harmony 鸿蒙平台驱动开发示例

  • 2022-08-09
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平台驱动开发示例

概述

本文档将以I2C驱动为例，介绍如何基于HDF驱动框架完成平台驱动开发。

注意： 本例仅作为平台驱动开发示例参考，开发者不可直接用于商用集成。

HDF驱动框架为常用外围设备提供了标准的驱动框架，驱动开发者只需将驱动适配至HDF驱动框架，即可通过HDF驱动框架提供的接口操作外围设备。

本文以I2C为例。其时序流程如图1所示。

图 1 I2C时序流程图

环境准备

环境准备具体操作请参考Hi3516标准系统入门完成环境搭建。

须知： 本示例针对OpenHarmony轻量系统、小型系统、标准系统都适用，本文以标准系统为例。其他系统的开发者可参考对应系统的指导文档进行环境搭建。

开发

文件说明

本例中涉及的文件及路径如下表：

表 1 文件说明

说明

文件路径

操作

示例文件

/drivers/adapter/khdf/linux/platform/i2c/i2c_sample.c

新增文件

设备服务文件

/drivers/adapter/khdf/linux/hcs/device_info/device_info.hcs

追加内容

配置参数文件

/drivers/adapter/khdf/linux/hcs/platform/i2c_config.hcs

编译文件

/drivers/adapter/khdf/linux/platform/i2c/Makefile

依赖头文件

/drivers/framework/include/core/hdf_device_desc.h

作为头文件引用

核心层头文件

/drivers/framework/support/platform/include/i2c_core.h

HCS配置入口文件

/drivers/adapter/khdf/linux/hcs/hdf.hcs

HCS配置文件总入口

注意： 本例程涉及的文件路径均作为演示，驱动开发者应根据实际情况确定具体的源文件存放位置。

实例化驱动入口

实例化一个HdfDriverEntry 对象作为驱动入口。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。在加载驱动时HDF框架会先调用Bind函数，再调用Init函数加载该驱动，当Init调用异常时，HDF框架会调用Release释放驱动资源并退出。

I2C驱动中没有实现Bind方法，因为I2C控制器由manager管理，而在manager中已经实现了Bind方法，因此I2C驱动中无需再绑定服务。

实例化驱动入口的示例代码如下：

/* 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_sampleI2cDriverEntry = {
    .moduleVersion = 1,
    .Init = SampleI2cInit,
    .Release = SampleI2cRelease,
    .moduleName = "demo_i2c_driver",
};
/* 调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中 */
HDF_INIT(g_sampleI2cDriverEntry);

设置相关参数

通过配置device_info.hcs，并从HCS获取并解析设备的配置参数以确保驱动能够正确加载。

  1. 添加设备服务节点（必选）。

    编辑device_info.hcs，在device_i2c :: device下添加驱动设备服务节点，示例如下：

     root {
    device_info {
        match_attr = "hdf_manager";
            device_i2c :: device {                        // i2c设备节点
		device2 :: deviceNode {                   // i2c驱动的DeviceNode节点
                    policy = 0;                           // policy字段是驱动服务发布的策略
                    priority = 55;                        // 驱动启动优先级
                    permission = 0644;                    // 驱动创建设备节点权限
                    moduleName = "demo_i2c_driver";       // 驱动名称，该字段的值必须和驱动入口结构的moduleName值一致
                    serviceName = "DEMO_I2C_DRIVER";      // 驱动对外发布服务的名称，必须唯一
                    deviceMatchAttr = "demo_i2c_config";  // 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
                }
            }
    }
}

    须知： 配置文件中的priority（取值范围为整数0到200）是用来表示host和驱动的优先级，不同的host内的驱动，host的priority值越小，驱动加载优先级越高；同一个host内驱动的priority值越小，加载优先级越高，驱动的priority值相同则不保证加载顺序。

  2. 添加配置参数（可选）。

    有时驱动可能会需要私有配置信息，以确保寄存器的配置可以满足不同产品的需求。如需要私有配置信息，则可以添加一个驱动的配置文件，用来存放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（参考驱动开发）传递给驱动。驱动开发者可新建配置文件，并在板级驱动hdf.hcs中引用新建的配置文件，本例中直接在原有的配置文件i2c_config.hcs内添加配置参数。

    本例中编辑i2c_config.hcs，添加配置参数：

    root {
    platform {
            i2c_config_demo {                
            match_attr = "demo_i2c_config";        // 该字段的值必须和device_info.hcs中的deviceMatchAttr值一致


            template i2c_controller {              // 参数模板
                bus = 0;
                reg_pbase = 0x120b0000;
                reg_size = 0xd1;
            }


            controller_demo_0 :: i2c_controller {  // 两个I2C示例控制器
                bus = 8;
            }
            controller_demo_1 :: i2c_controller {
                bus = 9;
            }
        }
    }
}

    match_attr字段必须与device_info.hcs中的deviceMatch_Attr保持一致，在此文件中配置驱动需要的参数，通过match_attr可匹配至对应的驱动，该驱动即可在Bind或Init中调用DeviceResourceGetIfaceInstance()函数获取这些配置参数。

