【Rt-thread学习记】：设备层框架设计之故事续集。。。

故事开篇：

              这里是一个远古荒凉的小岛，但是电子产业却异常的火热，人们除了辛苦的劳作，最大的乐趣就是拥有各种各种电子设备，这里就要杜撰一下了，猿小A和猿小B原本来自一个宗派，电子研发门，这是个非常高端的机构，但是每年培养出的人才却是比较少，而来到这个小岛上攻城狮就只有他们俩了。

                  平淡的生活就这样开始了，隔壁老张打渔归来，大中午的发现空调低压压力老是在报警，重启了十几次也不行，这么热的天谁愿意来给修空调啊，但是没空调那是要熟的节奏，于是老张来喊猿小A ，小A 帮我改改程序，把那该死的压力报警去掉，我要热死了，于是小A默默的收拾了一下电脑，工具就随老张出门了，小B却在一旁摇摇头。。。

            话说，小A和小B来这个小岛已经好多年了，小A为人老实，想法也少的出奇，可以说是有求必应，小B却截然不同，这么多年邻里百家的各种需求和问题，让小B觉得搬砖生涯苦不堪言，他总是在不断的思考一个问题，程序的世界是不是真的应该是这样呢。。。

        

          

            

幺蛾子比较多的猿小B找到小A 问：干了这么多年程序猿，你觉得程序的世界应该是怎样的。

      

  小A：在宗门里，宗主和我讲：

             程序的世界就是一条一条的语句，一条接着一条的执行，而我们的意义就在于，把人们的需求变成各种各种的顺序表，当他们有需要的时候，我们就得给他们去改一下这个顺序表。

小B问：可是你有没有想过，我们每天辛劳的搬砖，改着各种各样的需求，反而人们的需求越来越多，我们要改的东西也越来越多，我们就俩人，铁打的也扛不住这么下去，能不能把他们的需求汇总一下，把里面共同的部分提取出来，变化的部分单独编写，这样虽然需求多了，但是万变不离其宗 ，我们的工作可就简单了。

           小A问：可是那该怎么做呢，我只会搬砖啊。。。

           小B陷入了沉思。。。

           有一天下着大雨，小B兴高采烈的跑到小A家里来讲，他想到解决一类需求的法子，例如今天想要加个U盘，明天想换个便宜的flash，我们干脆做个框架出来，把每一类设备相同的部分抽象出来，不同的部分作为真正需求去更改，这不就行了。

          一幅图片在小B的脑海里缓缓展开。。。

       小B异常兴奋的把脑子里的画面用笔画了出来，拿给小A看。

        小A却一脸懵逼的看了半天道：大哥，我这智商有限，不要总拿这些PPT来忽悠我好不好，真的看不懂。

       小B也很无奈，心里想，要不是这个岛上只有你还能看懂点东西，我才不会找你一起分享我的想法呢，无奈归无奈，小B开始尝试用小A能够理解的话来给他解释，道： 首先，你讲的都没有错，程序就是一条一条执行的语句，但是我相信对于函数应用也很熟练了，通过函数封装语句的方式，是不是比汇编的时代好过多了。。。

        小A点点头。。。

        小B继续讲到：其实你潜意识里面理解了封装最大的意义，却没有意识到，那现在我给你画的图，就是函数————函数之间的封装，哪怕用函数直接调用的方式，要驱动一个设备正常工作，相应要记住或者编写的函数也是非常多吧？

        小A继续点点头。。。

        那我现在告诉你，我定义六个函数，你只需要记住会用，那么通过他们你就能找到一想要的任何一个底层函数。。。类似这样子。。。

       小A一脸懵逼的问道：通过6个函数就能找得到任何一种设备的真正的驱动函数，这个怎么可能呢？

       小B开始了自己的演讲：通过6个函数找到任何一种设备的驱动程序并不难，可以通过参数的方式实现嘛，小笨蛋，难得是要把驱动程序全部都分类分名字管理起来，同时给你的6个函数提供接口，这就需要引入设备驱动框架的伟大概念了，通过注册的方式将驱动程序加入到驱动框架中，然后通过设备驱动框架的接口进行设备的操作，懂了吧？

      小A还是依旧一脸懵逼。。。

      小B讲：你先不用理解，只要会用就可以了，后面以你的智商绝对可以看懂我的伟大理念，放心吧。

       小A点点头：好吧，那要怎样做呢，你还是给我举个例子吧，半个篇幅都是PPT，以后看着这些图，我也搬不了砖啊。。。

      小B满脑子黑线，还真要送佛送到西啊 。。。

         猿小B祭出珍藏多年的开发板，对小A讲，接下来让我带你嗨翻全场。

         小A:都这么牛叉了 你能不能不玩这么easy的开发板。。。，要不还是讲PPT吧。。。

        猿小B：请忽略这些不重要的细节。。。让我带你遨游RT-thread，设备层。。。哈哈哈，小A记住了，Linux的核心是shell，RTT的核心是finsh，原理上两者是一个玩意儿，他不win老大，图形化的输出，所以你要学会和他沟通的语言，凭你的天赋 自学就OK了 。。。

       

