鸿蒙系统中的内核驱动你了解多少?

发布于 2021-9-8 18:24
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简介

内核驱动是软件与硬件交互的桥梁,通过文件系统接口访问OpenHarmony内核的硬件资源,是用户与内核之间、进程与进程之间通信的一种方式。每类驱动代表一种能力,用户可以根据需求选择对应驱动,完成数据的传输。内核初始化驱动并注册设备节点,用户通过文件系统接口操作该设备节点。内核驱动主要包括mem、random、video、quickstart、hievent和tzdriver,其中mem、random、video和quickstart位于kernel/liteos_a/drivers/char目录下,hievent和tzdrivert位于drivers/liteos目录下。驱动架构图如下所示:

图 1 内核驱动架构图
鸿蒙系统中的内核驱动你了解多少?-开源基础软件社区

其中:

  • mem驱动用于用户态访问物理IO设备,与mmap接口结合使用;
  • random驱动用于获取随机数,包括真随机和伪随机两种设备驱动,设备节点分别为/dev/random和/dev/urandom,通过真随机设备节点获取的数据随机性相对较高;
  • video相关实现是framebuffer驱动框架,用户需要实现初始化接口完成驱动注册,通过文件系统接口操作framebuffer驱动。

目录

/drivers/liteos
├── hievent         # 事件日志管理驱动
├── include         # 对外头文件存放目录
├── tzdriver        # 用于ree/tee切换、通讯,提供应用层访问的设备节点

约束

tzdriver驱动实现部分尚未开源,三方厂商需要通过合作方式获取该组件的支持。

hievent驱动的配套功能暂不支持,待后续开源,请勿修改该驱动定义的接口和接口参数格式。

video源码实现在third_party/NuttX下面:video/fb.c和video/fb.h。

接口说明

由上文内核驱动框架图可以看出,内核驱动可以看成特殊的文件,用户调用文件系统标准接口,即可完成对驱动的读写操作,有open、close、read、write和ioctl等标准接口,不再阐述。下面列举各个驱动相关接口:

  • fb_register

    函数原型:

    int fb_register(int display, int plane);

    函数功能: 加载framebuffer驱动,注册设备节点/dev/fb0;若成功则返回0, 否则返回相应的错误码。

    参数说明:

    参数 描述
    display 显示层编号,通常为0。若硬件支持多显示层,该变量可设置成其他值。
    plane 标识颜色平面,通常为0。
  • fb_unregister

    函数原型:

    int fb_unregister(int display);

    函数功能: 卸载framebuffer驱动;若成功则返回0, 否则返回相应的错误码。

    参数说明:

    参数 描述
    display 显示层编号。
  • up_fbinitialize

    函数原型:

    int up_fbinitialize(int display);

    函数功能: 初始化framebuffer驱动,这个接口需要用户通过调用fb_register注册设备节点来实现,以提供framebuffer硬件驱动功能;若成功则返回0,否则返回相应的错误码。

    参数说明:

    参数 描述
    display 显示层编号。
  • up_fbuninitialize

    函数原型:

    void up_fbuninitialize(int display);

    函数功能: 卸载framebuffer硬件驱动,这个接口需要用户通过调用fb_unregister注销设备节点来实现;无返回值。

    参数说明:

    参数 描述
    display 显示层编号。
  • up_fbgetvplane

    函数原型:

    struct fb_vtable_s *up_fbgetvplane(int display, int vplane);

    函数功能: 获取framebuffer硬件驱动的句柄,这个接口需要用户实现;若成功则返回有效指针,否则返回NULL。

    参数说明:

    参数 描述
    display 显示层编号。
    vplane 指定的颜色平面。
  • pse_ran_dev_register

    函数原型:

    int pse_ran_dev_register(void);

    函数功能: 初始化软随机设备驱动,注册设备节点/dev/random;若成功则返回0, 否则返回相应的错误码。

    参数说明:

  • ran_dev_register

    函数原型:

    int ran_dev_register(void);

    函数功能: 初始化硬随机设备驱动,注册设备节点/dev/urandom;若成功则返回0, 否则返回相应的错误码。

    参数说明:

  • mem_dev_register

    函数原型:

    int mem_dev_register(void);

    函数功能: 初始化mem驱动,注册设备节点/dev/mem;若成功则返回0,否则返回相应的错误码。

    参数说明:

使用说明

  • 以framebuffer驱动操作为例:
int up_fbinitialize(int display)
{
    //具体代码逻辑由用户实现,提供framebuffer硬件驱动能力;
}

void up_fbuninitialize(int display)
{
    //具体代码逻辑由用户实现,与up_fbinitialize匹配;
}

struct fb_vtable_s *up_fbgetvplane(int display, int vplane)
{
    //具体代码逻辑由用户实现,根据fb_vtable_s结构体类型信息注册硬件设备驱动,用户通过video框架层调用这些能力;
}

int FrameBufferFunc(void)
{
    int ret;
    int fd = -1;
    struct hifb_info info;
    char *pShowScreen = NULL;

    ret = fb_register(0, 0); //注册/dev/fb0设备节点,该接口会调用上述接口,完成硬件驱动能力使能;
    if (ret != 0) {
        return -1;
    }

    fd = open(file, O_RDWR, 0);  
    if (fd < 0) {
        return -1;
    }
 
    if (ioctl(fd, FBIOGET_SCREENINFO_HIFB, &info) < 0) {
        return -1;
    }
    info.vinfo.xres = 1920;
    info.vinfo.yres = 1080;
    info.oinfo.sarea.w = 1920;
    info.oinfo.sarea.h = 1080;
    info.oinfo.bpp = 16;
    info.activate = 0;
    info.vinfo.fmt = HIFB_FMT_ARGB1555;

    if (ioctl(fd, FBIOPUT_SCREENINFO_HIFB, &info) < 0) {
        return -1;
    }

    if (ioctl(fd, FBIOGET_SCREENINFO_HIFB, &info) < 0) {
        return -1;
    }

    pShowScreen = mmap(HI_NULL, info.oinfo.fblen, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, pstInfo->fd, 0);
    if (pShowScreen == -1) {
        return -1;
    }

    //填充pShowScreen指针指向的内存,通过ioctl命令,显示图形;

    munmap(pShowScreen, info.oinfo.fblen); 
  
    close(fd);

    ret = fb_unregister(0);
    if (ret != 0) {
        return -1;
    }
}

相关仓

内核子系统

drivers_liteos

kernel_liteos_a

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