    若配置文件为新文件，则需要在板级配置入口文件hdf.hcs中引用该配置文件，例如：

    #include "device_info/device_info.hcs"
#include "i2c/i2c_config.hcs"

    由于本例中在原有的i2c_config.hcs内添加配置参数，没有新建配置文件，因此无需再将i2c_config.hcs添加至板级配置入口文件中。

  3. 驱动从HCS获取配置参数。

    在本例中，驱动需要通过HCS获取寄存器物理基地址、寄存器大小、总线号等参数，从而对控制器进行正确配置。

    /* 从HCS获取配置参数 */
static int32_t SampleI2cReadDrs(struct SampleI2cCntlr *sampleCntlr, const struct DeviceResourceNode *node)
{
    int32_t ret;
    struct DeviceResourceIface *drsOps = NULL;


    drsOps = DeviceResourceGetIfaceInstance(HDF_CONFIG_SOURCE);
    if (drsOps == NULL||drsOps->GetUint32 == NULL) {                         // 确保GetUint32方法可用
        HDF_LOGE("%s: invalid drs ops fail!", __func__);
        return HDF_FAILURE;
    }


    ret = drsOps->GetUint32(node, "reg_pbase", &sampleCntlr->regBasePhy, 0);   // 从HCS读取物理基地址reg_pbase
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        HDF_LOGE("%s: read regBase fail!", __func__);
        return ret;
    }


    ret = drsOps->GetUint16(node, "reg_size", &sampleCntlr->regSize, 0);       // 从HCS读取寄存器大小reg_size
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        HDF_LOGE("%s: read regsize fail!", __func__);
        return ret;
    }


    ret = drsOps->GetUint16(node, "bus", (uint16_t *)&sampleCntlr->bus, 0);    // 从HCS读取总线号bus
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        HDF_LOGE("%s: read bus fail!", __func__);
        return ret;
    }


    return HDF_SUCCESS;
}

添加控制器

初始化控制器硬件，并调用核心层接口完成向核心层添加、删除设备，以及钩子函数的实现等。

  1. 定义结构体，实现钩子函数并赋值至函数指针。

    I2cMethod结构体在i2c_core.h中定义，其中通过函数指针的方式定义了I2C需要实现的方法，transfer方法为用于传输的钩子函数，在驱动中需要做具体实现并对函数指针赋值。

    示例代码如下：

    /* 自定义设备结构体，继承父类I2cCntlr */
struct SampleI2cCntlr {
    struct I2cCntlr cntlr;
    OsalSpinlock spin;
    volatile unsigned char  *regBase;
    uint16_t regSize;
    int16_t bus;
    uint32_t regBasePhy;
};


/* 消息结构体，继承父类I2cMsg */
struct SampleTransferData {
    struct I2cMsg *msgs;
    int16_t index;
    int16_t count;
};
/* 钩子函数实现 */
static int32_t SampleI2cTransfer(struct I2cCntlr *cntlr, struct I2cMsg *msgs, int16_t count)
{
    int32_t ret = HDF_SUCCESS;
    struct SampleI2cCntlr *sampleCntlr = NULL;
    struct SampleTransferData td;


    if (cntlr == NULL||cntlr->priv == NULL) {
        HDF_LOGE("SampleI2cTransfer: cntlr lor sampleCntlr is null!");
        return HDF_ERR_INVALID_OBJECT;
    }
    sampleCntlr = (struct SampleI2cCntlr *)cntlr;


    if (msgs == NULL||count <= 0) {
        HDF_LOGE("SampleI2cTransfer: err parms! count:%d", count);
        return HDF_ERR_INVALID_PARAM;
    }
    td.msgs = msgs;
    td.count = count;
    td.index = 0;


    HDF_LOGE("Successfully transmitted!");  // 表示此处传输成功


    td.index = count;                       // 经过处理，最后实际发送msg个数等于count，返回已发送个数，此句代替已省略的处理过程
    return (td.index > 0) ? td.index : ret;
}
/* 钩子函数赋值 */
static struct I2cMethod g_method = {
    .transfer = SampleI2cTransfer,
};

  2. 编写驱动初始化函数。

    本例中使用SampleI2cInit作为驱动初始化函数的函数名（函数名称可由驱动开发者确定），该函数需要在驱动入口结构体中赋值给Init，以供HDF驱动框架调用从而达到初始化驱动的目的。该函数中需要对从HCS获取的配置参数进行解析，并按照这些参数创建控制器。示例如下：

    /* 解析参数，申请内存并创建控制器 */
static int32_t SampleI2cParseAndInit(struct HdfDeviceObject *device, const struct DeviceResourceNode *node)
{
    int32_t ret;
    struct SampleI2cCntlr *sampleCntlr = NULL;
    (void)device;


    sampleCntlr = (struct SampleI2cCntlr *)OsalMemCalloc(sizeof(*sampleCntlr));
    if (sampleCntlr == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: malloc sampleCntlr fail!", __func__);
        return HDF_ERR_MALLOC_FAIL;
    }


    ret = SampleI2cReadDrs(sampleCntlr, node);              // 从HCS获取配置参数
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        HDF_LOGE("%s: read drs fail! ret:%d", __func__, ret);
        goto __ERR__;
    }


    sampleCntlr->regBase = OsalIoRemap(sampleCntlr->regBasePhy, sampleCntlr->regSize);
    if (sampleCntlr->regBase == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: ioremap regBase fail!", __func__);
        ret = HDF_ERR_IO;
        goto __ERR__;
    }


