分成三层,从上到下分别是
I/O 设备管理层实现了对设备驱动程序的封装。
设备驱动框架层是对同类硬件设备驱动的抽象,将不同厂家的同类硬件设备驱动中相同的部分抽取出来,将不同部分留出接口,由驱动程序实现。
设备驱动层是一组驱使硬件设备工作的程序,实现访问硬件设备的功能。
下图一看门狗为例
struct rt_device
{
struct rt_object parent; /* 内核对象基类 */
enum rt_device_class_type type; /* 设备类型 */
rt_uint16_t flag; /* 设备参数 */
rt_uint16_t open_flag; /* 设备打开标志 */
rt_uint8_t ref_count; /* 设备被引用次数 */
rt_uint8_t device_id; /* 设备 ID,0 - 255 */
/* 数据收发回调函数 */
rt_err_t (*rx_indicate)(rt_device_t dev, rt_size_t size);
rt_err_t (*tx_complete)(rt_device_t dev, void *buffer);
const struct rt_device_ops *ops; /* 设备操作方法 */
/* 设备的私有数据 */
void *user_data;
};
typedef struct rt_device *rt_device_t;
RT_Device_Class_Char /* 字符设备 */
RT_Device_Class_Block /* 块设备 */
RT_Device_Class_NetIf /* 网络接口设备 */
RT_Device_Class_MTD /* 内存设备 */
RT_Device_Class_RTC /* RTC 设备 */
RT_Device_Class_Sound /* 声音设备 */
RT_Device_Class_Graphic /* 图形设备 */
RT_Device_Class_I2CBUS /* I2C 总线设备 */
RT_Device_Class_USBDevice /* USB device 设备 */
RT_Device_Class_USBHost /* USB host 设备 */
RT_Device_Class_SPIBUS /* SPI 总线设备 */
RT_Device_Class_SPIDevice /* SPI 设备 */
RT_Device_Class_SDIO /* SDIO 设备 */
RT_Device_Class_Miscellaneous /* 杂类设备 */
rt_device_t rt_device_create(int type, int attach_size);
一个新的设备驱动程序需要试下的框架函数
struct rt_device_ops
{
/* common device interface */
rt_err_t (*init) (rt_device_t dev);
rt_err_t (*open) (rt_device_t dev, rt_uint16_t oflag);
rt_err_t (*close) (rt_device_t dev);
rt_size_t (*read) (rt_device_t dev, rt_off_t pos, void *buffer, rt_size_t size);
rt_size_t (*write) (rt_device_t dev, rt_off_t pos, const void *buffer, rt_size_t size);
rt_err_t (*control)(rt_device_t dev, int cmd, void *args);
};
void rt_device_destroy(rt_device_t device);
rt_err_t rt_device_register(rt_device_t dev, const char* name, rt_uint8_t flags);
flags可选参数
#define RT_DEVICE_FLAG_RDONLY 0x001 /* 只读 */
#define RT_DEVICE_FLAG_WRONLY 0x002 /* 只写 */
#define RT_DEVICE_FLAG_RDWR 0x003 /* 读写 */
#define RT_DEVICE_FLAG_REMOVABLE 0x004 /* 可移除 */
#define RT_DEVICE_FLAG_STANDALONE 0x008 /* 独立 */
#define RT_DEVICE_FLAG_SUSPENDED 0x020 /* 挂起 */
#define RT_DEVICE_FLAG_STREAM 0x040 /* 流模式 */
#define RT_DEVICE_FLAG_INT_RX 0x100 /* 中断接收 */
#define RT_DEVICE_FLAG_DMA_RX 0x200 /* DMA 接收 */
#define RT_DEVICE_FLAG_INT_TX 0x400 /* 中断发送 */
#define RT_DEVICE_FLAG_DMA_TX 0x800 /* DMA 发送 */
rt_err_t rt_device_unregister(rt_device_t dev);
I/O 设备管理接口与 I/O 设备的操作方法的映射关系
rt_device_t rt_device_find(const char* name);
