Hi3861_WiFi IoT工程：理解IoT外設控制模塊

作者：liangkz 2021-04-29 09:52:25

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Hi3861_WiFi IoT工程的一點理解

4.理解IoT外設控制模塊

Hi3861開發板，最主要的功能，就是利用IoT外設控制模塊提供對外圍設備的操作能力，對外圍設備操作接口包括了GPIO， I2C， I2S等等，詳情見README。

這一節我們就從上到下看一下是怎么實現這些控制的。

我們先看一下官方提供的應用示例程序：

applications\sample\wifi-iot\app\iothardware\ BUILD.gn + led_example.c

4.1 BUILD.gn 的展開

.c 文件等下再看，先看BUILD.gn：

include_dirs = [ 
 
     "//utils/native/lite/include",                                    # A 
 
     "//kernel/liteos_m/components/cmsis/2.0",           # B 
 
     "//base/iot_hardware/interfaces/kits/wifiiot_lite",  # C 
 
 ]

#A：進到 //utils/native/lite目錄，先看readme。

公共基礎庫存放OpenHarmony通用的基礎組件。這些基礎組件可被OpenHarmony各業務子系統及上層應用所使用。 
 
公共基礎庫在不同平臺上提供的能力： 
 
LiteOS-M內核(Hi3861平臺)：KV存儲、文件操作、IoT外設控制、Dump系統屬性。 
 
LiteOS-A內核(Hi3516、Hi3518平臺)：KV存儲、定時器、數據和文件存儲的JS API、Dump系統屬性。

include目錄包含了很重要的頭文件，應用開發或者鴻蒙系統內部其他模塊，要調用這個公用基礎庫提供的功能時，都需要包含這個路徑的頭文件，其中：

1. hos_init.h/ohos_init.h 就定義了 SYS_RUN() 這一組宏，也就是下面led_example.c中使用到的SYS_RUN(LedExampleEntry); 按這里的定義一路展開，最終會在通過.zinitcall.run2.init 段中的 __zinitcall_run_app_entry 去執行 LedExampleEntry()。

唐佐林老師的《SYS_RUN()和MODULE_INIT()之間的那些事》有非常詳細的分析，請去看原文。

2. utils_file.h 定義了經過Utils封裝的文件操作接口，UtilsFileXxx() 的實現，就在上一級的file/ 目錄下，

UtilsFileXxx() 
{ 
    return HalFileXxx();   
}

而這個HalFileXxx() 硬件抽象層的接口，就是下圖的 KAL 這個位置，也見 #B 的截圖：

HalFileXxx() 再下去就到了LiteOS_M內核提供的文件操作接口hi_xxx()了見 #B的截圖。

3. utils_list.h 定義和實現了一個雙向鏈表結構，這個結構非常重要。

剛好我這兩天看到《v01.10鴻蒙內核源碼分析(雙向鏈表篇)》，也推薦去看原文。

公用基礎庫的目錄結構如上圖，細節就不繼續展開了，請自行閱讀理解。

#B：進入//kernel/liteos_m/目錄，先看readme。

下面這張“LiteOS-M核內核架構圖”，結合 #A上面的截圖(或者完整的鴻蒙系統架構圖)，要深入理解一下：

KAL(Kernel Abstract Layer，內核抽象層)，是鴻蒙系統框架層(Framework)與內核(LiteOS_M、LiteOS_A、Linux內核) 之間的接口，鴻蒙系統框架層與內核層是通過KAL接口進行隔離和解耦的。

KAL可以按照cmsis標準或者posix標準來實現Framework和kernel的對接，目前代碼看到的是按cmsis-rtos v2 標準來實現的。

【這里要注意，鴻蒙系統完整代碼下的kernel/liteos_m/ 與本項目的kernel/liteos_m/ 目錄，結構上存在一些差異，但基本上不影響理解，我是兩者同時對比著看的，鴻蒙系統完整代碼的目錄結構(如下)明顯更加合理：

