[文章]Hi3861_WiFi IoT工程：理解IoT外设控制模块

文章转载自：liangkz

更新记录：

2021.04.23	v1.0	初始版本，前3节。
2021.04.25	v1.5	增加第4节，理解IoT外设控制模块。

说明：本文是 "Hi3861_WiFi IoT工程的一点理解" 的新增章节，版本升级到v1.5.

4.理解IoT外设控制模块
Hi3861开发板，最主要的功能，就是利用IoT外设控制模块提供对外围设备的操作能力，对外围设备操作接口包括了GPIO， I2C， I2S等等，详情见README。这一节我们就从上到下看一下是怎么实现这些控制的。

我们先看一下官方提供的应用示例程序：
applicationssamplewifi-iotappiothardware BUILD.gn + led_example.c

4.1  BUILD.gn 的展开
.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：进到 //utils/native/lite目录，先看readme。
  

公共基础库存放OpenHarmony通用的基础组件。这些基础组件可被OpenHarmony各业务子系统及上层应用所使用。

公共基础库在不同平台上提供的能力：

        LiteOS-M内核(Hi3861平台)：KV存储、文件操作、IoT外设控制、Dump系统属性。
        LiteOS-A内核(Hi3516、Hi3518平台)：KV存储、定时器、数据和文件存储的JS API、Dump系统属性。

include目录包含了很重要的头文件，应用开发或者鸿蒙系统内部其他模块，要调用这个公用基础库提供的功能时，都需要包含这个路径的头文件，其中：

1. hos_init.h/ohos_init.h 就定义了 SYS_RUN() 这一组宏，也就是下面led_example.c中使用到的SYS_RUN(LedExampleEntry); 按这里的定义一路展开，最终会在通过.zinitcall.run2.init 段中的 __zinitcall_run_app_entry 去执行LedExampleEntry()。

唐佐林老师的《SYS_RUN()和MODULE_INIT()之间的那些事》有非常详细的分析，请去看原文。

2. utils_file.h 定义了经过Utils封装的文件操作接口，UtilsFileXxx() 的实现，就在上一级的file/ 目录下，

而这个HalFileXxx() 硬件抽象层的接口，就是下图的 KAL 这个位置，也见 #B 的截图：

HalFileXxx() 再下去就到了LiteOS_M内核提供的文件操作接口hi_xxx()了见 #B的截图。

3. utils_list.h 定义和实现了一个双向链表结构，这个结构非常重要。
刚好我这两天看到《v01.10鸿蒙内核源码分析(双向链表篇)》，也推荐去看原文。

公用基础库的目录结构如上图，细节就不继续展开了，请自行阅读理解。

• #B：进入//kernel/liteos_m/目录，先看readme。
  

下面这张“LiteOS-M核内核架构图”，结合 #A上面的截图（或者完整的鸿蒙系统架构图），要深入理解一下：

KAL(Kernel Abstract Layer，内核抽象层)，是鸿蒙系统框架层(Framework)与内核(LiteOS_M、LiteOS_A、Linux内核) 之间的接口，鸿蒙系统框架层与内核层是通过KAL接口进行隔离和解耦的。

KAL可以按照cmsis标准或者posix标准来实现Framework和kernel的对接，目前代码看到的是按cmsis-rtos v2 标准来实现的。

【这里要注意，鸿蒙系统完整代码下的kernel/liteos_m/ 与本项目的kernel/liteos_m/ 目录，结构上存在一些差异，但基本上不影响理解，我是两者同时对比着看的，鸿蒙系统完整代码的目录结构(如下)明显更加合理：
详见 README。
但在本工程Hi3861_Wifiiot里，还是按照工程的实际目录来分析。】

进入components目录：
kal 子目录，看上去实现了一组KalXxx()接口，主要是timer相关的，都是调用了内核的 LOS_Xxx()来实现的。

cmsis子目录，这就是按照cmsis-rtos v2标准来实现的一组接口，进去看一下，主要是获取内核信息、线程管理、timer管理的。我们在led_example.c中调用的创建线程的接口osThreadNew()就是在这里实现的。

