driver-peripherals-light-des.md

# LIGHT

- [概述](##概述)
  - [功能简介](###功能简介)
  - [运作机制](###运作机制)
  
- [开发指导](##开发指导)

  - [场景介绍](###场景介绍)

  - [接口说明](###接口说明)
  - [开发步骤](###开发步骤)
  - [开发实例](###开发实例)
  - [调测验证](###调测验证)


## 概述

### 功能简介

​        Light驱动模型为上层Light硬件服务层提供稳定的灯控制能力接口，包括获取灯类型、配置点灯模式、配置灯闪烁效果、点灯、熄灯等。基于HDF（Hardware Driver Foundation）驱动框架开发的Light驱动模型，实现跨操作系统迁移，器件差异配置等功能。实现Light驱动“一次开发，多系统部署”的目标。Light驱动模型如[图1](#Light驱动模型图)所示：

**图 1**  Light驱动模型图

![Light驱动模型图](figures/Light%E9%A9%B1%E5%8A%A8%E6%A8%A1%E5%9E%8B%E5%9B%BE.png)

### 运作机制

通过介绍Light驱动模型的加载以及运行流程，对模型内部关键组件以及关联组件之间的关系进行了划分，整体加载流程如[图2](#Light驱动运行图)所示：

**图 2**  Light驱动运行图

![Light驱动运行图](figures/Light%E9%A9%B1%E5%8A%A8%E8%BF%90%E8%A1%8C%E5%9B%BE.png)

Light驱动模型以标准系统Hi3516DV300为例，介绍整个驱动加载及运行流程：

1. 从device info HCS 的Light Host里读取Light设备管理配置信息。
2. 从light_config HCS读取Light数据配置信息。
3. 解析Light设备管理配置信息，并关联对应设备驱动。
4. 客户端下发Light Stub控制到服务端。
5. 服务端调用Light Stub控制。
6. 启动Light抽象驱动接口。

## 开发指导

### 场景介绍

灯设备的控制，在实际生活中比比皆是，例如短信通知时闪灯、手机电量不足时预警、充电时根据充电进度变换灯的颜色等等。这些动作的实现，都需要使用Light驱动模型提供的接口，动态配置点灯模式、配置灯闪烁效果、点灯、熄灯等。

### 接口说明

Light驱动模型支持获取系统中所有灯的信息，动态配置闪烁模式和闪烁时间的能力。Light硬件服务调用GetLightInfo获取Light设备的基本信息；调用TurnOnLight接口启动配置的闪烁效果。Light驱动模型对外开放的API接口能力，参考[表1](#Light驱动模型对外API接口能力介绍)。

**表1**  Light驱动模型对外API接口能力介绍

| 接口名                                                       | 功能描述                                                     |
| ------------------------------------------------------------ | ------------------------------------------------------------ |
| int32_t (*GetLightInfo)(struct LightInfo **lightInfo, uint32_t *count) | 获取系统中所有灯的信息，lightInfo表示灯设备的基本信息，count表示获取灯的个数。 |
| int32_t (*TurnOnLight)(uint32_t type, struct LightEffect *effect) | 根据指定的灯类型打开灯列表中可用的灯，type表示灯类型，effect表示要设置的效果信息。 |
| int32_t (*TurnOffLight)(uint32_t type)                       | 根据指定的灯类型关闭灯列表中可用的灯。                       |

### 开发步骤
1.  基于HDF驱动框架，按照驱动Driver Entry程序，完成Light抽象驱动开发（主要由Bind、Init、Release、Dispatch函数接口实现），资源配置及HCS解析。完成Light驱动的设备信息配置。
3.  调用配置解析接口，完成器件属性信息解析，器件寄存器解析，并注册到Light设备管理中。
3.  完成Light获取类型、闪烁和停止接口开发，会根据闪烁模式创建和销毁定时器。

### 开发实例

基于HDF驱动模型，加载启动Light驱动，代码形式如下，具体原理可参考[HDF驱动开发指南](driver-hdf-development.md)。本例中Light驱动通讯接口方式选择GPIO。