获得设备句柄后,应用程序可使用如下函数对设备进行初始化操作:
rt_err_t rt_device_init(rt_device_t dev);
通过设备句柄,应用程序可以打开和关闭设备,打开设备时,会检测设备是否已经初始化,没有初始化则会默认调用初始化接口初始化设备。通过如下函数打开设备:
rt_err_t rt_device_open(rt_device_t dev, rt_uint16_t oflags);
flag可选参数
#define RT_DEVICE_OFLAG_CLOSE 0x000 /* 设备已经关闭(内部使用)*/
#define RT_DEVICE_OFLAG_RDONLY 0x001 /* 以只读方式打开设备 */
#define RT_DEVICE_OFLAG_WRONLY 0x002 /* 以只写方式打开设备 */
#define RT_DEVICE_OFLAG_RDWR 0x003 /* 以读写方式打开设备 */
#define RT_DEVICE_OFLAG_OPEN 0x008 /* 设备已经打开(内部使用)*/
#define RT_DEVICE_FLAG_STREAM 0x040 /* 设备以流模式打开 */
#define RT_DEVICE_FLAG_INT_RX 0x100 /* 设备以中断接收模式打开 */
#define RT_DEVICE_FLAG_DMA_RX 0x200 /* 设备以 DMA 接收模式打开 */
#define RT_DEVICE_FLAG_INT_TX 0x400 /* 设备以中断发送模式打开 */
#define RT_DEVICE_FLAG_DMA_TX 0x800 /* 设备以 DMA 发送模式打开 */
rt_err_t rt_device_close(rt_device_t dev);
rt_err_t rt_device_control(rt_device_t dev, rt_uint8_t cmd, void* arg);
arg参数可选
#define RT_DEVICE_CTRL_RESUME 0x01 /* 恢复设备 */
#define RT_DEVICE_CTRL_SUSPEND 0x02 /* 挂起设备 */
#define RT_DEVICE_CTRL_CONFIG 0x03 /* 配置设备 */
#define RT_DEVICE_CTRL_SET_INT 0x10 /* 设置中断 */
#define RT_DEVICE_CTRL_CLR_INT 0x11 /* 清中断 */
#define RT_DEVICE_CTRL_GET_INT 0x12 /* 获取中断状态 */
rt_size_t rt_device_read(rt_device_t dev, rt_off_t pos,void* buffer, rt_size_t size);
rt_size_t rt_device_write(rt_device_t dev, rt_off_t pos,const void* buffer, rt_size_t size);
rt_err_t rt_device_set_rx_indicate(rt_device_t dev, rt_err_t (*rx_ind)(rt_device_t dev,rt_size_t size));
rt_err_t rt_device_set_tx_complete(rt_device_t dev, rt_err_t (*tx_done)(rt_device_t dev,void *buffer));
#include
#include
#define IWDG_DEVICE_NAME "iwg"
static rt_device_t wdg_dev;
static void idle_hook(void)
{
/* 在空闲线程的回调函数里喂狗 */
rt_device_control(wdg_dev, RT_DEVICE_CTRL_WDT_KEEPALIVE, NULL);
rt_kprintf("feed the dog!\n ");
}
int main(void)
{
rt_err_t res = RT_EOK;
rt_uint32_t timeout = 1000; /* 溢出时间 */
/* 根据设备名称查找看门狗设备,获取设备句柄 */
wdg_dev = rt_device_find(IWDG_DEVICE_NAME);
if (!wdg_dev)
{
rt_kprintf("find %s failed!\n", IWDG_DEVICE_NAME);
return RT_ERROR;
}
/* 初始化设备 */
res = rt_device_init(wdg_dev);
if (res != RT_EOK)
{
rt_kprintf("initialize %s failed!\n", IWDG_DEVICE_NAME);
return res;
}
/* 设置看门狗溢出时间 */
res = rt_device_control(wdg_dev, RT_DEVICE_CTRL_WDT_SET_TIMEOUT, &timeout);
if (res != RT_EOK)
{
rt_kprintf("set %s timeout failed!\n", IWDG_DEVICE_NAME);
return res;
}
/* 设置空闲线程回调函数 */
rt_thread_idle_sethook(idle_hook);
return res;
}