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结合源码认识rtthread设备的三层框架

发布于 2021-05-15 19:03:20 浏览：3402 订阅该版

[tocm]

# 一、rtthread设备三层框架
绝大部分的嵌入式系统都包括一些 I/O（Input/Output，输入 / 输出）设备，例如仪器上的数据显示屏、工业设备上的串口通信、数据采集设备上用于保存数据的 Flash 或 SD 卡，以及网络设备的以太网接口等，都是嵌入式系统中容易找到的 I/O 设备例子。
 
RT-Thread 提供了一套简单的 I/O 设备模型框架，如下图所示，它位于硬件和应用程序之间，共分成三层，从上到下分别是 I/O 设备管理层、设备驱动框架层、设备驱动层。其中，设备管理层和设备驱动框架层rtthread已经实现，设备驱动框架向设备管理器注册见\rt-thread\components\drivers\spi\spi_dev.c，可见spi驱动框架属于rtthread的组件，rtthread的spi设备驱动框架提供了spi总线注册函数rt_spi_bus_register(struct rt_spi_bus *bus,const char   *name,  const struct rt_spi_ops *ops)用于将底层的spi操作注册到驱动框架，这样我们就可以调用设备管理api（open，read、write）跟底层硬件寄存器进行数据交换（读写寄存器）。
![QQ浏览器截图20210515185813.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210515/1900ab4fed963451a417d4883c13df21.png)

# 二、结合源码分析三层之间的注册关系
## 2.1 设备驱动层向设备驱动框架层注册
wm_spi_ops即为硬件层的操作函数，实现寄存器的读写，如果soc原厂要使用rtthread驱动框架就是要实现spixfer函数。之后rtthread的spi驱动框架就会根据用户的rt_device_write函数去写硬件寄存器，或者通过rt_device_read读取硬件寄存器。
```c
static struct rt_spi_ops wm_spi_ops =
{
    .configure = spi_configure,
    .xfer = spixfer
};
struct wm_spi spi;
struct rt_spi_bus wm_spi_bus;
int wm_hw_spi_bus_init(void)
{
    rt_int16_t gpio_pin;
    gpio_pin = wm_get_pin(WM_SPI_CK_PIN);
    if (gpio_pin >= 0)
    {
        wm_spi_ck_config((enum tls_io_name)gpio_pin);
    }
    gpio_pin = wm_get_pin(WM_SPI_DI_PIN);
    if (gpio_pin >= 0)
    {
        wm_spi_di_config((enum tls_io_name)gpio_pin);
    }
    gpio_pin = wm_get_pin(WM_SPI_DO_PIN);
    if (gpio_pin >= 0)
    {
        wm_spi_do_config((enum tls_io_name)gpio_pin);
    }
    wm_spi_bus.parent.user_data = &spi;
#ifdef WM_SPI_BUS_NAME
    rt_spi_bus_register(&wm_spi_bus, WM_SPI_BUS_NAME, &wm_spi_ops);
#else
    rt_spi_bus_register(&wm_spi_bus, "spi0", &wm_spi_ops);
#endif
    return RT_EOK;
}

```

## 2.2 设备驱动框架层向设备管理层注册
\rt-thread\components\drivers\spi\spi_dev.c中的rt_spidev_device_init向设备管理层注册一个spi总线驱动。
```c
rt_err_t rt_spidev_device_init(struct rt_spi_device *dev, const char *name)
{
    struct rt_device *device;
    RT_ASSERT(dev != RT_NULL);

device = &(dev->parent);

/* set device type */
    device->type    = RT_Device_Class_SPIDevice;
#ifdef RT_USING_DEVICE_OPS
    device->ops     = &spi_device_ops;
#else
    device->init    = RT_NULL;
    device->open    = RT_NULL;
    device->close   = RT_NULL;
    device->read    = _spidev_device_read;
    device->write   = _spidev_device_write;
    device->control = _spidev_device_control;
#endif

/* register to device manager */
    return rt_device_register(device, name, RT_DEVICE_FLAG_RDWR);
}
```