#物联网征文#FFHHi3516DV300驱动开发——编写LED灯控制程序

Posted 2022-08-13 开源基础软件社区官方

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了#物联网征文#FFHHi3516DV300驱动开发——编写LED灯控制程序相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Hi3516DV300驱动开发——编写LED灯控制程序

前言

概述

前面的文章只是涉及到内核态驱动程序的实现，并未涉及到用户态应用程序，以及用户态应用程序与内核态驱动程序之间的数据交互流程，在本示例将演示如何在开发板上运行一个控制LED灯的程序，达到能关闭灯、开启灯以及翻转灯的状态。希望通过本教程的学习，开发者能掌握如何开发一个设备驱动，以及如何在应用层调用驱动。

开发环境

硬件平台：润和AI_Camera_Hi3516DV300开发板
源码：OpenHarmony 3.1 release
环境：Windows+Ubuntu混合开发环境
工具：Deveco Device Tool
产品：ipcamera_hispark_taurus LiteOS内核OpenHarmony小型系统
参考文章

以下三篇是一些环境的准备以及流程的解析
【FFH】Hi3516DV300 OpenHarmony3.1环境配置及烧录
 【FFH】DevEco Device Tool：HDF框架一键生成！
【FFH】HDF驱动开发流程解析

本次编写点亮LED灯程序参考的是BearPi-HM_Micro开发板的示例进行改写实现的在HI3516DV300上的适配。
编写点亮LED灯程序
也参考了大佬的案例代码，也给了很多启发。
示例程序：led_rgb

任务流程

点亮LED主要包含以下任务：

生成HDF框架
HDF框架由Deveco Device Tool自动生成，相比传统开发模式，可以省去驱动编译文件实现这一步骤，简化hcs配置文件修改以及驱动代码编写。当然，目前只支持Hi3516DV300开发板，如果不支持的话可以参考官方文档自己手动进行编写，配合参考样例代码食用更佳（参考文章已给出）。
LED驱动代码开发
- 编写驱动代码
- 编写驱动配置文件
点亮LED业务代码开发
- 编写业务代码
- 编写业务代码编译文件

一，生成HDF驱动框架

打开Deveco Device Tool插件选择HDF并选择好产品，点击+号添加驱动模块，命名为led。

二，LED驱动代码开发

确定目录结构
驱动代码位于drivers/framework/model/led/driver目录下,

.
└── drivers        
└── framework
    └── model
        └─── led
               └── driver
                      └── led_driver.c

驱动编译文件位于drivers/adapter/khdf/liteos/model/led目录下，

.
└── drivers        
└── adapter
    └── khdf
        └──liteos
            └──model
                └──led
                    ├── BUILD.gn
                    ├── Kconfig
                    └── Makefile

板级配置入口文件hdf.hcs位于vendor/hisilicon/hispark_taurus/hdf_config目录下，hcs驱动设备描述位于device_info/device_info.hcs,在hdf_config目录下新建led文件夹，并创建私有驱动配置文件led_config.hcs。

.
└── vendor      
└── hisilicon
    └── hispark_taurus
        └──hdf_config
            ├── hdf.hcs
            ├── device_info
            │   └── device_info.hcs
            ├── led
                 └── led_config.hcs

