驱动子系统

简介

OpenHarmony驱动子系统采用采用C面向对象编程模型构建,通过平台解耦、内核解耦,兼容不同内核,提供了归一化的驱动平台底座,旨在为开发者提供更精准、更高效的开发环境,力求做到一次开发,多系统部署。

为了缩减驱动开发者的驱动开发周期,降低三方设备驱动集成难度,OpenHarmony驱动子系统支持以下关键特性和能力。

  • 弹性化的框架能力:

    在传统的驱动框架能力的基础上,OpenHarmony驱动子系统通过构建弹性化的框架能力,可支持在百K级别到百兆级容量的终端产品形态部署。

  • 规范化的驱动接口:

    定义了常见驱动接口,为驱动开发者和使用者提供丰富、稳定接口,并和未来开放的面向手机、平板、智慧屏等设备驱动接口保持API兼容性。

  • 组件化的驱动模型:

    支持组件化的驱动模型,开发者提供更精细化的驱动管理,开发者可以对驱动进行组件化拆分,使得驱动开发者可以更多关注驱动与硬件交互部分。

    同时系统也预置了部分模板化的驱动模型组件,如网络设备模型等。

  • 归一化的配置界面:

    提供统一的配置界面,构建跨平台的配置转换和生成工具,实现跨平台的无缝切换

为了方便驱动开发者更易于开发OpenHarmony驱动程序,OpenHarmony驱动子系统在DevEco集成驱动开发套件工具,支持驱动工程管理,驱动模板生成、配置管理等界面化的操作。

架构

OpenHarmony驱动框架采用主从架构设计模式,围绕着框架、模型、能力库和工具四个维度能力展开构建。

图 1 驱动和框架交互流程

驱动子系统 - 图1

  • 驱动框架 -位于frameworks/core目录

    • 提供驱动框架能力,主要完成驱动加载和启动功能。
    • 通过对象管理器方式可实现驱动框架的弹性化部署和扩展。
  • 驱动模型 - 位于frameworks/model目录

    • 提供了模型化驱动能力,如网络设备模型。
  • 驱动能力库 - 位于frameworks/ability目录

    • 提供基础驱动能力模型,如IO通信能力模型。
  • 驱动工具 - 位于frameworks\tools目录

    • 提供HDI接口转换、驱动配置编译等工具。
  • 驱动接口 - 位于lite\hdi

    • 提供规范化的驱动接口。
  • Support - 位于frameworks/support目录,

    • 提供规范化的平台驱动接口和系统接口抽象能力。

目录

表 1 OpenHarmony驱动框架源代码目录结构

名称

描述

hdf

OpenHarmony驱动框架。

hdf\frameworks

完成驱动框架、驱动模型和能力模型库相关代码。

hdf\frameworks\ability

提供驱动开发的功能能力支持,如消息模型库等。

hdf\frameworks\core

实现OpenHarmony驱动框架的核心代码部分。

hdf\frameworks\core\host

提供驱动宿主环境框架功能,主要包含:

1、驱动加载、启动以及对外发布设备节点功能。

2、提供驱动事件分发。

3、驱动内部电源状态管理功能。

4、提供公共的驱动资源配置管理。

hdf\frameworks\core\manager

驱动框架管理模块主要包含:

1、驱动对外服务接口管理。

2、驱动设备信息配置管理。

3、驱动设备节点管理。

4、安全管理模块。

5、驱动故障恢复管理功能模块。

hdf\frameworks\core\shared

提供host和manager共享模块代码。

hdf\frameworks\model

提供驱动通用框架模型。

hdf\frameworks\model\network

提供驱动网络设备模型。

hdf\frameworks\support\

提供驱动使用的系统接口资源和硬件资源,如GPIO、I2C、SPI等通用平台接口能力。

该接口部分与平台无关可支持跨平台迁移。

hdf\frameworks\support\osal

提供通用平台适配接口,如内存、线程、锁等资源。

hdf\frameworks\support\platform

提供通用平台硬件资源支撑接口,如GPIO、I2C、SPI等能力。

hdf\frameworks\tools

提供驱动功能能力库,如HCS驱动配置编译工具等。

hdf\frameworks\utils

提供基础数据结构和算法等。

hdf\lite\adapter

实现对内核操作接口适配,提供抽象化的接口供开发者使用。

hdf\lite\include

提供OpenHarmony驱动框架面向轻量化设备开放的驱动接口接口。

hdf\lite\hdi

提供OpenHarmony驱动程序接口。

约束

无。

使用

图 2 驱动和框架交互流程

驱动子系统 - 图2

驱动框架完成大部分驱动加载的动作,用户只需注册自己所需的接口和配置,然后驱动框架就会根据解析,完成驱动加载和初始化动作。

开发者基于HDF驱动框架开发的驱动主要包含三大部分:

1、驱动程序部分 - 完成驱动的功能逻辑

2、驱动配置信息 - 指示驱动的加载信息内容

3、驱动资源配置 - 配置驱动的硬件配置信息。

驱动程序主要是完成驱动功能的开发部分:

对于开发者首先看到的是驱动入口部分,驱动入口部分通过DriverEntry对齐进行描述。

其中主要包含bind, init 和release三个接口。

  1. structHdfDriverEntry g_deviceSample ={
  2. .moduleVersion =1,
  3. .moduleName ="sample_driver",
  4. .Bind=SampleDriverBind,
  5. .Init=SampleDriverInit,
  6. .Release=SampleDriverRelease,
  7. };

Bind接口描述:该接口的作用主要是完成驱动设备和设备服务接口的bind动作。

  1. int32_tSampleDriverBind(structHdfDeviceObject*deviceObject)
  2. {
  3. //TODO: Bind and device service to device object.
  4. //And you can also initialize device resources here.
  5. return HDF_SUCCESS;
  6. }

Init接口描述:当框架完成设备绑定动作后,就开始调用驱动初始化接口,当初始化成功后,驱动框架根据配置文件决定是否对外创建设备服务

接口,还是只是对当前服务接口可见。如果Init初始化失败的话,驱动框架就会主动释放创建的设备接口等信息。

  1. int32_tSampleDriverInit(structHdfDeviceObject*deviceObject)
  2. {
  3. return HDF_SUCCESS;
  4. }

Release接口描述:当用户需要卸载驱动时,驱动框架先通过该接口通知驱动程序释放资源。然后在执行其他内部资源释放。

  1. voidSampleDriverRelease(structHdfDeviceObject*deviceObject)
  2. {
  3. //Release all driver resources.
  4. return;
  5. }

安装

OpenHarmony驱动主要部署在内核态,当前主要采用静态链接方式,随内核子系统编译和系统镜像打包。

图 3 驱动安装部署图

驱动子系统 - 图3

涉及仓

drivers_hdf_frameworks

drivers_hdf_lite