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HDF配置管理概述

HCS(HDF Configuration Source)是 HDF 驅(qū)動框架的配置描述源碼，內(nèi)容以 Key-Value 為主要形式。它實現(xiàn)了配置代碼與驅(qū)動代碼解耦，便于開發(fā)者進行配置管理。
HC-GEN(HDF Configuration Generator)是 HCS 配置轉(zhuǎn)換工具，可以將 HDF 配置文件轉(zhuǎn)換為軟件可讀取的文件格式：

在弱性能環(huán)境中，轉(zhuǎn)換為配置樹源碼，驅(qū)動可直接調(diào)用 C 代碼獲取配置。
在高性能環(huán)境中，轉(zhuǎn)換為 HCB(HDF Configuration Binary)二進制文件，驅(qū)動可使用 HDF 框架提供的配置解析接口獲取配置。

以下是使用 HCB 模式的典型應(yīng)用場景：

圖1 配置使用流程圖

HCS 經(jīng)過 HC-GEN 編譯生成 HCB 文件，HDF 驅(qū)動框架中的 HCS Parser 模塊會從 HCB 文件中重建配置樹，HDF 驅(qū)動模塊使用 HCS Parser 提供的配置讀取接口獲取配置內(nèi)容。

圖2 HCS的架構(gòu)圖

HCS 文本更適合人類閱讀，但是并不方便程序直接存取，所以經(jīng)過 HC-GEN 編譯，輸出二進制的 HCB 數(shù)據(jù)。HCB 在編譯后打包進內(nèi)核鏡像的.rodata 只讀分區(qū)，在啟動加載時，框架定位到 HCB 數(shù)據(jù)頭，再將二進制數(shù)據(jù)重新構(gòu)造為樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)供驅(qū)動查詢和讀取。下面詳細分析 HC-GEN 實現(xiàn)。

HCS源碼語法

HCS 的語法介紹如下： 關(guān)鍵字HCS 配置語法保留了以下關(guān)鍵字：

基本結(jié)構(gòu)HCS 主要分為屬性(Attribute)和節(jié)點(Node)兩種結(jié)構(gòu)。

屬性
屬性即最小的配置單元，是一個獨立的配置項。語法如下：

attribute_name = value;

attribute_name 是字母、數(shù)字、下劃線的組合且必須以字母或下劃線開頭，字母區(qū)分大小寫。value 的可用格式如下：

數(shù)字常量，支持二進制、八進制、十進制、十六進制數(shù)，具體參考數(shù)據(jù)類型節(jié)。
字符串，內(nèi)容使用雙引號("")引用。
節(jié)點引用。
attribute 必須以分號(;)結(jié)束且必須屬于一個 node。

節(jié)點

節(jié)點是一組屬性的集合，語法如下：

1.  node_name {2.        module = "sample";3.        ...4.}

node_name 是字母、數(shù)字、下劃線的組合且必須以字母或下劃線開頭，字母區(qū)分大小寫。
大括號后無需添加結(jié)束符“;”。
root為保留關(guān)鍵字，用于聲明配置表的根節(jié)點。每個配置表必須以 root 節(jié)點開始。
root 節(jié)點中必須包含 module 屬性，其值應(yīng)該為一個字符串，用于表征該配置所屬模塊。
節(jié)點中可以增加 match_attr 屬性，其值為一個全局唯一的字符串。在解析配置時可以調(diào)用查找接口以該屬性的值查找到包含該屬性的節(jié)點。

數(shù)據(jù)類型

整型

整型長度自動推斷，根據(jù)實際數(shù)據(jù)長度給與最小空間占用的類型。

二進制，0b 前綴，示例：0b1010。
八進制，0 前綴，示例：0664。
十進制，無前綴，且支持有符號與無符號，示例：1024，+1024 均合法。負值在讀取時注意使用有符號數(shù)讀取接口。
十六進制，0x 前綴，示例：0xff00、0xFF。