1. Light驱动的初始化和去初始化

   - 调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中。在加载驱动时HDF框架会先调用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。
     Light驱动模型使用HCS作为配置描述源码，HCS配置字段详细介绍请参考[配置管理](https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/device-dev/driver/driver-hdf-manage.md)。
     其Driver Entry入口函数定义如下:
     
     ```c
     /* 注册灯入口数据结构体对象 */
     struct HdfDriverEntry g_lightDriverEntry = {
         .moduleVersion = 1, // 灯模块版本号
         .moduleName = "HDF_LIGHT", // 灯模块名，要与device_info.hcs文件里灯moduleName字段值一样
         .Bind = BindLightDriver, // 灯绑定函数
         .Init = InitLightDriver, // 灯初始化函数
         .Release = ReleaseLightDriver, // 灯资源释放函数
     };
     /* 调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中。在加载驱动时HDF框架会先调用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函数释放驱动资源并退出 */
     HDF_INIT(g_lightDriverEntry);
     ```
     
   - 基于HDF驱动框架，按照驱动Driver Entry程序，完成Light抽象驱动开发，主要由Bind、Init、Release、Dispatch函数接口实现。

     ```c
     /* Light驱动对外发布的能力 */
     static int32_t DispatchLight(struct HdfDeviceIoClient *client,
         int32_t cmd, struct HdfSBuf *data, struct HdfSBuf *reply)
     {
         .....
         if (cmd == LIGHT_IO_CMD_GET_INFO_LIST) {
             CHECK_LIGHT_NULL_PTR_RETURN_VALUE(reply, HDF_ERR_INVALID_PARAM);
             return GetAllLightInfo(data, reply);
         }
     
         CHECK_LIGHT_NULL_PTR_RETURN_VALUE(data, HDF_ERR_INVALID_PARAM);
         (void)OsalMutexLock(&drvData->mutex);
         if (!HdfSbufReadInt32(data, &lightType)) {
             HDF_LOGE("%s: sbuf read lightType failed", __func__);
             (void)OsalMutexUnlock(&drvData->mutex);
             return HDF_ERR_INVALID_PARAM;
         }
         .....
         ret = DispatchCmdHandle(lightType, data, reply);
         (void)OsalMutexUnlock(&drvData->mutex);
         return ret;
     }
     
     /* Light驱动对外提供的服务绑定到HDF框架 */
     int32_t BindLightDriver(struct HdfDeviceObject *device)
     {
         struct LightDriverData *drvData = NULL;
     
         CHECK_LIGHT_NULL_PTR_RETURN_VALUE(device, HDF_FAILURE);
         /* 私有接口分配资源 */
         drvData = (struct LightDriverData *)OsalMemCalloc(sizeof(*drvData));
         CHECK_LIGHT_NULL_PTR_RETURN_VALUE(drvData, HDF_ERR_MALLOC_FAIL);
         /* 需要发布的接口函数 */
         drvData->ioService.Dispatch = DispatchLight;
         drvData->device = device;
         device->service = &drvData->ioService;
         g_lightDrvData = drvData;
         return HDF_SUCCESS;
     }
     
     /* Light驱动初始化入口函数*/
     int32_t InitLightDriver(struct HdfDeviceObject *device)
     { 
     	.....
         /* 工作队列初始化 */
         if (HdfWorkQueueInit(&drvData->workQueue, LIGHT_WORK_QUEUE_NAME) != HDF_SUCCESS) {
             HDF_LOGE("%s: init workQueue fail!", __func__);
             return HDF_FAILURE;
         }
         /* 工作项初始化 */
         if (HdfWorkInit(&drvData->work, LightWorkEntry, (void*)drvData) != HDF_SUCCESS) {
             HDF_LOGE("%s: init workQueue fail!", __func__);
             return HDF_FAILURE;
         }
         /* 解析HCS配置文件 */
         if (GetLightConfigData(device->property) != HDF_SUCCESS) {
             HDF_LOGE("%s: get light config fail!", __func__);
             return HDF_FAILURE;
         }
     