接下来需要检查一下工程连接仿真是否正常，确保板子能找到仿真器（不然怎么玩）：

在工程中，我们采用uart1作为finsh连接的端口，这里需要检查一下开发板是否能正常通过串口连接到电脑终端，以及正确的配置CRT参数：

确保串口配置没有问题的情况下，打开串口连接，并通过jlink烧录RTT源码，等待RTT启动：

     猿小A：这玩意儿搞起来是不是有些费劲啊，一顿操作猛如虎，一看空荡有如二百五，你整个空main来忽悠我。。。。

    猿小B：我还没操作完你就打断我。。。。RTT有个很好玩的地方，程序可以不放在main中一样可以执行：

来我给你刷新下三观。。。

    猿小A:。。。

    猿小B：核心在这里，这个函数并没有被放入main，但一样可以执行。。。两个字，安排。。。

猿小B：这里无法给你延时视频，其实通过按键，改变了LED的输出，同时通过finsh终端输出相应的信息，到目前为止其实有一点很神奇，我基本上没有写任何代码，就完成了一个简单功能的实现，真正应用时，只需要讲案例改为线程的方式就可以正常运行了。

猿小A：amazing。。。

猿小A ：可是到目前为止都没见你进行过任何软件的配置，明显是拿一个现成的工程的演示。

猿小B： 这都被你发现了，哈哈，接下来看一下如何配置改功能的，这里只讲和例子相关的pin的配置，系统的配置自学哈。

猿小A：。。。

这里主要用到工具ENV进行工程的裁剪，GIT远程代码更新下载，RTT有很多第三方源码是被托管在服务器上的。

先看一下ENV的menuconfig功能：

猿小A : 接下来请开始你的SHOW TIME...

猿小B : 。。。好吧。。。

首选要选择芯片的型号，这个是必须要配置的，likethis：

默认GPIO功能是开启的：

打开软件包，加载相应的sample软件包：

猿小B：万事俱备，只差scons 生成并变异整个工程，这里可以选择MDK或者IAR看使用习惯了。

猿小A: 从头到尾你讲了一个demo，居然要如此复杂。。。

猿小B：虽然讲的是demo，但是后面开发项目你需要用相同的步骤流程，不要老想着demo。。。

            猿小B:接下来启动最核心的部分，设备驱动框架分析，先从第一个部分开始，那就是pin设备，MCU都有的设备，STM32俗称GPIO,全称就不展开了，这里记住IO设备管理器给APP层提供的6个接口驱动函数：

            rt_pin_mode()        //设置引脚模式

            rt_pin_write()         //设置引脚电平

            rt_pin_read()          //读取引脚电平

            rt_pin_attach_irq()  //绑定引脚中断回调函数

            rt_pin_irq_enable()  //使能引脚中断

            rt_pin_detach_irq() //脱离引脚中断回调函数

引脚在使用的时候 ，需要提供引脚编号，RTT有个很逆天的地方，内部做了一个引脚号编码表，就是将你能看到的MCU腿的硬件编号对应到了相应的引脚上，例如原来你写程序时用到2号脚，但是真正对2号的初始化，时根据GPIO的定义来，例如PA2，但现在不用了，输入引脚编号，码表会自动找到对应的引脚。你需要知道的就是硬件的引脚编号：

猿小B：括号内的42就是我们需要的，不用再关注那是PA9还是XXX...

猿小A : 这个我喜欢。。。

        猿小B：接下来我们来看一下这六个接口的内部实现，首先先看一下他在哪个文件中定义，这对理解设备管理框架的层的概念很有帮助。。。

                  

这里的重点是 _hw_pin.ops，而这个对象的赋值居然在register中，这就引出了 设备驱动程序到设备管理框架的注册机制了。

        

                   

        猿小A : 有一点明朗了，也就是说APP通过设备驱动框架使用之前，必须先将设备驱动注册到设备驱动框架之中吧？那在哪里register的呢？

        猿小B : 你上道挺快嘛？看来功底不差，你所说的都是对的，接下来我们来看下，这个register函数在哪里调用，这里面有一个最大的关键点，后面再说。。。

        猿小A : 又卖关子。。。

        真正的register来自于这里：

猿小A ： 有点明白了，也就是register在真正的设备驱动程序中进行了注册，将设备驱动程序与设备管理框架真正的联系了起来，从应用开发的角度整个过程分为三层：   APP层：main.c

         设备驱动管理框架层：/DeviceDrivers/pin.c

         设备驱动层：/Drivers/drv_gpio.c

整体的构造还是蛮新奇的。。。

猿小B ：不错嘛，省的我多费口舌了，你居然全看明白了，那么我要说的是，真正从我们攻城狮开发的角度上，设备管理层，设备驱动层都是现成的不需要我们进行开发，最关键的是register行为是程序自动加载的不需要我们手动注册，从头到尾对设备的操作只需要关注那六个接口函数就OK了，是不是很神奇，哈哈。。。

猿小A : 你指的是这里吧，INIT_BOARD_EXPORT(rt_hw_pin_init);

