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今天给大家带来单片机、嵌入式中比较常用的一种程序设计方法--分层设计模式，内核中就大量采用这种设计方式，一般对于某种硬件体系分为几层， 以一个核心层来管理，它会抽象出硬件或者个体的共性操作来进行管理，很像在用C语言实现面向对象的设计。 下面就以实际代码来简单说明。假设我们有这么一种需求，需要从某些设备读取一些数据，但是这些设备可能有51体系的，也可能有arm体系的。 那么我们应该抽象一个数据结构来表示这种这些发送数据的设备。这就是核心层需要做的工作，假如我们设备有两个共性： 1.使用前需要初始化 2.能收到数据 那么我们的数据结构就应该这么抽象： struct ReceiveOpr { int (*getDevData)(char data[]); //设备接收数据的函数 int (*devInit)(); //设备初始化函数 }; 但是核心层管理的不仅仅是一个设备，为了方便核心层能找到某个设备，那么就需要给设备一个标示，这个标示可以有很多种，比如设备名字，产品id等等， 这里我们以设备名来区分。所以上面结构体就应该继续添加名字成员，变为： struct ReceiveOpr { char *name; //接收设备的名字 int (*getDevData)(char data[]); //设备接收数据的函数 int (*devInit)(); //设备初始化函数 }; 那么核心层如何管理这些设备呢?比较简单也是比较常见的就是设备链表了，也就是我们普通的数据结构链表，所以还需要一个指针，来操作这个设备链表， 于是，结构体应该再添加一个成员，变为： struct ReceiveOpr { char *name; //接收设备的名字 int (*getDevData)(char data[]); //设备接收数据的函数 int (*devInit)(); //设备初始化函数 struct ReceiveOpr *next; //用来管理链表 }; 内核中有种双向链表的数据结构 list_head，它提供了更为强大的链表管理能力，是内核最核心的数据结构之一，有兴趣也可以移植那个来用。 到这里，我们的接收设备的功能抽象就基本完成了(如果在实现过程中发现还需要其他成员，可以随时添加)。 那么核心层如何具体去实现呢?贴一下代码通过注释就能明白。 receive_manager.h---输入设备核心层头文件 #ifndef _RECEIVE_MANAGER_H #define _RECEIVE_MANAGER_H struct ReceiveOpr { char *name; //接收设备的名字 int (*getDevData)(char data[]); //设备接收数据的函数 int (*devInit)(); //设备初始化函数 struct ReceiveOpr *next; //用来管理链表 }; //函数声明 int registerRecvOpr(struct ReceiveOpr *p); int selectRecvDev(char *name); int getDevData(char data[]); int recvDevInit(); int recvManagerInit(); #endif /* _RECEIVE_MANAGER_H */ receive_manager.c---输入设备核心层实现文件 #include #include #include static struct ReceiveOpr *listReceiveHead = NULL; //设备链表的链表头 static struct ReceiveOpr *defaultDev = NULL; //需要操作的设备指针 /** * @brief 核心层提供给具体设备的注册函数，每个设备都要提供上面的结构体指针，然后注册到核心层 * @param p 表格行数 */ 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 根据name在链表中找到相应的设备，然后赋给指针 defaultDev * @param name 设备名字 */ int selectRecvDev(char *name) { struct ReceiveOpr *listTmp = listReceiveHead; while (listTmp) { if (strcmp(listTmp->name, name) == 0) { defaultDev = listTmp; return 0; } listTmp++; } return -1; } /** * @brief 根据指定的defaultDev，取出其中的数据，存到data数组中 * @param data 数组指针 */ int getDevData(char data[]) { int ret; if(defaultDev) { ret = defaultDev->getDevData(data); return ret; } else { return -1; } } /** * @brief 根据指定的defaultDev，对其进行初始化 */ int recvDevInit() { if(defaultDev) { if(defaultDev->devInit() == 0) { return 0; } else { return -1; } } else { return -1; } } /** * @brief 对需要管理的设备进行注册，后边会说到 */ int recvManagerInit() { registerArmRecv(); return 0; } 核心层简单的管理工作就完成了，总结下就是： 1.提供 registerRecvOpr 接口给具体设备用，并把设备添加到设备链表 2.提供 recvDevInit、selectRecvDev、getDevData接口给上层用，来选择设备并使用设备 那么我们具体的设备要怎么做呢，就是实现核心层定义的结构体，然后注册到核心层即可，下面以一个模拟设备来说明 arm_recv.c---假设这是arm体系下一个设备，功能没有实现，只是模拟用 #include static char buf[16]; static int fd; static int getArmRecvDev(char data[]); static int armRecvInit(); //这是核心层提供的设备抽象，具体设备文件就是需要去挨个实现这些成员 static struct ReceiveOpr armRecvDev = { .name = "arm_recv", .getDevData = getArmRecvDev, .devInit = armRecvInit, }; //提交数据的函数，只是模拟而已 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; j++; } } return (ret / 2); } else { return -1; } } //设备初始化函数 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; } //注册函数，核心层初始化时候会依次调用各个设备的注册函数 int registerArmRecv(void) { return registerRecvOpr(&armRecvDev); } 这里只是举了一个例子，具体的设备功能当然要复杂的多，假如还有个51体系的，或者STM32的，那么完全可以再实现两个文件：51recv.c和stm32.c来注册 到核心层。 最后，来看下上层如何通过核心层来操作具体设备 main.c---使用实例 #include "receive_manager.h" int main(int argc, char **argv) { int ret; char buf[8]; recvManagerInit(); //注册各个输入设备 selectRecvDev("arm_recv"); //选择要操作的设备 recvDevInit(); //对选择的设备进行初始化 while(1) { ret = getDevData(buf); //操作设备 printf("%dn", ret); } } 简单吧，这样的设计使我们的程序层次感更加明了，方便管理我们的项目。这里只是简单的做了介绍，实际项目中使用的核心层管理要复杂的多，具体需要
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