模仿RT_Thread的设备驱动模型，使用C++实现

现状

由于目前本人就职的公司不允许自由使用操作系统开发，且公司一般为C/C++混合开发的模式，驱动的开发也十分的草率，驱动代码与应用代码杂糅在一起，十分的不清晰。个人又十分喜爱RT_Thread这个系统，也翻阅过一些内核源码，学习到了非常多的有用的开发技能。

于是我想到，为何不能自己建立一套驱动管理机制来进行统一？于是萌发了使用C++来构建RT_Thread的设备驱动框架的想法。当然，我并没有做到完全一致，而是加入了自己的一些想法，并且也是基于了目前的开发现状来进行了一定的修改（不允许贴源码只能截图哈）。

实现过程说明

RT_Thread的内核对象分为很多种类别，线程、信号量、互斥量、设备、定时器…由于借鉴了RT_Thread的源码，故进行了删减，只保留设备部分，且去除了对象类型和动态申请内存使用的size变量（RT_Thread的源码这一部分代码就不贴了），如图：

内核对象类：

RT_Thread是把rt_object这个结构体作为双向链表的元素，这里的话是把CObject这个类作为双向链表的对象（C++的类其实和结构体是一样的）。

对象的操作只保留了object_find、object_init、object_detach，修改了register和unregister的操作。type、name、usr_data保留，其中type（设备的类型）根据实际应用做了一些修改（部分定义）：

链表的插入删除操作原封不动“抄”了RT_Thread的源码，如图：

新增驱动的控制与循环

因为删除了open和close，且考虑到有些驱动需要调用循环实现一定的功能，故新增一个驱动控制类CObjCtrl：

该类非常简单，如果驱动未使能则循环退出，且循环的主体（ObjProcess()）需要该类被继承后进行虚函数的重写。

新建注册类（基本抽象类）

注册类的作用主要就是继承了CObjCtrl，且替代RT_Thread的register函数和unregister函数，将对象接入双向链表。该类的实现如下：

需要注意的是，不在需要手动调用register和unregister这两个注册卸载函数了，因为在驱动类构造函数执行的时候回自动调用（见构造函数和析构函数）。GetType()和GetName()函数比较常规。构造函数需要传入驱动的类型、名字和私有数据（私有数据的作用下面会有说明）。

因为继承了CObjCtrl类，故需要重写虚函数ObjProcess()，重写的ObjProcess()函数由调用了本类的AbsLayerProcess()纯虚函数，故本注册类依然需要被继承后重写该纯虚函数AbsLayerProcess()。

驱动抽象类

该类主要就是继承了上述注册类，且存在常规的read、write、control接口（虚函数）。

RT_Thread的驱动初始化是在open函数调用的时候被调用的，我去除了open和close，所以驱动的初始化放在find函数内部，通过变量b_IsInitOK来记录是否已经进行过初始化，也可以手动调用函数DriverInitial()来进行驱动的初始化。查看构造函数可以发现，私有数据记录了本驱动抽象类的地址（因为传入了this指针）。

又重写了注册类的AbsLayerProcess()函数，该函数调用的真正需要驱动实现的循环函数DriverProcess()。

至此，设备驱动框架部分代码全部开发完毕。

使用示例

以flash芯片AT45DB为例：

需要实现驱动的read、write、control、init函数（因为该驱动不需要循环，所以不需要重写DriverProcess()循环函数）。构造函数传入SPI相关信息（自己实现的代码，不深究）和驱动类型及名字。

实例化驱动类，自动将“对象”注册至链表内：

使用如下：

至此，基本的设备驱动框架已经形成，当然后面又做了一定的拓展和优化，这里不再赘述。RT_Thread实在是一个宝藏系统！