         return HDF_SUCCESS;
     }
     
     /* 释放Light驱动初始化时分配的资源 */
     void ReleaseLightDriver(struct HdfDeviceObject *device)
     { 
         .....
         /* 释放已分配资源 */
         for (i = LIGHT_TYPE_NONE; i < LIGHT_TYPE_BUTT; ++i) {
     
             if (drvData->info[i] != NULL) {
                 OsalMemFree(drvData->info[i]);
                 drvData->info[i] = NULL;
             }
         }
         /* 销毁工作队列资源 */
         HdfWorkDestroy(&drvData->work);
         HdfWorkQueueDestroy(&drvData->workQueue);
         (void)OsalMutexDestroy(&drvData->mutex);
         (void)OsalMemFree(drvData);
         g_lightDrvData = NULL;
     }
     
     ```

   - Light设备管理模块负责系统中Light器件接口发布，在系统启动过程中，HDF框架机制通过灯Host里设备HCS配置信息，加载设备管理驱动。

     ```hcs
     /* 灯设备HCS配置 */
     device_light :: device {
         device0 :: deviceNode {
             policy = 2; // 驱动服务发布的策略（0：不提供服务，1：对内核态发布服务，2：对内核态和用户态都发布服务）
             priority = 100; // Light驱动启动优先级（0-200），值越大优先级越低，建议配置为100，优先级相同则不保证device的加载顺序
             preload = 0; // 驱动按需加载字段，0表示加载，2表示不加载
             permission = 0664;  // 驱动创建设备节点权限
             moduleName = "HDF_LIGHT"; // Light驱动名称，该字段的值必须和驱动入口结构的moduleName值一致
             serviceName = "hdf_light"; // Light驱动对外发布服务的名称，必须唯一
             deviceMatchAttr = "hdf_light_driver"; // 驱动私有数据匹配的关键字，必须和驱动私有数据配置表中的match_attr值相等
         }
     }
     ```

2. 分配资源，解析灯HCS配置。

   - 解析HCS配置文件。

     ```c
     /* 分配资源，解析灯HCS配置 */
     static int32_t ParseLightInfo(const struct DeviceResourceNode *node)
     {
         .....
         /* 从HCS获取支持灯的类型个数 */
         drvData->lightNum = parser->GetElemNum(light, "lightType");
         ....
         for (i = 0; i < drvData->lightNum; ++i) {
         /* 获取类型 */
         ret = parser->GetUint32ArrayElem(light, "lightType", i, &temp, 0);
         CHECK_LIGHT_PARSER_RESULT_RETURN_VALUE(ret, "lightType");
         }
     
         for (i = 0; i < drvData->lightNum; ++i) {
         .....
         /* 类型作为下标开辟空间 */
         drvData->info[temp] = (struct LightDeviceInfo *)OsalMemCalloc(sizeof(struct LightDeviceInfo));
         .....
         /* 将Light设备信息进行填充 */
         ret = parser->GetUint32(light, "busRNum", &drvData->info[temp]->busRNum, 0);
         CHECK_LIGHT_PARSER_RESULT_RETURN_VALUE(ret, "busRNum");
         ret = parser->GetUint32(light, "busGNum", &drvData->info[temp]->busGNum, 0);
         CHECK_LIGHT_PARSER_RESULT_RETURN_VALUE(ret, "busGNum");
         ret = parser->GetUint32(light, "busBNum", &drvData->info[temp]->busBNum, 0);
         CHECK_LIGHT_PARSER_RESULT_RETURN_VALUE(ret, "busBNum");
         .....
         return HDF_SUCCESS;
     
     }
     ```

   - 灯效果模型使用HCS作为配置描述源码，HCS配置字段详细介绍参考[配置管理](https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/device-dev/driver/driver-hdf-manage.md)介绍。

