE;
  }
  /* 读取led.hcs里面led_gpio_num的值 */
  ret = drsOps->GetUint32(node, "led_gpio_num", &led->gpioNum, 0); 
  if (ret != HDF_SUCCESS) {
    HDF_LOGE("%s: read led gpio num fail!", __func__);
    return ret;
  }
  return HDF_SUCCESS;
}
//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;
}
// 驱动自身业务初始的接口
int32_t HdfLedDriverInit(struct HdfDeviceObject *device)
{
  struct Stm32Mp1ILed *led = &g_Stm32Mp1ILed;
  int32_t ret;
  if (device == NULL || device->property == NULL) {
    HDF_LOGE("%s: device or property NULL!", __func__);
    return HDF_ERR_INVALID_OBJECT;
  }
  /* 读取hcs私有属性值 */
  ret = Stm32LedReadDrs(led, device->property);
  if (ret != HDF_SUCCESS) {
    HDF_LOGE("%s: get led device resource fail:%d", __func__, ret);
    return ret;
  }
  /* 将GPIO管脚配置为输出 */
  ret = GpioSetDir(led->gpioNum, GPIO_DIR_OUT);
  if (ret != 0)
  {
    HDF_LOGE("GpioSerDir: failed, ret %d\n", ret);
    return ret;
  }
  HDF_LOGD("Led driver Init success");
  return HDF_SUCCESS;
}
// 驱动资源释放的接口
void HdfLedDriverRelease(struct HdfDeviceObject *deviceObject)
{
  if (deviceObject == NULL)
  {
    HDF_LOGE("Led driver release failed!");
    return;
  }
  HDF_LOGD("Led driver release success");
  return;
}
// 定义驱动入口的对象，必须为HdfDriverEntry（在hdf_device_desc.h中定义）类型的全局变量
struct HdfDriverEntry g_ledDriverEntry = {
  .moduleVersion = 1,
  .moduleName = "HDF_LED",
  .Bind = HdfLedDriverBind,
  .Init = HdfLedDriverInit,
  .Release = HdfLedDriverRelease,
};
// 调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中
HDF_INIT(g_ledDriverEntry);
  1.2.2.编译脚本文件
在led/BUILD.gn文件中添加以下代码，将led.c编译成hdf_led
import("//drivers/adapter/khdf/liteos/hdf.gni")
hdf_driver("hdf_led") {
  sources = [
  "led.c",
  ]
}
在/device/st/drivers/BUILD.gn文件中添加以下代码，将hdf_led编译进内核，"led"是新增内容
DSC0004.jpg

1.3.驱动配置
HDF使用HCS作为配置描述源码，驱动配置包含两部分，HDF框架定义的驱动设备描述和驱动的私有配置信息。
HDF框架加载驱动所需要的信息来源于HDF框架定义的驱动设备描述，因此基于HDF框架开发的驱动必须要在HDF框架定义的device_info.hcs配置文件中添加对应的设备描述，所以我们需要在device\st\bearpi_hm_micro\liteos_a\hdf_config\device_info\device_info.hcs中添加LED设备描述
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，在驱动服务管理章节有详细介绍
    priority = 10;       // 驱动启动优先级（0-200），值越大优先级越低，建议默认配100，优先级相同则不保证device的加载顺序
    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
  }
}
DSC0005.jpg

1.4.私有驱动信息配置
如果驱动有私有配置，则可以添加一个驱动的配置文件，用来填写一些驱动的默认配置信息，HDF框架在加载驱动的时候，会将对应的配置信息获取并保存在HdfDeviceObject 中的property里面，通过Bind和Init传递给驱动，所以我们需要在device\st\bearpi_hm_micro\liteos_a\hdf_config\led\led_config.hcs中添加LED私有配置描述。
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
  }
}
DSC0006.jpg

1.5.板级配置入口文件
配置信息定义之后，需要将该配置文件添加到板级配置入口文件device\st\bearpi_hm_micro\liteos_a\hdf_config\hdf.hcs
#include "device_info/device_info.hcs"
#include "led/led_config.hcs"
  二、点亮LED业务代码
  2.1.创建目录
编写业务时，务必先在./applications/BearPi/BearPi-HM_Micro/samples路径下新建一个目录（或一套目录结构），用于存放业务源码文件.
在samples文件夹下增加my_led_app文件夹，并新建BUILD.gn和my_led_app.c两个文件
DSC0007.jpg

2.2.编写业务代码
在my_led_app.c中添加以下业务代码
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include "hdf_sbuf.h"
#include "hdf_io_service_if.h"
#define LED_WRITE_READ 1
#define LED_SERVICE "hdf_led"
static int SendEvent(struct HdfIoService *serv, uint8_t eventData)
{
  int ret = 0;
  struct HdfSBuf *data = HdfSBufObtainDefaultSize();
  if (data == NULL)
  {
    printf("fail to obtain sbuf data!\r\n");
    return 1;
  }
  struct HdfSBuf *reply = HdfSBufObtainDefaultSize();
  if (reply == NULL)
  {
    printf("fail to obtain sbuf reply!\r\n");
    ret = HDF_DEV_ERR_NO_MEMORY;
    goto out;
  }
  /* 写入数据 */
  if (!HdfSbufWriteUint8(data, eventData))
  {
    printf("fail to write sbuf!\r\n");
    ret = HDF_FAILURE;
    goto out;
  }
  /* 通过Dispatch发送到驱动 */
  ret = serv->dispatcher->Dispatch(&serv->object, LED_WRITE_READ, data, reply);
  if (ret != HDF_SUCCESS)
  {
    printf("fail to send service call!\r\n");
    goto out;
  }
  int replyData = 0;
  /* 读取驱动的回复数据 */
  if (!HdfSbufReadInt32(reply, &replyData))
  {
    printf("fail to get service call reply!\r\n");
    ret = HDF_ERR_INVALID_OBJECT;
    goto out;
  }
  printf("\r\nGet reply is: %d\r\n", replyData);
out:
  HdfSBufRecycle(data);
  HdfSBufRecycle(reply);
  return ret;
}
int main(int argc, char **argv)
{
  int i;
 