字符串

字符串使用雙引號("")表示。

數(shù)組

數(shù)組元素支持整型、字符串，不支持混合類型。整型數(shù)組中 uint32_t uint64_t 混用會向上轉(zhuǎn)型為 uint64_t 數(shù)組。整型數(shù)組與字符串數(shù)組示例如下：

attr_foo = [0x01, 0x02, 0x03, 0x04];attr_bar=["hello","world"];

bool類型

bool 類型中 true 表示真，false 表示假。注釋HCS 支持兩種注釋風格。單行注釋：

1.  // comment

多行注釋：

2.  /*3.  comment4.*/

其他語法

模板

模板的用途在于生成嚴格一致的 node 結(jié)構(gòu)，以便對同類型 node 進行遍歷和管理。

使用 template 關(guān)鍵字定義模板 node，子 node 通過雙冒號“::”聲明繼承關(guān)系。子節(jié)點可以改寫但不能新增和刪除 template 中的屬性，子節(jié)點中沒有定義的屬性將使用 template 中的定義作為默認值。示例如下：

root {    module = "sample";    template foo {        attr_1 = 0x1;        attr_2 = 0x2;    }    bar :: foo {    }    bar_1 :: foo {        attr_1 = 0x2;    }}

生成配置樹如下：

root {    module = "sample";    bar {        attr_1 = 0x1;        attr_2 = 0x2;    }    bar_1 {        attr_1 = 0x2;        attr_2 = 0x2;    }}

在上述示例中，bar 和 bar_1 節(jié)點繼承了 foo 節(jié)點，生成配置樹節(jié)點結(jié)構(gòu)與 foo 保持了完全一致，只是屬性的值不同。

引用修改

引用修改可以實現(xiàn)修改另外任意一個節(jié)點的內(nèi)容，語法為：

node :& source_node

上述語句表示 node 中的內(nèi)容是對 source_node 節(jié)點內(nèi)容的修改。示例如下：

root {    module = "sample";    foo {        foo_ :& root.bar{            attr = "foo";        }        foo1 :& foo2 {            attr = 0x2;        }        foo2 {            attr = 0x1;        }    }
    bar {        attr = "bar";    }}

最終生成配置樹為：

root {    module = "sample";    foo {        foo2 {            attr = 0x2;        }    }    bar {        attr = "foo";    }}

在以上示例中，可以看到 foo.foo_節(jié)點通過引用將 bar.attr 屬性的值修改為了"foo"，foo.foo1 節(jié)點通過引用將 foo.foo2.attr 屬性的值修改為了 0x2。

foo.foo_以及 foo.foo1 節(jié)點表示對目標節(jié)點內(nèi)容的修改，其自身并不會存在最終生成的配置樹中。

引用同級 node，可以直接使用 node 名稱，否則被引用的節(jié)點必須使用絕對路徑，節(jié)點間使用“.”分隔，root 表示根節(jié)點，格式為 root 開始的節(jié)點路徑序列，例如 root.foo.bar 即為一個合法的絕對路徑。
如果出現(xiàn)修改沖突（即多處修改同一個屬性），編譯器將提示 warning，因為這種情況下只會生效某一個修改而導致最終結(jié)果不確定。

節(jié)點復制節(jié)點復制可以實現(xiàn)在節(jié)點定義時從另一個節(jié)點先復制內(nèi)容，用于定義內(nèi)容相似的節(jié)點。語法為：

node : source_node

上述語句表示在定義"node"節(jié)點時將另一個節(jié)點"source_node"的屬性復制過來。示例如下：

root {    module = "sample";    foo {        attr_0 = 0x0;    }    bar:foo {        attr_1 = 0x1;    }}

上述代碼的最終生成配置樹為：

root {    module = "sample";    foo {        attr_0 = 0x0;    }    bar {        attr_1 = 0x1;        attr_0 = 0x0;    }}

在上述示例中，編譯后 bar 節(jié)點即包含 attr_0 屬性也包含 attr_1 屬性，在 bar 中對 attr_0 的修改不會影響到 foo。在 foo 和 bar 在同級 node 中可不指定 foo 的路徑，否則需要使用絕對路徑引用。