詳見 README。

但在本工程Hi3861_Wifiiot里，還是按照工程的實際目錄來分析?！?/p>

進入components目錄：

kal 子目錄，看上去實現了一組KalXxx()接口，主要是timer相關的，都是調用了內核的 LOS_Xxx()來實現的。

cmsis子目錄，這就是按照cmsis-rtos v2標準來實現的一組接口，進去看一下，主要是獲取內核信息、線程管理、timer管理的。我們在led_example.c中調用的創建線程的接口osThreadNew()就是在這里實現的。

關于cmsis-rtos v2標準及相關接口，建議看官網的Reference：

https://www.keil.com/pack/doc/cmsis/rtos2/html/group__CMSIS__RTOS.html

CSDN上XinLiBK將其翻譯成中文了：

https://blog.csdn.net/u012325601/category_9274156.html

我在《鴻蒙系統的啟動流程v3.0》一文中提到，我驗證確認了Hi3861_Wifiiot\kernel\liteos_m\目錄下的kernel 雖然沒有編譯，但是components是有編譯的，可以在里面加log，跑起來可以打印log。

#C：進入//base/iot_hardware/目錄，先看readme。

IoT外設控制模塊提供對外圍設備的操作能力。 
 
本模塊提供如下外圍設備操作接口：ADC, AT, FLASH, GPIO, I2C, I2S, PARTITION, PWM, SDIO, UART, WATCHDOG等。 
 
IoT外設控制模塊使用C語言編寫，目前僅支持Hi3861開發板。

源代碼目錄結構不夠詳細，看我再來個稍微完整的表格，再理一下他們之間的調用關系：

這里 include 的 //base/iot_hardware/interfaces/kits/wifiiot_lite 就是上表中“B的聲明”，上下層之間的調用關系見最右邊一列。

4.2 led_example.c 的展開

好像把上面 4.1 小結理解透了，led_example.c 也就自然理解了，這里就一筆帶過。

開始：

#include 公用基礎庫頭文件

#include KAL層提供的cmsis線程管理相關頭文件

#include 框架層封裝的IoT控制模塊頭文件

1. 通過公用基礎庫提供的宏SYS_RUN(LedExampleEntry)引導進入LedExampleEntry;

2. LedExampleEntry不能做堵塞類事情，因為會影響其他應用的啟動，調用cmsis接口創建一個線程LedTask，專門處理控制Led燈開關的事情。

3. LedTask調用框架層IoT控制相關接口(上圖中最右列的調用B這一步)，然后逐層向下調用，最終實現LED燈的開關控制。

結束。

4.3 IoT外設控制模塊的整體理解

官方提供的上述示例程序，僅僅展示了如何通過GPIO去控制Hi3861 WLAN主板上的一顆LED燈。

整套開發板還有其他的擴展板，包括通用底板、顯示屏板、NFC板、智能三色燈板等等(官方資料包中還提供了更多的擴展硬件功能的指導說明)，板子上不同的硬件分別可以通過不同的接口去進行控制。

要調試某個板子的硬件，需要先去 //vendor/hisi/hi3861/hi3861/build/config/usr_config.mk 打開對應的SUPPORT宏：

# BSP Settings 
# 
# CONFIG_I2C_SUPPORT is not set 
# CONFIG_I2S_SUPPORT is not set 
# CONFIG_SPI_SUPPORT is not set 
# CONFIG_DMA_SUPPORT is not set 
# CONFIG_SDIO_SUPPORT is not set 
# CONFIG_SPI_DMA_SUPPORT is not set 
# CONFIG_UART_DMA_SUPPORT is not set 
# CONFIG_PWM_SUPPORT is not set 
# CONFIG_PWM_HOLD_AFTER_REBOOT is not set 
CONFIG_AT_SUPPORT=y 
CONFIG_FILE_SYSTEM_SUPPORT=y 
CONFIG_UART0_SUPPORT=y 
CONFIG_UART1_SUPPORT=y 
# CONFIG_UART2_SUPPORT is not set 
# end of BSP Settings