关于cmsis-rtos v2标准及相关接口，建议看官网的Reference：
https://www.keil.com/pack/doc/cm ... p__CMSIS__RTOS.html
CSDN上XinLiBK将其翻译成中文了：
https://blog.csdn.net/u012325601/category_9274156.html

我在《鸿蒙系统的启动流程v3.0》一文中提到，我验证确认了Hi3861_Wifiiotkernelliteos_m目录下的kernel 虽然没有编译，但是components是有编译的，可以在里面加log，跑起来可以打印log。

• #C：进入//base/iot_hardware/目录，先看readme。
  

IoT外设控制模块提供对外围设备的操作能力。

本模块提供如下外围设备操作接口：ADC, AT, FLASH, GPIO, I2C, I2S, PARTITION, PWM, SDIO, UART, WATCHDOG等。

IoT外设控制模块使用C语言编写，目前仅支持Hi3861开发板。

源代码目录结构不够详细，看我再来个稍微完整的表格，再理一下他们之间的调用关系：

这里 include 的 //base/iot_hardware/interfaces/kits/wifiiot_lite 就是上表中“B的声明”，上下层之间的调用关系见最右边一列。

4.2  led_example.c 的展开
好像把上面 4.1 小结理解透了，led_example.c 也就自然理解了，这里就一笔带过。

开始：
#include 公用基础库头文件
#include  KAL层提供的cmsis线程管理相关头文件
#include 框架层封装的IoT控制模块头文件

1. 通过公用基础库提供的宏SYS_RUN(LedExampleEntry)引导进入LedExampleEntry；
2. LedExampleEntry不能做堵塞类事情，因为会影响其他应用的启动，调用cmsis接口创建一个线程LedTask，专门处理控制Led灯开关的事情。
3. LedTask调用框架层IoT控制相关接口（上图中最右列的调用B这一步），然后逐层向下调用，最终实现LED灯的开关控制。
结束。

4.3  IoT外设控制模块的整体理解
官方提供的上述示例程序，仅仅展示了如何通过GPIO去控制Hi3861 WLAN主板上的一颗LED灯。
整套开发板还有其他的扩展板，包括通用底板、显示屏板、NFC板、智能三色灯板等等（官方资料包中还提供了更多的扩展硬件功能的指导说明），板子上不同的硬件分别可以通过不同的接口去进行控制。
要调试某个板子的硬件，需要先去 //vendor/hisi/hi3861/hi3861/build/config/usr_config.mk 打开对应的SUPPORT宏：

这些宏会在系统启动app_main()的peripheral_init()外围设备初始化阶段，对相关控制接口和数据接口做初始化，之后就可以进行调试了，调试套路和相关控制流程，与上面LED灯的控制大同小异。

整套开发板的的详细资料，可以去润和官网去下载：
http://www.hihope.org/download/download.aspx?mtt=8
资料中包含了硬件的数据手册、原理图、demo code以及更多的扩展说明，看起来可玩性还是蛮高的。

总结：
总的来说，Hi3861_WiFiIot开发板+工程项目，还是非常适合新手入门学习鸿蒙系统的设备开发的，从简单的东西入手，可以逐步渐进，把系统架构图中的：上下层次关系、模块组件关系等各种流程都理一遍，不至于一步踏进完整鸿蒙系统的汪洋大海中，举足难进。

下一步的学习，还是先以这个工程为主，结合完整鸿蒙的代码，其他还没有涉足的模块/组件都去了解一下，把板子玩熟，把设备开发的整体通路打通，形成自己的理解体系，多做总结进行分享，为鸿蒙生态贡献微薄之力。

以上，也算是我对前一阶段自己学习的所得的一点总结吧。

写到这里，我想喊一句口号，类似“迈出第一小步，梦想是星辰大海”之类的，突然想起hb set的产品类别名称：wifiiot_hispark_pegasus，说的不就是这个意思吗，从spark到pegasus，从星星之火到星辰大海。

【本文还未结束，未来会继续添加对工程的新的理解。】