猿小B 目瞪口呆：这你也懂。。。。

猿小A : 我就这句看不懂，想必你说的不需要手动注册的实现在这里，我猜。。。

猿小B ,吐血。。。

猿小B : 你不要把重点放在实现的原理上， 而是要把精力放在应用上，这才是攻城狮的核心。。。

猿小A : 说实话这种应用方式太简单了，基本看一遍再照葫芦画个瓢就会了，总得给自己找点事情做，不然怎么听你长篇阔论的。

猿小B : 。。。算了不和你一般见识了，既然是设备应用的主题，还是回到主题上把那六个API仔细讲解下，就收尾吧。

1.设置引脚模式： void rt_pin_mode(rt_base_t pin,rt_base_t mode);

参数：                                                    描述：

pin                                                          引脚编号

mode                                                      引脚工作模式

#define PIN_MODE_OUTPUT          0X00        /*输出*/

#define PIN_MODE_INPUT             0X01        /*输入*/

#define PIN_MODE_PULLUP           0X02        /*上拉输入*/

#define PIN_MODE_PULLDOWN      0X03        /*下拉输入*/

#define PIN_MODE_OUTPU_OD      0X04        /*开漏输出*/

2.设置引脚电平： void rt_pin_write(rt_base_t pin,rt_base_t value);

参数：                                                      描述：

pin                                                            引脚编号

value                                                         电平逻辑值，可取2种宏定义值之一；PIN_LOW低电平，PIN_HIGH高电平；

3.读取引脚电平：int rt_pin_read(rt_base_t pin);

参数：                                                       描述：

pin                                                             引脚编号

返回                                                            ------------

PIN_LOW                                                    低电平

PIN_HIGH                                                    高电平

还有仨放到下一个帖子，有时候长了也容易发布了，那就杯具了。。。

猿小B:继续讲完剩下的三个API

4.绑定引脚中断回调函数：rt_err_t rt_pin_attach_irq(rt_int32_t pin,rt_uint32_t mode,

                                                                            void(*hdr)(void*args),void *args);

参数：                                                 描述

pin                                                      引脚编号

mode                                                  中断触发模式

hdr                                                     中断回调函数，用户需要自行定义这个函数

args                                                     中断回调函数的参数，不需要时设置为RT_NULL

返回                                                    ——————————

RT_EOK                                               绑定成功

错误码                                                  绑定失败

——————————————————————————

mode选择：

#define PIN_IRQ_MODE_RISING                0X00/*上升沿触发*/

#define PIN_IRQ_MODE_FALLING              0X01/*下降沿触发*/

#define PIN_IRQ_MODE_RISING_FALLING   0X02/*上下边沿触发*/

#define PIN_IRQ_MODE_HIGH_LEVEL         0X03/*高电平触发*/

#define PIN_IRQ_MODE_LOW_LEVEL         0X04/*低电平触发*/

5.引脚终端使能：rt_err_t rt_pin_irq_enable(rt_base_t pin,rt_uint32_t enabled);

参数：                                                  描述：

pin                                                        引脚编号

enabled                                                 状态，PIN_IRQ_ENABLE(开启) ，PIN_IRQ_ENABLE(关闭)

返回                                                     ——————————————————————

RT_EOK                                                使能成功

错误码                                                  使能失败

6.脱离引脚中断回调函数： rt_err_t rt_pin_detach_irq(rt_int32_t pin);

参数：                                                    描述：

pin                                                          引脚编号

返回                                                        ——————————————

RT_EOK                                                  脱离成功

错误码                                                    脱离失败

猿小B：到这里API介绍全部完毕，完全手打我再加深一下印象，这里有一点要注意，在RTT中程序的执行只有两种上下文环境，一种是中断，一种是线程，这里并没有出现任何线程相关的内容，所以中断回调函数应该是在中断上下文中，喜欢delay的筒子们注意了。

猿小A：我说你一张图能搞定的非要手打不嫌累呢。。。不过关于上下文环境是个值得深思的问题。

猿小B：。。。

猿小B：到这里基本我想表达的都讲完了，怎么样，你有没有什么想法，小A同学。

猿小A : 首先同学的称呼是不对的，叫A总好了，你的想法和整个构架说实话还是很给我震撼的，尤其是在多对多映射的方式，通过底层注册的方式去实现，我还是蛮惊喜的，又学到了一些知识，后面我可以采用这种方式自己开发一下驱动程序。这种开发方式还是蛮新颖的，我觉得后面我考虑试一下。

猿小B : 让你理解应用，你却去搞原理，这种项目可是付费的，我费尽千心万苦研究的，你一句话看懂了就学会了，要赔钱。。。

猿小A ： 好啦，不要这么小气，中午请你吃个鸡腿好了。。。

猿小B ： emmm。。。这还差不多，哈哈，这篇就到这里吧，下一篇看看讲讲的别外设，不要再透过应用，研究原理了，这么下去我讲的都试着心惊胆战的。。。还没做好的蛋糕，你却拿去开店了，多伤人。。。

猿小A : 我。。。我尽量。。嘿嘿。。。sayonara。。。

强势占楼

欢迎欢迎。。。

尽管你写的不错，可是我依旧一脸懵B～～不过，顶你！

摸摸大