刪除

要對 include 導入的 base 配置樹中不需要的節(jié)點或?qū)傩赃M行刪除，可以使用 delete 關(guān)鍵字。下面的舉例中 sample1.hcs 通過 include 導入了 sample2.hcs 中的配置內(nèi)容，并使用 delete 刪除了 sample2.hcs 中的 attribute2 屬性和 foo_2 節(jié)點，示例如下：

1.  #include "sample1.hcs"2.  root {3.      attr_2 = delete;4.      foo_2 : delete {5.      }6.}

屬性引用為了在解析配置時快速定位到關(guān)聯(lián)的節(jié)點，可以把節(jié)點作為屬性的右值，通過讀取屬性查找到對應(yīng)節(jié)點。語法為：

1.  attribute = &node；

HCB二進制格式

HCB 為便于程序讀取的 HCS 的二進制數(shù)據(jù)格式，按照下面的編碼表進行數(shù)據(jù)組織：

以一個示例分析下 HCS 源碼和 HCB 的對應(yīng)關(guān)系：

root {    module = "sample";    gpio = [1, 2];}

上述 HCS 編譯后的 HCB 數(shù)據(jù)如下：

HC-GEN使用介紹

hc-gen 是 HCS 的編譯器，用于在編譯時將 HCS 轉(zhuǎn)化為 HCB，也可以將 HCB 反編譯為 HCS 以驗證配置數(shù)據(jù)的正確性，這在驅(qū)動調(diào)試時將很有幫助。hc-gen v0.7 之前版本作為 prebuilt 文件以二進制下載方式提供。0.7 版本開始，為了更好的支持多環(huán)境部署和版本管理，hc-gen 在編譯過程中從源碼構(gòu)建。如果調(diào)試需要，可以在 OpenHarmony 源碼的 drivers/framework/tools/hc-gen 下執(zhí)行 make 生成，生成產(chǎn)物在該目錄的 build 子目錄中。

cd drivers/framework/tools/hc-genmake
./build/hc-gen –v>Hcscompiler0.7

驅(qū)動開發(fā)過程中，在 hcs 配置文件修改后，可以手動使用 hc-gen 快速驗證配置的正確性，生成 HCB 配置文件方法：

hc-gen -o [OutputHcbFileName] -b [SourceHcsFileName]

在驅(qū)動調(diào)試時，可以使用 hc-gen 反編譯 HCB 文件獲得 HCS 源碼，進行配置數(shù)據(jù)核對。反編譯 HCB 文件為 HCS 方法：

hc-gen -o [OutputHcsFileName] -d [SourceHcbFileName]

HCS文件編譯過程

在 linux 內(nèi)核中，HCS 編譯基于 KBuild 自定義規(guī)則實現(xiàn)自主的編譯過程，Makefile 入口在 drivers/adapter/khdf/linux/hcs/Makefile。

HC_GEN_DIR := $(abspath $(SOURCE_ROOT)/drivers/framework/tools/hc-gen)HC_GEN := $(HC_GEN_DIR)/build/hc-genLOCAL_HCS_ROOT := $(abspath $(dir $(realpath $(lastword $(MAKEFILE_LIST)))))
# LOCAL_HCS_ROOT為根據(jù)目標平臺和產(chǎn)品拼接出的HCS路徑HCS_DIR := $(LOCAL_HCS_ROOT)HCB_FLAGS := -b -i -a
HCS_OBJ := hdf_hcs_hex.oHCS_OBJ_SRC := $(subst .o,.c,$(notdir $(HCS_OBJ)))
CONFIG_GEN_HEX_SRC := $(addprefix $(LOCAL_HCS_ROOT)/, $(HCS_OBJ_SRC))CONFIG_HCS_SRC := $(subst _hcs_hex.o,.hcs,$(addprefix $(HCS_DIR)/, $(HCS_OBJ)))
# 使用自定義的.o生成規(guī)則覆蓋KBbuild默認規(guī)則$(obj)/$(HCS_OBJ): $(CONFIG_GEN_HEX_SRC)         $(Q)$(CC) $(c_flags) -c -o $@ $<        $(Q)rm -f $<
# 將HCB文件生成后再轉(zhuǎn)換為.c文件中的hex數(shù)組，依賴目標為hc-gen工具$(CONFIG_GEN_HEX_SRC):  $(LOCAL_HCS_ROOT)/%_hcs_hex.c: $(HCS_DIR)/%.hcs | $(HC_GEN)        $(Q)echo gen hdf built-in config        $(Q)if [ ! -d $(dir $@) ]; then mkdir -p $(dir $@); fi        $(Q)$(HC_GEN) $(HCB_FLAGS) -o $(subst _hex.c,,$(@)) $<
# 生成hc-gen工具$(HC_GEN):         $(Q)make -C $(HC_GEN_DIR)
obj-$(CONFIG_DRIVERS_HDF)+=$(HCS_OBJ)

