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今天給大家?guī)��?lái)單片機(jī)、嵌入式中比較常用的一種程序設(shè)計(jì)方法--分層設(shè)計(jì)模式，內(nèi)核中就大量采用這種設(shè)計(jì)方式，一般對(duì)于某種硬件體系分為幾層，

以一個(gè)核心層來(lái)管理，它會(huì)抽象出硬件或者個(gè)體的共性操作來(lái)進(jìn)行管理，很像在用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)。

下面就以實(shí)際代碼來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)明。假設(shè)我們有這么一種需求，需要從某些設(shè)備讀取一些數(shù)據(jù)，但是這些設(shè)備可能有51體系的，也可能有arm體系的。

那么我們應(yīng)該抽象一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)表示這種這些發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備。這就是核心層需要做的工作，假如我們?cè)O(shè)備有兩個(gè)共性：

1.使用前需要初始化

2.能收到數(shù)據(jù)

那么我們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就應(yīng)該這么抽象：

struct ReceiveOpr

{

int (*getDevData)(char data[]); //設(shè)備接收數(shù)據(jù)的函數(shù)

int (*devInit)(); //設(shè)備初始化函數(shù)

};

但是核心層管理的不僅僅是一個(gè)設(shè)備，為了方便核心層能找到某個(gè)設(shè)備，那么就需要給設(shè)備一個(gè)標(biāo)示，這個(gè)標(biāo)示可以有很多種，比如設(shè)備名字，產(chǎn)品id等等，

這里我們以設(shè)備名來(lái)區(qū)分。所以上面結(jié)構(gòu)體就應(yīng)該繼續(xù)添加名字成員，變?yōu)椋?/p>

struct ReceiveOpr

{

char *name; //接收設(shè)備的名字

int (*getDevData)(char data[]); //設(shè)備接收數(shù)據(jù)的函數(shù)

int (*devInit)(); //設(shè)備初始化函數(shù)

};

那么核心層如何管理這些設(shè)備呢?比較簡(jiǎn)單也是比較常見(jiàn)的就是設(shè)備鏈表了，也就是我們普通的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)鏈表，所以還需要一個(gè)指針，來(lái)操作這個(gè)設(shè)備鏈表，

于是，結(jié)構(gòu)體應(yīng)該再添加一個(gè)成員，變?yōu)椋?/p>

struct ReceiveOpr

{

char *name; //接收設(shè)備的名字

int (*getDevData)(char data[]); //設(shè)備接收數(shù)據(jù)的函數(shù)

int (*devInit)(); //設(shè)備初始化函數(shù)

struct ReceiveOpr *next; //用來(lái)管理鏈表

};

內(nèi)核中有種雙向鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) list_head，它提供了更為強(qiáng)大的鏈表管理能力，是內(nèi)核核心的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一，有興趣也可以移植那個(gè)來(lái)用。

到這里，我們的接收設(shè)備的功能抽象就基本完成了(如果在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)還需要其他成員，可以隨時(shí)添加)。

那么核心層如何具體去實(shí)現(xiàn)呢?貼一下代碼通過(guò)注釋就能明白。

receive_manager.h---輸入設(shè)備核心層頭文件

#ifndef _RECEIVE_MANAGER_H

#define _RECEIVE_MANAGER_H

struct ReceiveOpr

{

char *name; //接收設(shè)備的名字

int (*getDevData)(char data[]); //設(shè)備接收數(shù)據(jù)的函數(shù)

int (*devInit)(); //設(shè)備初始化函數(shù)

struct ReceiveOpr *next; //用來(lái)管理鏈表

};

//函數(shù)聲明

int registerRecvOpr(struct ReceiveOpr *p);

int selectRecvDev(char *name);

int getDevData(char data[]);

int recvDevInit();

int recvManagerInit();

#endif /* _RECEIVE_MANAGER_H */

receive_manager.c---輸入設(shè)備核心層實(shí)現(xiàn)文件

#include

#include

#include

static struct ReceiveOpr *listReceiveHead = NULL; //設(shè)備鏈表的鏈表頭

static struct ReceiveOpr *defaultDev = NULL; //需要操作的設(shè)備指針

/**

* @brief 核心層提供給具體設(shè)備的注冊(cè)函數(shù)，每個(gè)設(shè)備都要提供上面的結(jié)構(gòu)體指針，然后注冊(cè)到核心層

* @param p 表格行數(shù)

*/

int registerRecvOpr(struct ReceiveOpr *p)

{

struct ReceiveOpr *listTmp;

if (!listReceiveHead)

{

listReceiveHead = p;

p->next = NULL;

}

else

{

listTmp = listReceiveHead;

while (listTmp->next)

