Hi3861_WiFi IoT工程：理解IoT外设控制模块
Hi3861_WiFi IoT工程的一点理解
作者：liangkz 更新时间：2021.04.25 版本：v1.5
目录
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：
applications\sample\wifi-iot\app\iothardware\ 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，
UtilsFileXxx()
{
return HalFileXxx();
}- 1.
- 2.
- 3.
- 4.
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/cmsis/rtos2/html/group__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_Wifiiot\kernel\liteos_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：
# 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- 1.
- 2.
- 3.
- 4.
- 5.
- 6.
- 7.
- 8.
- 9.
- 10.
- 11.
- 12.
- 13.
- 14.
- 15.
- 16.
- 17.
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。
作者：liangkz
想了解更多内容，请访问51CTO和华为合作共建的鸿蒙社区：https://harmonyos.51cto.com