     ```hcs
     /* 灯数据配置模板(light_config.hcs) */
     root {
         lightConfig {
             boardConfig {
                 match_attr = "hdf_light_driver";
                 lightAttr {
                     light01 {
                         lightType = [1, 2];          // 灯类型
                         busRNum = 31;                // 红色对应的GPIO管脚
                         busGNum = 30;                // 绿色对应的GPIO管脚
                         busBNum = 29;                // 蓝色对应的GPIO管脚
                         lightBrightness = 0X80000000;// RGB: R:16-31bit、G:8-15bit、B:0-7bit
                         onTime = 50;                 // 一个闪烁周期内亮灯时长（ms）
                         offTime = 50;                // 一个闪烁周期内熄灯时长（ms）
                     }
                 }
             }
         }
     }
     ```

3. 完成获取灯类型，闪烁和停止接口开发，会根据闪烁模式创建和销毁定时器。

   ```c
   /* Light驱动服务调用GetAllLightInfo获取灯类型，Enable接口启动闪烁模式,
      调用Disable接口停止闪烁 */
   static int32_t GetAllLightInfo(struct HdfSBuf *data, struct HdfSBuf *reply)
   {
       .....
       /* 获取Light类型个数 */
       if (!HdfSbufWriteUint32(reply, drvData->lightNum)) {
           HDF_LOGE("%s: write sbuf failed", __func__);
           return HDF_FAILURE;
       }
       for (i = 0; i < LIGHT_TYPE_BUTT; ++i) {
           if (drvData->info[i] == NULL) {
               continue;
           }
           lightInfo.lightType = i;
           lightInfo.reserved = NULL;
           /* 将Light设备信息填充进reply */
           if (!HdfSbufWriteBuffer(reply, &lightInfo, sizeof(lightInfo))) {
               HDF_LOGE("%s: write sbuf failed", __func__);
               return HDF_FAILURE;
           }
       }
   
       return HDF_SUCCESS;
   }
   
   /* 按照指定的类型和用户传入的参数使能灯 */
   static int32_t Enable(uint32_t lightType, struct HdfSBuf *data, struct HdfSBuf *reply)
   {
       .....
       /* 根据用户传的亮度值设置灯的颜色  RGB: R:16-31bit、G:8-15bit、B:0-7bit */
       if ((drvData->info[lightType]->lightBrightness & LIGHT_MAKE_R_BIT) != 0) {
           drvData->info[lightType]->busNum = drvData->info[lightType]->busRNum;
       } else if ((drvData->info[lightType]->lightBrightness & LIGHT_MAKE_G_BIT) != 0) {
           drvData->info[lightType]->busNum = drvData->info[lightType]->busGNum;
       } else if ((drvData->info[lightType]->lightBrightness & LIGHT_MAKE_B_BIT) != 0) {
           drvData->info[lightType]->busNum = drvData->info[lightType]->busBNum;
       }
       /* 常亮模式 */
       if (buf->flashEffect.flashMode == LIGHT_FLASH_NONE) {
   
           if (GpioWrite(drvData->info[lightType]->busNum, GPIO_VAL_HIGH) != HDF_SUCCESS) {
               return HDF_FAILURE;
           }
       }
       /* 闪烁模式 */
       if (buf->flashEffect.flashMode == LIGHT_FLASH_TIMED) {
           drvData->info[lightType]->lightState = LIGHT_STATE_START;
           /* 用户设置的闪烁时间小于系统支持的最短时间，采用系统配置的时间(HCS配置) */
           drvData->info[lightType]->onTime = buf->flashEffect.onTime < drvData->info[lightType]->onTime ?
           drvData->info[lightType]->onTime : buf->flashEffect.onTime;
           drvData->info[lightType]->offTime = buf->flashEffect.offTime < drvData->info[lightType]->offTime ?
           drvData->info[lightType]->offTime : buf->flashEffect.offTime;
           /* 创建定时器 */
           if (OsalTimerCreate(&drvData->timer, drvData->info[lightType]->onTime,
               LightTimerEntry, (uintptr_t)lightType) != HDF_SUCCESS) {
           HDF_LOGE("%s: create light timer fail!", __func__);
           return HDF_FAILURE;
           }
           /* 启动周期定时器 */
           if (OsalTimerStartLoop(&drvData->timer) != HDF_SUCCESS) {
           HDF_LOGE("%s: start light timer fail!", __func__);
           return HDF_FAILURE;
           }
       }
       return HDF_SUCCESS;
   }
   
   /* 按照指定的类型关闭灯 */
   static int32_t Disable(uint32_t lightType, struct HdfSBuf *data, struct HdfSBuf *reply)
   {
       /* 删除定时器 */
       if (drvData->timer.realTimer != NULL) {
   
           if (OsalTimerDelete(&drvData->timer) != HDF_SUCCESS) {
               HDF_LOGE("%s: delete haptic timer fail!", __func__);
           }
       }
       /* 对应的GPIO下电 */
       if (GpioWrite(drvData->info[lightType]->busRNum, GPIO_VAL_LOW) != HDF_SUCCESS){
           HDF_LOGE("%s: gpio write failed", __func__);
           return HDF_FAILURE;
       }
   
       return HDF_SUCCESS;
   }
   ```

