驱动设计的思想：面向对象/分层/分离

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1 面向对象
2 分层
3 分离

1 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。

2 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。

3 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：

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。

代码实现：
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：

#ifndef _LED_RESOURCE_H
#define _LED_RESOURCE_H/* GPIO3_0 */
/* bit[31:16] = group */
/* bit[15:0]  = which pin */
#define GROUP(x) (x>>16)
#define PIN(x)   (x&0xFFFF)
#define GROUP_PIN(g,p) ((g<<16) | (p))struct led_resource {int pin;
};struct led_resource *get_led_resouce(void);#endif

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：


#include "led_resource.h"static struct led_resource board_A_led = {.pin = GROUP_PIN(3,1),
};struct led_resource *get_led_resouce(void)
{return &board_A_led;
}

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：

#include <linux/module.h>#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>
#include "led_opr.h"
#include "led_resource.h"static struct led_resource *led_rsc;
static int board_demo_led_init (int which) /* 初始化LED, which-哪个LED */
{   //printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which);if (!led_rsc){led_rsc = get_led_resouce();}printk("init gpio: group %d, pin %d\n", GROUP(led_rsc->pin), PIN(led_rsc->pin));switch(GROUP(led_rsc->pin)){case 0:{printk("init pin of group 0 ...\n");break;}case 1:{printk("init pin of group 1 ...\n");break;}case 2:{printk("init pin of group 2 ...\n");break;}case 3:{printk("init pin of group 3 ...\n");break;}}return 0;
}static int board_demo_led_ctl (int which, char status) /* 控制LED, which-哪个LED, status:1-亮,0-灭 */
{//printk("%s %s line %d, led %d, %s\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which, status ? "on" : "off");printk("set led %s: group %d, pin %d\n", status ? "on" : "off", GROUP(led_rsc->pin), PIN(led_rsc->pin));switch(GROUP(led_rsc->pin)){case 0:{printk("set pin of group 0 ...\n");break;}case 1:{printk("set pin of group 1 ...\n");break;}case 2:{printk("set pin of group 2 ...\n");break;}case 3:{printk("set pin of group 3 ...\n");break;}}return 0;
}static struct led_operations board_demo_led_opr = {.init = board_demo_led_init,.ctl  = board_demo_led_ctl,
};struct led_operations *get_board_led_opr(void)
{return &board_demo_led_opr;
}