PWM

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PWM

概述

PWM(Pulse Width Modulator)即脉冲宽度调节器,在HDF框架中,PWM的接口适配模式采用独立服务模式,在这种模式下,每一个设备对象会独立发布一个设备服务来处理外部访问,设备管理器收到API的访问请求之后,通过提取该请求的参数,达到调用实际设备对象的相应内部方法的目的。

独立服务模式可以直接借助HDFDeviceManager的服务管理能力,但需要为每个设备单独配置设备节点,增加内存占用。

图 1 独立服务模式结构图 image1

开发步骤

PWM模块适配HDF框架的三个环节是配置属性文件,实例化驱动入口,以及填充核心层接口函数。

  1. 实例化驱动入口:

    • 实例化HdfDriverEntry结构体成员。
    • 调用HDF_INIT将HdfDriverEntry实例化对象注册到HDF框架中。
  2. 配置属性文件:

    • 在device_info.hcs文件中添加deviceNode描述。
    • 【可选】添加pwm_config.hcs器件属性文件。
  3. 实例化PWM控制器对象:

    • 初始化PwmDev成员。
    • 实例化PwmDev成员PwmMethod,其定义和成员说明见下
  4. 驱动调试:

    • 【可选】针对新增驱动程序,建议验证驱动基本功能,例如PWM控制状态,中断响应情况等。

说明:

PwmMethod定义

struct PwmMethod {
  int32_t (*setConfig)(struct PwmDev *pwm, struct PwmConfig *config);
  int32_t (*open)(struct PwmDev *pwm);
  int32_t (*close)(struct PwmDev *pwm);
};
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表1 PwmMethod结构体成员的回调函数功能说明

成员函数 入参 返回值 功能
setConfig pwm: 结构体指针,核心层PWM控制器;
config: 结构体指针,属性传入值;
HDF_STATUS相关状态 配置属性
open pwm: 结构体指针,核心层PWM控制器; HDF_STATUS相关状态 打开设备
close pwm: 结构体指针,核心层PWM控制器; HDF_STATUS相关状态 关闭设备

开发实例

下方将以pwm_hi35xx.c为示例,展示需要厂商提供哪些内容来完整实现设备功能。

  1. 驱动开发首先需要实例化驱动入口,驱动入口必须为HdfDriverEntry(在 hdf_device_desc.h 中定义)类型的全局变量,且moduleName要和device_info.hcs中保持一致。HDF框架会将所有加载的驱动的HdfDriverEntry对象首地址汇总,形成一个类似数组的段地址空间,方便上层调用。

    一般在加载驱动时HDF会先调用Bind函数,再调用Init函数加载该驱动。当Init调用异常时,HDF框架会调用Release释放驱动资源并退出。

  • PWM驱动入口参考

    struct HdfDriverEntry g_hdfPwm = {
        .moduleVersion = 1,
        .moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM",//【必要 且与 HCS文件中里面的moduleName匹配】
        .Bind = HdfPwmBind,
        .Init = HdfPwmInit,
        .Release = HdfPwmRelease,
    };
    //调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中
    HDF_INIT(g_hdfPwm);
    
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  1. 完成驱动入口注册之后,下一步请在device_info.hcs文件中添加deviceNode信息,并在 pwm_config.hcs 中配置器件属性。deviceNode信息与驱动入口注册相关,器件属性值与核心层PwmDev成员的默认值或限制范围有密切关系。

    如有更多个器件信息,则需要在device_info文件增加deviceNode信息,以及在pwm_config文件中增加对应的器件属性

  • device_info.hcs 配置参考

    root {
      device_info { 
        platform :: host {
          hostName = "platform_host";
          priority = 50;
          device_pwm :: device {//为每一个 pwm 控制器配置一个HDF设备节点,存在多个时【必须】添加,否则不用
            device0 :: deviceNode {
              policy = 1;       // 等于1,向内核态发布服务
              priority = 80;    // 驱动启动优先级
              permission = 0644;// 驱动创建设备节点权限
              moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM";   //【必要】用于指定驱动名称,需要与期望的驱动Entry中的moduleName一致;
              serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_0";//【必要且唯一】驱动对外发布服务的名称
              deviceMatchAttr = "hisilicon_hi35xx_pwm_0";//【必要】用于配置控制器私有数据,要与 pwm_config.hcs 中对应
                                                         // 控制器保持一致,具体的控制器信息在 pwm_config.hcs 中
            }
            device1 :: deviceNode {
              policy = 1;
              priority = 80;
              permission = 0644;
              moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM";
              serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_1";
              deviceMatchAttr = "hisilicon_hi35xx_pwm_1";
            }
          }
        }
      }
    }
    
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  • pwm_config.hcs 配置参考

    root {
      platform {
        pwm_config {
          template pwm_device {                   //【必要】模板配置,继承该模板的节点如果使用模板中的默认值,则节点字段可以缺省
            serviceName = "";
            match_attr = "";
            num = 0;                              //【必要】设备号
            base = 0x12070000;                    //【必要】地址映射需要
          }
          device_0x12070000 :: pwm_device {
            match_attr = "hisilicon_hi35xx_pwm_0";//【必要】需要和device_info.hcs中的deviceMatchAttr值一致
          }
          device_0x12070020 :: pwm_device {       //存在多个设备时【必须】添加,否则不用
            match_attr = "hisilicon_hi35xx_pwm_1";
            num = 1;
            base = 0x12070020;                    //【必要】地址映射需要
          }
        }
      }
    }
    
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  1. 完成驱动入口注册之后,最后一步就是以核心层PwmDev对象的初始化为核心,包括厂商自定义结构体(传递参数和数据),实例化PwmDev成员PwmMethod(让用户可以通过接口来调用驱动底层函数),实现HdfDriverEntry成员函数(Bind,Init,Release)
  • 自定义结构体参考