  /* 获取服务 */
  struct HdfIoService *serv = HdfIoServiceBind(LED_SERVICE);
  if (serv == NULL)
  {
    printf("fail to get service %s!\r\n", LED_SERVICE);
    return HDF_FAILURE;
  }
  for (i=0; i < argc; i++)
  {
    printf("\r\nArgument %d is %s.\r\n", i, argv[i]);
  }
  SendEvent(serv, atoi(argv[1]));
  HdfIoServiceRecycle(serv);
  printf("exit");
  return HDF_SUCCESS;
}
  2.3.编写将构建业务代码的BUILD.gn文件
BUILD.gn文件由三部分内容（目标、源文件、头文件路径）构成，需由开发者完成填写。以my_led_app为例，需要创建./applications/BearPi/BearPi-HM_Micro/samples/my_led_app/BUILD.gn，并完如下配置
import("//build/lite/config/component/lite_component.gni")
HDF_FRAMEWORKS = "//drivers/framework"
executable("led_lib") {
  output_name = "my_led"
  sources = [
    "my_led_app.c",
  ]
  include_dirs = [
  "$HDF_FRAMEWORKS/ability/sbuf/include",
  "$HDF_FRAMEWORKS/core/shared/include",
  "$HDF_FRAMEWORKS/core/host/include",
  "$HDF_FRAMEWORKS/core/master/include",
  "$HDF_FRAMEWORKS/include/core",
  "$HDF_FRAMEWORKS/include/utils",
  "$HDF_FRAMEWORKS/utils/include",
  "$HDF_FRAMEWORKS/include/osal",
  "//drivers/adapter/uhdf/posix/include",
  "//third_party/bounds_checking_function/include",
  "//base/hiviewdfx/hilog_lite/interfaces/native/innerkits",
  ]
  deps = [
    "//base/hiviewdfx/hilog_lite/frameworks/featured:hilog_shared",
    "//drivers/adapter/uhdf/manager:hdf_core",
    "//drivers/adapter/uhdf/posix:hdf_posix_osal",
  ]
}
lite_component("my_led_app") {
  features = [
    ":led_lib",
  ]
}
      
  • 首先导入 gni 组件，将源码my_led_app.c编译成led_lib库文件  
  • 输出的可执行文件名称由 output_name 定义为my_led  
  • include_dirs 里面加入my_led_app.c里面需要用到的.h的头文件路径  
  • deps 里面加入所依赖的库。  
  • 然后将led_lib打包成 lite_component，命名为my_led_app组件。
  2.4.添加新组件
修改文件build/lite/components/applications.json，添加组件my_sample的配置
{
    "component": "my_sample",
    "description": "my samples",
    "optional": "true",
    "dirs": [
      "applications/BearPi/BearPi-HM_Micro/samples/my_first_app",
      "applications/BearPi/BearPi-HM_Micro/samples/my_led_app"
    ],
    "targets": [
      "//applications/BearPi/BearPi-HM_Micro/samples/my_first_app:my_app",
      "//applications/BearPi/BearPi-HM_Micro/samples/my_led_app:my_led_app"
    ],
    "rom": "",
    "ram": "",
    "output": [],
    "adapted_kernel": [ "liteos_a" ],
    "features": [],
    "deps": {
    "components": [],
    "third_party": [ ]
    }
  },
DSC0008.jpg

2.5.修改单板配置文件
修改文件vendor/bearpi/bearpi_hm_micro/config.json，新增my_sample组件的条目
{
    "subsystem": "applications",
    "components": [
     { "component": "my_sample", "features":[] },
     { "component": "bearpi_sample_app", "features":[] },
     { "component": "bearpi_screensaver_app", "features":[] }
    ]
},
DSC0009.jpg

三、编译
在项目根目录下执行hb set 设置开发板，只有一个，回车即可
DSC00010.jpg

执行编译命令
hb build -t notest --tee -f
等待编译完成后，屏幕出现：build success字样，说明编译成功。
当编译完后，可以直接查看到最终编译的固件，具体路径在： \project\bearpi-hm_micro_small\out\bearpi-hm_micro\bearpi-hm_micro
文件夹结构说明
      
  • OHOS_Image.stm32：系统镜像文件  
  • rootfs_vfat.img：根文件系统  
  • userfs_vfat.img：用户文件系统
执行以下三条指令将以上三个文件复制到applications/BearPi/BearPi-HM_Micro/tools/download_img/kernel/下，以便后续烧录系统使用
cp out/bearpi_hm_micro/bearpi_hm_micro/OHOS_Image.stm32 applications/BearPi/BearPi-HM_Micro/tools/download_img/kernel/
cp out/bearpi_hm_micro/bearpi_hm_micro/rootfs_vfat.img applications/BearPi/BearPi-HM_Micro/tools/download_img/kernel/
cp out/bearpi_hm_micro/bearpi_hm_micro/userfs_vfat.img applications/BearPi/BearPi-HM_Micro/tools/download_img/kernel/
  四、总结
至此，完整的项目工程就开发好了，下一步就是烧录和运行了。
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