RT-Thread 內核學習筆記 - 設備模型rt_device的理解

前言

最近在看內核源碼，暫時避開費腦力的任務調度、內存管理等較複雜的實現方法，發現rt_device設備框架實現很簡單。
rt_device，設備管理的框架（模型），提供標準的設備操做接口API，一些外設，能夠抽象成設備，進行統一的管理操做，如LCD、Touch、Sensor等。

rt_device的結構

rt_device，是內核對象派生出來的，所以，有些操做，就是在操做內核對象。上幾篇筆記研究內核對象的管理，如今發現，看device.c文件，很容易能看懂。

rt_device的使用

RT-Thread 的PIN、CAN、Serial、I2C、SPI、PM等，都抽象成一種設備模型。這些設備模型，派生於rt_device便可。

pin設備模型：結構以下：指針

/* pin device and operations for RT-Thread */
struct rt_device_pin
{
    struct rt_device parent; /* 派生於rt_device */
    const struct rt_pin_ops *ops; /* 設備特有的操做接口，還能夠根據須要增長其餘成員 */
};

因此用戶能夠派生本身想要的設備框架，增長特定設備的操做接口：ops，特定屬性：結構體成員。
須要把具體的設備，註冊到內核容器上，這裏調用rt_device的註冊接口。

如：code

/* 使用時，須要把設備名稱、操做接口等，傳入 */
int rt_device_pin_register(const char *name, const struct rt_pin_ops *ops, void *user_data)
{
    _hw_pin.parent.type         = RT_Device_Class_Miscellaneous; /* 設備類型，爲了區分設備種類 */
    _hw_pin.parent.rx_indicate  = RT_NULL; /* 接收回調，串口、CAN通常會有 */
    _hw_pin.parent.tx_complete  = RT_NULL; /* 發送回調，串口、CAN通常會有 */

#ifdef RT_USING_DEVICE_OPS
    _hw_pin.parent.ops          = &pin_ops;
#else
    _hw_pin.parent.init         = RT_NULL; /* 如下標準的rt_device設備操做接口，根據須要實現 */
    _hw_pin.parent.open         = RT_NULL;
    _hw_pin.parent.close        = RT_NULL;
    _hw_pin.parent.read         = _pin_read;
    _hw_pin.parent.write        = _pin_write;
    _hw_pin.parent.control      = _pin_control;
#endif

    _hw_pin.ops                 = ops;  /* 操做接口，設備的特有操做接口 */
    _hw_pin.parent.user_data    = user_data; /* 不是必要的用戶數據 */

    /* register a character device */
    rt_device_register(&_hw_pin.parent, name, RT_DEVICE_FLAG_RDWR);  /* 設備註冊接口：註冊爲具體設備 */

    return 0;
}

具體設備對接設備框架

/* 具體設備的OPS 實現 */
const static struct rt_pin_ops _stm32_pin_ops =
{
    stm32_pin_mode,
    stm32_pin_write,
    stm32_pin_read,
    stm32_pin_attach_irq,
    stm32_pin_dettach_irq,
    stm32_pin_irq_enable,
};

/* 實際設備的註冊方法 */
rt_device_pin_register("pin", &_stm32_pin_ops, RT_NULL);

設備註冊後，能夠經過：list_device查看

其餘

rt_device_read rt_device_write等操做前，須要：rt_device_open
rt_device_open rt_device_close 操做最好成對出現，緣由是rt_device內部有引用計數，如你open兩次，close一次，計數爲1，沒有真正的close。
通常經過rt_device_find，經過設備名稱，查找設備，獲取設備的操做句柄，也就是設備結構體指針，從而能夠進一步進行操做設備的操做接口ops或經過設備的標準操做接口操做設備。
RT-Thread 的設備類型不少，能夠派生各類設備模型（框架），從而能夠註冊掛載不少設備上去，能夠方便的實現讀寫控制等操做，如控制硬件、傳感器等。

總結

設備派生於內核對象：rt_object，熟悉內核對象，有利於熟悉rt_device的操做
繼續研究RT-Thread內核，不斷學習，收穫不少。