ELADCMSecondEditionChapterFivePartⅧ

来自百问网嵌入式Linux wiki

__NOTITLE__

驱动设计的思想:面向对象/分层/分离

面向对象

字符设备驱动程序抽象出一个file_operations结构体;
我们写的程序针对硬件部分抽象出led_operations结构体。

分层

上下分层,比如我们前面写的LED驱动程序就分为2层:
① 上层实现硬件无关的操作,比如注册字符设备驱动:leddrv.c
② 下层实现硬件相关的操作,比如board_A.c实现单板A的LED操作
EmbeddedLinuxApplicationDevelopmentCompleteManualSecondEditionChapterFive 081.png

分离

还能不能改进?分离
在board_A.c中,实现了一个led_operations,为LED引脚实现了初始化函数、控制函数:
	static struct led_operations board_demo_led_opr = {
		.num  = 1,
		.init = board_demo_led_init,
		.ctl  = board_demo_led_ctl,
	};
如果硬件上更换一个引脚来控制LED怎么办?你要去修改上面结构体中的init、ctl函数。
实际情况是,每一款芯片它的GPIO操作都是类似的。比如:GPIO1_3、GPIO5_4这2个引脚接到LED:
① GPIO1_3属于第1组,即GPIO1。
有方向寄存器DIR、数据寄存器DR等,基础地址是addr_base_addr_gpio1。
设置为output引脚:修改GPIO1的DIR寄存器的bit3。
设置输出电平:修改GPIO1的DR寄存器的bit3。
② GPIO5_4属于第5组,即GPIO5。
有方向寄存器DIR、数据寄存器DR等,基础地址是addr_base_addr_gpio5。
设置为output引脚:修改GPIO5的DIR寄存器的bit4。
设置输出电平:修改GPIO5的DR寄存器的bit4。


既然引脚操作那么有规律,并且这是跟主芯片相关的,那可以针对该芯片写出比较通用的硬件操作代码。
比如board_A.c使用芯片chipY,那就可以写出:chipY_gpio.c,它实现芯片Y的GPIO操作,适用于芯片Y的所有GPIO引脚。
使用时,我们只需要在board_A_led.c中指定使用哪一个引脚即可。
程序结构如下:
EmbeddedLinuxApplicationDevelopmentCompleteManualSecondEditionChapterFive 082.png
以面向对象的思想,在board_A_led.c中实现led_resouce结构体,它定义“资源”──要用哪一个引脚。
在chipY_gpio.c中仍是实现led_operations结构体,它要写得更完善,支持所有GPIO。


写示例代码

使用GIT下载所有源码后,本节源码位于如下目录:
	01_all_series_quickstart\04_快速入门(正式开始)\
		02_嵌入式Linux驱动开发基础知识\source\02_led_drv\03_led_drv_template_seperate
程序仍分为上下结构:上层leddrv.c向内核注册file_operations结构体;下层chip_demo_gpio.c提供led_operations结构体来操作硬件。
下层的代码分为2个:chip_demo_gpio.c实现通用的GPIO操作,board_A_led.c指定使用哪个GPIO,即“资源”。
led_resource.h中定义了led_resource结构体,用来描述GPIO:
	04 /* GPIO3_0 */
	05 /* bit[31:16] = group */
	06 /* bit[15:0]  = which pin */
	07 #define GROUP(x) (x>>16)
	08 #define PIN(x)   (x&0xFFFF)
	09 #define GROUP_PIN(g,p) ((g<<16) | (p))
	10
	11 struct led_resource {
	12      int pin;
	13 };
	14
	15 struct led_resource *get_led_resouce(void);
	16
board_A_led.c指定使用哪个GPIO,它实现一个led_resource结构体,并提供访问函数:
	02 #include "led_resource.h"
	03
	04 static struct led_resource board_A_led = {
	05      .pin = GROUP_PIN(3,1),
	06 };
	07
	08 struct led_resource *get_led_resouce(void)
	09 {
	10      return &board_A_led;
	11 }
	12


chip_demo_gpio.c中,首先获得board_A_led.c实现的led_resource结构体,然后再进行其他操作,请看下面第26行:
	20 static struct led_resource *led_rsc;
	21 static int board_demo_led_init (int which) /* 初始化LED, which-哪个LED */
	22 {
	23      //printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which);
	24      if (!led_rsc)
	25      {
	26              led_rsc = get_led_resouce();
	27      }
	28


课后作业

使用“分离”的思想,去改造前面写的LED驱动程序:实现led_resouce,在里面可以指定要使用哪一个LED;改造led_operations,让它能支持更多GPIO。
注意:作为练习,led_operations结构体不需要写得很完善,不需要支持所有GPIO,你可以只支持若干个GPIO即可。