    HDF_LOGE("The controller has been initialized!");       // 表示此处省略的控制器初始化操作已经成功


    sampleCntlr->cntlr.priv = (void *)node;
    sampleCntlr->cntlr.busId = sampleCntlr->bus;
    sampleCntlr->cntlr.ops = &g_method;
    (void)OsalSpinInit(&sampleCntlr->spin);                 // 初始化自旋锁
    ret = I2cCntlrAdd(&sampleCntlr->cntlr);                 // 向核心层添加控制器
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        HDF_LOGE("%s: add i2c controller fail:%d!", __func__, ret);
        goto __ERR__;
    }


    return HDF_SUCCESS;
__ERR__:                                                    // 错误处理
    if (sampleCntlr != NULL) {
        if (sampleCntlr->regBase != NULL) {
            OsalIoUnmap((void *)sampleCntlr->regBase);      // 取消地址映射
            sampleCntlr->regBase = NULL;
        }
        OsalMemFree(sampleCntlr);                           // 释放内存
        sampleCntlr = NULL;
    }
    return ret;
}
/* 驱动入口初始化函数 */
static int32_t SampleI2cInit(struct HdfDeviceObject *device)
{
    int32_t ret;
    const struct DeviceResourceNode *childNode = NULL;


    HDF_LOGE("%s: Enter", __func__);
    if (device == NULL||device->property == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: device or property is NULL", __func__);
        return HDF_ERR_INVALID_OBJECT;
    }


    ret = HDF_SUCCESS;
    DEV_RES_NODE_FOR_EACH_CHILD_NODE(device->property, childNode) {
        ret = SampleI2cParseAndInit(device, childNode);    // 调用解析参数和创建控制器的函数
        if (ret != HDF_SUCCESS) {
            break;
        }
    }
    return ret;
}

  3. 编写驱动释放函数。

    本例中使用SampleI2cRelease作为驱动释放函数的函数名（函数名称可由驱动开发者确定），该函数需要在驱动入口结构体中赋值给Release，当HDF框架调用Init函数初始化驱动失败时，将调用Release释放驱动资源。该函数中需包含释放内存和删除控制器等操作。示例如下：

    /* 删除控制器函数 */
static void SampleI2cRemoveByNode(const struct DeviceResourceNode *node)
{
    int32_t ret;
    int16_t bus;
    struct I2cCntlr *cntlr = NULL;
    struct SampleI2cCntlr *sampleCntlr = NULL;
    struct DeviceResourceIface *drsOps = NULL;


    drsOps = DeviceResourceGetIfaceInstance(HDF_CONFIG_SOURCE);
    if (drsOps == NULL||drsOps->GetUint32 == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: invalid drs ops fail!", __func__);
        return;
    }


    ret = drsOps->GetUint16(node, "bus", (uint16_t *)&bus, 0); // 从HCS获取I2C总线号
    if (ret != HDF_SUCCESS) {
        HDF_LOGE("%s: read bus fail!", __func__);
        return;
    }


    cntlr = I2cCntlrGet(bus);
    if (cntlr != NULL && cntlr->priv == node) {                // 根据I2C总线号删除控制器
        I2cCntlrPut(cntlr);
        I2cCntlrRemove(cntlr);
        sampleCntlr = (struct SampleI2cCntlr *)cntlr;
        OsalIoUnmap((void *)sampleCntlr->regBase);
        OsalMemFree(sampleCntlr);
    }
    return;
}
/* 释放资源 */
static void SampleI2cRelease(struct HdfDeviceObject *device)
{
    const struct DeviceResourceNode *childNode = NULL;


    HDF_LOGI("%s: enter", __func__);


    if (device == NULL||device->property == NULL) {
        HDF_LOGE("%s: device or property is NULL", __func__);
        return;
    }


    DEV_RES_NODE_FOR_EACH_CHILD_NODE(device->property, childNode) {
        SampleI2cRemoveByNode(childNode);                       // 调用删除控制器函数
    }
}

编译及烧录

  1. 编辑Makefile，添加源文件：
   include drivers/hdf/khdf/platform/platform.mk
   
   obj-y  += $(HDF_PLATFORM_FRAMEWORKS_ROOT)/src/i2c_core.o \
             $(HDF_PLATFORM_FRAMEWORKS_ROOT)/src/i2c_if.o \
             ./i2c_adapter.o \
             ./i2c_sample.o

”./i2c_sample.o”为本示例中在Makefile中追加的内容。

  1. 编译及烧录。

    • 安装包方式具体操作请参考标准系统快速入门编译和烧录。

    • IDE方式具体操作请参考标准系统快速入门编译和烧录。

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  • 所属分类： 后端技术
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