设备框架
mr-library 将硬件设备抽象成设备对象,并提供了统一的设备操作接口,方便应用程序与硬件设备进行交互。通过将驱动层与设备层解耦,提高了代码的可靠性和可维护性。
设备模型
设备对象定义如下:
struct mr_device
{
struct mr_object object; /* 设备对象基类 */
enum mr_device_type type; /* 设备类型 */
mr_uint16_t support_flag; /* 设备支持的打开方式 */
mr_uint16_t open_flag; /* 设备打开方式 */
mr_size_t ref_count; /* 设备被引用次数 */
void *data; /* 设备数据 */
mr_err_t (*rx_cb)(mr_device_t device, void *args); /* 设备接收回调函数 */
mr_err_t (*tx_cb)(mr_device_t device, void *args); /* 设备发送回调函数 */
const struct mr_device_ops *ops; /* 设备操作方法 */
};
设备类型
设备框架支持多种类型的设备,每种设备都由一个枚举值来表示。设备类型定义如下:
enum mr_device_type
{
MR_DEVICE_TYPE_NONE, /* 无类型设备 */
MR_DEVICE_TYPE_PIN, /* GPIO设备 */
MR_DEVICE_TYPE_SPI_BUS, /* SPI总线设备 */
MR_DEVICE_TYPE_SPI, /* SPI设备 */
MR_DEVICE_TYPE_I2C_BUS, /* I2C总线设备 */
MR_DEVICE_TYPE_I2C, /* I2C设备 */
MR_DEVICE_TYPE_SERIAL, /* UART设备*/
MR_DEVICE_TYPE_ADC, /* ADC设备 */
MR_DEVICE_TYPE_DAC, /* DAC设备 */
MR_DEVICE_TYPE_PWM, /* PWM设备 */
MR_DEVICE_TYPE_TIMER, /* TIMER设备 */
MR_DEVICE_TYPE_FLASH, /* FLASH设备 */
/* ... */
};
设备打开方式
设备只能以支持的打开方式打开,定义如下:
#define MR_OPEN_RDONLY 0x1000 /* 只读打开 */
#define MR_OPEN_WRONLY 0x2000 /* 只写打开 */
#define MR_OPEN_RDWR 0x3000 /* 可读可写 */
设备操作方法
每种设备类型都有对应的设备操作方法,包括打开设备、关闭设备、控制设备、读取设备和写入设备等操作。设备操作方法定义如下:
struct mr_device_ops
{
mr_err_t (*open)(mr_device_t device);
mr_err_t (*close)(mr_device_t device);
mr_err_t (*ioctl)(mr_device_t device, int cmd, void *args);
mr_ssize_t (*read)(mr_device_t device, mr_off_t pos, void *buffer, mr_size_t size);
mr_ssize_t (*write)(mr_device_t device, mr_off_t pos, const void *buffer, mr_size_t size);
};
接口 | 描述 |
---|---|
open | 打开设备,同时完成设备配置。只有当设备首次被打开时,才会调用此方法来打开设备。 |
close | 关闭设备。只有当设备被所有用户关闭时(设备引用次数为 0),才会调用此方法来关闭设备。 |
ioctl | 控制设备。根据 cmd 命令控制设备 |
read | 从设备读取数据。pos 是设备读取位置(不同设备所表示的意义不同,请查看设备详细手册),size 是设备读取字节大小。 |
write | 向设备写入数据。pos 是设备写入位置(不同设备所表示的意义不同,请查看设备详细手册),size 是设备写入字节大小。 |
访问设备
应用程序通过设备操作接口来访问硬件设备,具体如下:
接口 | 描述 |
---|---|
mr_device_add | 将设备添加到内核容器中 |
mr_device_find | 在内核容器中查找设备 |
mr_device_open | 打开设备 |
mr_device_close | 关闭设备 |
mr_device_ioctl | 控制设备 |
mr_device_read | 从设备读取数据 |
mr_device_write | 向设备写入数据 |
设备操作示例
下面是一个以 PIN 设备为例的设备操作示例:
/* 寻找PIN设备 */
mr_device_t pin_device = mr_device_find("pin");
/* 以可读可写的方式打开PIN设备 */
mr_device_open(pin_device, MR_OPEN_RDWR);
/* 配置B13引脚为推挽输出模式 */
struct mr_pin_config pin_config = { 29, MR_PIN_MODE_OUTPUT };
mr_device_ioctl(pin_device, MR_CTRL_CONFIG, &pin_config);
/* 设置B13为高电平 */
mr_uint8_t pin_level = 1;
mr_device_write(pin_device, 29, &pin_level, sizeof(pin_level));
/* 获取B13电平 */
mr_device_read(pin_device, 29, &pin_level, sizeof(pin_level));
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