### 调测验证

驱动开发完成后，在灯单元测试里面开发自测试用例，验证驱动基本功能。测试环境采用开发者自测试平台。

```c++
/* 用例执行前，初始化灯接口实例 */
void HdfLightTest::SetUpTestCase()
{
    g_lightDev = NewLightInterfaceInstance();
    if (g_lightDev == nullptr) {
        printf("test light get Module instance failed\n\r");
    }
    int32_t ret = g_lightDev->GetLightInfo(&g_lightInfo, &g_count);
    if (ret == -1) {
        printf("get light informations failed\n\r");
    }
}

/* 用例执行后，释放用例资源 */
void HdfLightTest::TearDownTestCase()
{
    if(g_lightDev != nullptr){
        FreeLightInterfaceInstance();
        g_lightDev = nullptr;
    }
}

/* 测试灯获取类型 */
HWTEST_F(HdfLightTest, GetLightList001, TestSize.Level1)
{
    struct LightInfo *info = nullptr;

    if (g_lightInfo == nullptr) {
        EXPECT_NE(nullptr, g_lightInfo);
        return;
    }

    printf("get light list num[%d]\n\r", g_count);
    info = g_lightInfo;

    for (int i = 0; i < g_count; ++i) {
        printf("get lightId[%d]\n\r", info->lightType);
        EXPECT_GE(info->lightType, g_minLightType);
        EXPECT_LE(info->lightType, g_maxLightType);
        info++;
    }
}

/* 测试灯常亮模式 */
HWTEST_F(HdfLightTest, EnableLight001, TestSize.Level1)
{
    int32_t i;
    int32_t ret;
    struct LightEffect effect;
    effect->lightBrightness = 0x80000000;
    effect->flashEffect.flashMode = LIGHT_FLASH_NONE;
    effect->flashEffect.onTime = 0;
    effect->flashEffect.offTime = 0;

    for (i = 0; i < g_count; ++i) {

        ret = g_lightDev->TurnOnLight(g_lightInfo[i]->lightType, effect);
        EXPECT_EQ(0, ret);

        OsalSleep(LIGHT_WAIT_TIME);

        ret = g_lightDev->TurnOffLight(type);
        EXPECT_EQ(0, ret);
    }
}

/* 测试灯闪烁模式 */
HWTEST_F(HdfLightTest, EnableLight002, TestSize.Level1)
{
    int32_t i;
    int32_t ret;
    struct LightEffect effect;
    effect->lightBrightness = 0x80000000;
    effect->flashEffect.flashMode = LIGHT_FLASH_TIMED;
    effect->flashEffect.onTime = g_onTime;
    effect->flashEffect.offTime = g_offTime;

    for (i = 0; i < g_count; ++i) {

        ret = g_lightDev->TurnOnLight(g_lightInfo[i]->lightType, effect);
        EXPECT_EQ(0, ret);

        OsalSleep(LIGHT_WAIT_TIME);

        ret = g_lightDev->TurnOffLight(type);
        EXPECT_EQ(0, ret);
    }
}
```