RT-Thread 内核学习笔记 - 设备模型rt_device的理解

前言

最近在看内核源码，暂时避开费脑力的任务调度、内存管理等较复杂的实现方法，发现rt_device设备框架实现很简单。
rt_device，设备管理的框架（模型），提供标准的设备操做接口API，一些外设，能够抽象成设备，进行统一的管理操做，如LCD、Touch、Sensor等。

rt_device的结构

rt_device，是内核对象派生出来的，所以，有些操做，就是在操做内核对象。上几篇笔记研究内核对象的管理，如今发现，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，都抽象成一种设备模型。这些设备模型，派生于rt_device便可。

pin设备模型：结构以下：指针

/* pin device and operations for RT-Thread */
struct rt_device_pin
{
    struct rt_device parent; /* 派生于rt_device */
    const struct rt_pin_ops *ops; /* 设备特有的操做接口，还能够根据须要增长其余成员 */
};

因此用户能够派生本身想要的设备框架，增长特定设备的操做接口：ops，特定属性：结构体成员。
须要把具体的设备，注册到内核容器上，这里调用rt_device的注册接口。

如：code

/* 使用时，须要把设备名称、操做接口等，传入 */
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; /* 设备类型，为了区分设备种类 */
    _hw_pin.parent.rx_indicate  = RT_NULL; /* 接收回调，串口、CAN通常会有 */
    _hw_pin.parent.tx_complete  = RT_NULL; /* 发送回调，串口、CAN通常会有 */

#ifdef RT_USING_DEVICE_OPS
    _hw_pin.parent.ops          = &pin_ops;
#else
    _hw_pin.parent.init         = RT_NULL; /* 如下标准的rt_device设备操做接口，根据须要实现 */
    _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，设备的特有操做接口 */
    _hw_pin.parent.user_data    = user_data; /* 不是必要的用户数据 */

    /* register a character device */
    rt_device_register(&_hw_pin.parent, name, RT_DEVICE_FLAG_RDWR);  /* 设备注册接口：注册为具体设备 */

    return 0;
}

具体设备对接设备框架

/* 具体设备的OPS 实现 */
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,
};

/* 实际设备的注册方法 */
rt_device_pin_register("pin", &_stm32_pin_ops, RT_NULL);

设备注册后，能够经过：list_device查看

其余

rt_device_read rt_device_write等操做前，须要：rt_device_open
rt_device_open rt_device_close 操做最好成对出现，缘由是rt_device内部有引用计数，如你open两次，close一次，计数为1，没有真正的close。
通常经过rt_device_find，经过设备名称，查找设备，获取设备的操做句柄，也就是设备结构体指针，从而能够进一步进行操做设备的操做接口ops或经过设备的标准操做接口操做设备。
RT-Thread 的设备类型不少，能够派生各类设备模型（框架），从而能够注册挂载不少设备上去，能够方便的实现读写控制等操做，如控制硬件、传感器等。

总结

设备派生于内核对象：rt_object，熟悉内核对象，有利于熟悉rt_device的操做
继续研究RT-Thread内核，不断学习，收获不少。