在 HDF 適配其他平臺時，可以復用該 Makefile，核心變化點在正確配置對應(yīng)平臺的 HCS 根路徑。

HCS配置使用

HCS配置讀取接口

在驅(qū)動實現(xiàn)中，可以使用 device_resource_if.h 中定義的接口對配置進行查詢和讀取。常用 API 介紹如下：

配置讀取接口使用實例以 UART 控制器驅(qū)動為例看 HCS 的使用。UART 在 HCS 中 device_info.hcs 中配置的設(shè)備信息為：

device_uart :: device {    device0 :: deviceNode {        policy = 1;        priority = 40;        permission = 0644;        moduleName = "HDF_PLATFORM_UART";        serviceName = "HDF_PLATFORM_UART_0";        deviceMatchAttr = "hisilicon_hi35xx_uart_0";    }}

在 hi35xx_uart_config.hcs 中配置如下：

root {    platform {        uart_config {            device_uart_0x0000  {                serviceName = "";                match_attr = "hisilicon_hi35xx_uart_0";                driver_name = "ttyAMA";                num = 0;            }        }    }}

注意到 UART 使用了 match_attr 特性，這樣驅(qū)動框架在 device_uart 設(shè)備加載時將自動將 device_uart_0x0000 節(jié)點關(guān)聯(lián)到該設(shè)備。UART 的配置解析代碼如下：

static int32_t HdfUartInit(struct HdfDeviceObject *obj){    int32_t ret;    struct DeviceResourceIface *iface = NULL;    …    devResourceIface = DeviceResourceGetIfaceInstance(HDF_CONFIG_SOURCE);    if (devResourceIface == NULL) {        HDF_LOGE("%s: face is invalid", __func__);        return HDF_FAILURE;    }
    devResourceIface->GetUint32(obj->property, "num", &host->num, 0);devResourceIface->GetString(obj->property, "driver_name", &drName, "ttyAMA")；……       ret = memcpy_s(g_driverName, UART_NAME_LEN - 1, drName, strlen(drName));    if (ret != EOK) {        return HDF_FAILURE;    }    host->method = &g_uartHostMethod;    return HDF_SUCCESS;}

device_uart_0x0000 節(jié)點被自動關(guān)聯(lián)到了 HdfDeviceObject 的 property 成員。使用 DeviceResourceGetIfaceInstance 接口獲取到 HCS 接口實例后調(diào)用其成員方法 GetUint32 讀取名為"num"的無符號值屬性，使用 GetString 接口讀取名為"driver_name"的字符串屬性。從配置中獲取到屬性值后，再根據(jù)配置值完成相關(guān)軟硬件的初始化。

總結(jié)

本文從全景介紹了 HCS 配置管理方案，重點分析了 HC-GEN 的實現(xiàn)和 HCS 的編譯過程，希望對讀者理解 HCS 的原理和配置方法能有所幫助。關(guān)于 HDF 驅(qū)動框架的更多分析，請關(guān)注后續(xù)文章。

編輯：jq

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原文標題：OpenHarmony HDF 配置管理分析及使用

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