    从驱动的角度看,自定义结构体是参数和数据的载体,而且pwm_config.hcs文件中的数值会被HDF读入通过DeviceResourceIface来初始化结构体成员,一些重要数值也会传递给核心层对象,例如设备号等。

    struct HiPwm {
        struct PwmDev dev;          //【必要】 核心层结构体
        volatile unsigned char *base;
        struct HiPwmRegs *reg;      // 设备属性结构体,可自定义
        bool supportPolarity;
    };
    
    // PwmDev是核心层控制器结构体,其中的成员在Init函数中会被赋值
    struct PwmDev {
        struct IDeviceIoService service;
        struct HdfDeviceObject *device;
        struct PwmConfig cfg;       //属性结构体,相关定义见下
        struct PwmMethod *method;   //钩子函数模板
        bool busy;
        uint32_t num;               //设备号
        OsalSpinlock lock;
        void *priv;                 //私有数据,一般存储自定义结构体首地址,方便调用
    };
    struct PwmConfig {
        uint32_t duty;              // 占空时间 nanoseconds
        uint32_t period;            // pwm 周期 nanoseconds 
        uint32_t number;            // pwm 连续个数
        uint8_t polarity;           // Polarity 
                                    // ------------------- | --------------
                                    // PWM_NORMAL_POLARITY | Normal polarity
                                    // PWM_INVERTED_POLARITY | Inverted polarity
                                    //
        uint8_t status;             // 运行状态
                                    // ------------------ | -----------------
                                    // PWM_DISABLE_STATUS | Disabled
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    };
    
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  • 【重要】 PwmDev成员回调函数结构体PwmMethod的实例化,其他成员在Init函数中初始化

    // pwm_hi35xx.c 中的示例:钩子函数的填充
    struct PwmMethod g_pwmOps = {
        .setConfig = HiPwmSetConfig,//配置属性
    };
    
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  • Init函数参考

    入参: HdfDeviceObject 是整个驱动对外暴露的接口参数,具备 HCS 配置文件的信息

    返回值: HDF_STATUS相关状态 (下表为部分展示,如需使用其他状态,可见//drivers/framework/include/utils/hdf_base.h中HDF_STATUS 定义)

    状态(值) 问题描述
    HDF_ERR_INVALID_OBJECT 控制器对象非法
    HDF_ERR_MALLOC_FAIL 内存分配失败
    HDF_ERR_INVALID_PARAM 参数非法
    HDF_ERR_IO I/O 错误
    HDF_SUCCESS 初始化成功
    HDF_FAILURE 初始化失败

    函数说明: 初始化自定义结构体对象,初始化PwmDev成员,调用核心层PwmDeviceAdd函数。

    //此处bind函数为空函数,可与init函数结合,也可根据厂商需要实现相关操作
    static int32_t HdfPwmBind(struct HdfDeviceObject *obj)
    {
      (void)obj;
      return HDF_SUCCESS;
    }
    
    static int32_t HdfPwmInit(struct HdfDeviceObject *obj)
    {
      int ret;
      struct HiPwm *hp = NULL;
      ...
      hp = (struct HiPwm *)OsalMemCalloc(sizeof(*hp));
      ...
      ret = HiPwmProbe(hp, obj); //【必要】实现见下
      ...
      return ret;
    }
    
    static int32_t HiPwmProbe(struct HiPwm *hp, struct HdfDeviceObject *obj)
    {
        uint32_t tmp;
        struct DeviceResourceIface *iface = NULL;
    
        iface = DeviceResourceGetIfaceInstance(HDF_CONFIG_SOURCE);//初始化自定义结构体HiPwm
        ...
        
        hp->reg = (struct HiPwmRegs *)hp->base;         //初始化自定义结构体HiPwm
        hp->supportPolarity = false;                    //初始化自定义结构体HiPwm
        hp->dev.method = &g_pwmOps;                     //PwmMethod的实例化对象的挂载
        hp->dev.cfg.duty = PWM_DEFAULT_DUTY_CYCLE;      //初始化PwmDev
        hp->dev.cfg.period = PWM_DEFAULT_PERIOD;        //初始化PwmDev
        hp->dev.cfg.polarity = PWM_DEFAULT_POLARITY;    //初始化PwmDev
        hp->dev.cfg.status = PWM_DISABLE_STATUS;        //初始化PwmDev
        hp->dev.cfg.number = 0;                         //初始化PwmDev
        hp->dev.busy = false;                           //初始化PwmDev
        if (PwmDeviceAdd(obj, &(hp->dev)) != HDF_SUCCESS) {//【重要】调用核心层函数,初始化hp->dev 的设备和服务
            OsalIoUnmap((void *)hp->base);
            return HDF_FAILURE;
        }
        return HDF_SUCCESS;
    }
    
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  • Release 函数参考

    入参: HdfDeviceObject 是整个驱动对外暴露的接口参数,具备 HCS 配置文件的信息

    返回值:

    函数说明: 释放内存和删除控制器,该函数需要在驱动入口结构体中赋值给 Release 接口, 当HDF框架调用Init函数初始化驱动失败时,可以调用 Release 释放驱动资源。

    static void HdfPwmRelease(struct HdfDeviceObject *obj)
    {
        struct HiPwm *hp = NULL;
        ...
        hp = (struct HiPwm *)obj->service;//这里有HdfDeviceObject到HiPwm的强制转化
        ...
        PwmDeviceRemove(obj, &(hp->dev));//【必要】调用核心层函数,释放PwmDev的设备和服务,这里有HiPwm到PwmDev的强制转化
        HiPwmRemove(hp);                 //释放HiPwm
    }
    
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