{

listTmp = listTmp->next;

}

listTmp->next = p;

p->next = NULL;

}

return 0;

}

/**

* @brief 根據(jù)name在鏈表中找到相應(yīng)的設(shè)備，然后賦給指針 defaultDev

* @param name 設(shè)備名字

*/

int selectRecvDev(char *name)

{

struct ReceiveOpr *listTmp = listReceiveHead;

while (listTmp)

{

if (strcmp(listTmp->name, name) == 0)

{

defaultDev = listTmp;

return 0;

}

listTmp++;

}

return -1;

}

/**

* @brief 根據(jù)指定的defaultDev，取出其中的數(shù)據(jù)，存到data數(shù)組中

* @param data 數(shù)組指針

*/

int getDevData(char data[])

{

int ret;

if(defaultDev)

{

ret = defaultDev->getDevData(data);

return ret;

}

else

{

return -1;

}

}

/**

* @brief 根據(jù)指定的defaultDev，對(duì)其進(jìn)行初始化

*/

int recvDevInit()

{

if(defaultDev)

{

if(defaultDev->devInit() == 0)

{

return 0;

}

else

{

return -1;

}

}

else

{

return -1;

}

}

/**

* @brief 對(duì)需要管理的設(shè)備進(jìn)行注冊(cè)，后邊會(huì)說(shuō)到

*/

int recvManagerInit()

{

registerArmRecv();

return 0;

}

核心層簡(jiǎn)單的管理工作就完成了，總結(jié)下就是：

1.提供 registerRecvOpr 接口給具體設(shè)備用，并把設(shè)備添加到設(shè)備鏈表

2.提供 recvDevInit、selectRecvDev、getDevData接口給上層用，來(lái)選擇設(shè)備并使用設(shè)備

那么我們具體的設(shè)備要怎么做呢，就是實(shí)現(xiàn)核心層定義的結(jié)構(gòu)體，然后注冊(cè)到核心層即可，下面以一個(gè)模擬設(shè)備來(lái)說(shuō)明

arm_recv.c---假設(shè)這是arm體系下一個(gè)設(shè)備，功能沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，只是模擬用

#include

static char buf[16];

static int fd;

static int getArmRecvDev(char data[]);

static int armRecvInit();

//這是核心層提供的設(shè)備抽象，具體設(shè)備文件就是需要去挨個(gè)實(shí)現(xiàn)這些成員

static struct ReceiveOpr armRecvDev = {

.name = "arm_recv",

.getDevData = getArmRecvDev,

.devInit = armRecvInit,

};

//提交數(shù)據(jù)的函數(shù)，只是模擬而已

static int getArmRecvDev(char data[])

{

int i, j=0;

int ret;

ret = read(fd, buf, 16);

if(ret > 0)

{

for(i=0; i<16; i++)

{

if(i%2 == 0)

{

data[j] = buf[i];

j++;

}

}

return (ret / 2);

}

else

{

return -1;

}

}

//設(shè)備初始化函數(shù)

static int armRecvInit()

{

fd = open("/dev/power", O_RDWR);

if (fd < 0)

{

printf("can't open arm_recv!\n");

return -1;

}

else

{

printf("open arm_recv success!\n");

}

return 0;

}

//注冊(cè)函數(shù)，核心層初始化時(shí)候會(huì)依次調(diào)用各個(gè)設(shè)備的注冊(cè)函數(shù)

int registerArmRecv(void)

{

return registerRecvOpr(&armRecvDev);

}

這里只是舉了一個(gè)例子，具體的設(shè)備功能當(dāng)然要復(fù)雜的多，假如還有個(gè)51體系的，或者stm32的，那么完全可以再實(shí)現(xiàn)兩個(gè)文件：51recv.c和stm32.c來(lái)注冊(cè)

到核心層。

后，來(lái)看下上層如何通過(guò)核心層來(lái)操作具體設(shè)備

main.c---使用實(shí)例

#include "receive_manager.h"

int main(int argc, char **argv)

{

int ret;

char buf[8];

recvManagerInit(); //注冊(cè)各個(gè)輸入設(shè)備

selectRecvDev("arm_recv"); //選擇要操作的設(shè)備

recvDevInit(); //對(duì)選擇的設(shè)備進(jìn)行初始化

while(1)

{

ret = getDevData(buf); //操作設(shè)備

printf("%d\n", ret);

}

}

簡(jiǎn)單吧，這樣的設(shè)計(jì)使我們的程序?qū)哟胃懈�加明了，方便管理我們的�?xiàng)目。這里只是簡(jiǎn)單的做了介紹，實(shí)際項(xiàng)目中使用的核心層管理要復(fù)雜的多，具體需要

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