编写驱动代码
点击c/c++即可快速跳转到驱动代码目录文件下。

修改驱动代码如下：
``` c++
#include "hdf_device_desc.h"
#include "hdf_log.h"
#include "device_resource_if.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

//0表示关闭，1表示开启，2表示翻转
enum LedOps
LED_OFF,
LED_ON,
LED_TOGGLE,
;

struct Hi3516Led
uint32_t gpioNum;
;
static struct Hi3516Led g_Hi3516Led;
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_Hi3516Led.gpioNum, GPIO_VAL_HIGH);
        status = 1;
        break;
    /* 关灯 */
    case LED_OFF:                                           
        GpioWrite(g_Hi3516Led.gpioNum, GPIO_VAL_LOW);
        status = 0;
        break;
    /* 状态翻转 */
    case LED_TOGGLE:
        if(status == 0)
        
            GpioWrite(g_Hi3516Led.gpioNum, GPIO_VAL_HIGH);
            status = 1;
        
        else
        
            GpioWrite(g_Hi3516Led.gpioNum, GPIO_VAL_LOW);
            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 Hi3516LedReadDrs(struct Hi3516Led 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 Hi3516Led led = &g_Hi3516Led;
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 = Hi3516LedReadDrs(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 = "led_driver",//必须和device_info.hcs文件定义的modeleNmae一样
.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);


3. 编写驱动配置文件
3.1 修改驱动设备描述
点击hcs即可快速跳转到驱动设备描述文件下
![image.png](https://dl-harmonyos.51cto.com/images/202208/96666a874cbc87c2dfa701b5c46cb3e8f6563c.png?x-oss-process=image/resize,w_820,h_132)
添加驱动私有数据匹配的关键字，用于获取私有配置信息。
![image.png](https://dl-harmonyos.51cto.com/images/202208/e2d2a9515667e8b0c0759435d08fe186423b15.png?x-oss-process=image/resize,w_820,h_329)

led :: host
hostName = "led_host"; // Host name. The host node is used to store a certain type of drivers.
priority = 100; //Host startup priority (0-200). A larger value indicates a lower priority. The default value 100 is recommended. If the priorities are the same, the host loading sequence is random.
device_led :: device // Device node of sample
device0 :: deviceNode // DeviceNode of the sample driver
policy = 2; // Driver service release policy. For details, see section Driver Service Management.
priority= 100; // Driver startup priority (0-200). A larger value indicates a lower priority. The default value 100 is recommended. If the priorities are the same, the device loading sequence is random.
preload = 0; // On-demand loading of the driver. For details, see "NOTE" at the end of this section.
permission = 0664; // Permission for the driver to create device nodes.
moduleName = "led_driver"; // Driver name. The value of this field must be the same as the value of moduleName in the driver entry structure.
serviceName = "led_service"; // Name of the service released by the driver. The name must be unique.
deviceMatchAttr = "led_config"; // Keyword matching the private data of the driver. The value must be the same as that of match_attr in the private data configuration table of the driver.


3.2 编写驱动私有配置信息
在vendor/hisilicon/hispark_taurus/hdf_config/led/led_config.hcs中添加LED私有配置描述。Hi3516DV300的绿色LED引脚号为19，设置led_gpio_num = 19，可以修改led_gpio_num的值来改变要操作的gpio，通过私有配置的好处是使驱动能够更好的适配各种设备以及开发板。
![image.png](https://dl-harmonyos.51cto.com/images/202208/478b2b987017160dce1091d53e3b626a2bdeb5.png?x-oss-process=image/resize,w_820,h_643)

root
LedDriverConfig
led_gpio_num = 19;
match_attr = "led_config"; //该字段的值必须和device_info.hcs中的deviceMatchAttr值一致


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vendor/hisilicon/hispark_taurus/hdf_config/hdf.hcs，示例如下：
![image.png](https://dl-harmonyos.51cto.com/images/202208/828379a40d177876ddc880d3395427b7bde5fc.png?x-oss-process=image/resize,w_820,h_458)

#include "led/led_config.hcs"


* 小结
1. device_info.hcs文件中的moduleName必须要和驱动文件中的moduleName字段匹配，这样驱动才会加载起来。
2. device_info.hcs文件中的deviceMatchAttr的字段必须和私有配置文件中led_config.hcs的match_attr的字段匹配，这样私有配置才能生效。
3. device_info.hcs文件中的serviceName的字段需和业务代码获取服务用到的函数的serviceName参数匹配，这样用户态才能成功获取到服务。用户程序是无法直接访问驱动的，当只有驱动程序向用户态暴露server后，用户程序才能通过Dispatch的方式发送指令到驱动程序，这是用户态程序与驱动程序数据交互的关键。
``` c++
struct HdfIoService *HdfIoServiceBind(const char *serviceName)

三，点亮LED灯业务代码

确定目录结构。
开发者编写Hi3516DV300业务时，务必先在./applications/sample/camera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。
例如：在app下新增业务my_led_app，其中my_led_app.c为业务代码，BUILD.gn为编译脚本，具体规划目录结构如下：
```
.
└── applications        
└── sample
    └── camera
           │── my_led_app
               │── my_led_app.c
               └── BUILD.gn
```
编写业务代码。(my_led_app.c)
``` c++
#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 "led_service"//与device_info.hcs文件中的serviceName的字段匹配

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;


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。
``` GN
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。

添加新组件
在./build/lite/components/applications.json中为application子系统添加组件my_sample,将目标和路径添加到组件配置中。

"components": [
    
      "component": "my_sample",
      "description": "my samples",
      "optional": "true",
      "dirs": [
          "applications/sample/camera/my_led_app"
      ],
      "targets": [
          "//applications/sample/camera/my_led_app:my_led_app"
      ],
      "rom": "",
      "ram": "",
      "output": [],
      "adapted_kernel": [ "liteos_a" ],
      "features": [],
      "deps": 
      "components": [],
      "third_party": [ ]
      
  ,

修改单板配置文件
在vendor/hisilicon/hispark_taurus/config.json文件中为开发板的application子系统添加组件，新增my_sample组件的条目，使样例能编译进开发板工程中。
```
 "component": "my_sample", "features":[] ,
```
四，运行结果

示例代码编译、烧录后，在命令行输入以下指令可控制开发板的LED灯。

关闭LED:

./bin/my_led 0

开启LED:

./bin/my_led 1

翻转LED:

./bin/my_led 2

从以下日志的Get reply中可以收到驱动上报的当前灯的状态，"0"表示当前灯为关闭状态，"1"表示当前灯为打开状态。

OHOS #
OHOS # ./bin/my_led 1

Argument 0 is bin/my_led.

Argument 1 is 1.

01-01 00:01:07.847 16 48 E 02500/led_driver: Led driver dispatch
Get reply is: 1
exitOHOS #
OHOS # ./bin/my_led 0

Argument 0 is bin/my_led.

Argument 1 is 0.

01-01 00:01:11.878 17 48 E 02500/led_driver: Led driver dispatch
Get reply is: 0
exitOHOS #
OHOS # ./bin/my_led 2

Argument 0 is bin/my_led.

Argument 1 is 2.

Get reply is: 1

演示视频地址：
Hi3516DV300LED灯控制程序演示

附件链接：https://ost.51cto.com/resource/2246

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https://ost.51cto.com/#bkwz

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