SoC嵌入式软件架构设计之六：API设计方法

Posted 2022-06-09 吴跃前

           在嵌入式系统中，驱动都是以API的方式提供给应用进行调用。这里介绍嵌入式系统的API设计和管理方法。

       驱动在系统中会按模块进行分类，例如按键驱动、LCD驱动、文件系统、card驱动、I2C驱动等等；每个模块又有多个接口，例如LCD驱动有光标定位、画点、画直线等，而文件系统有fread、fwrite、fseek、fopen等接口。以下举例将以文件系统的fopen为例，工具链为mips。

一、API设计方法

       1. 驱动接口声明：extern FILE * fopen(const char * path,const char * mode)，位于fs.h中

       2. 驱动接口定义：FILE * open(const char * path,const char * mode)...，位于fs.c中

       3. 驱动接口API： fopen ：li  v1,FILE_OPEN;

                                                  syscall;  位于api.S中，是汇编代码。

       4. 驱动接口函数指针数组：struct file_operations fs_fops 

                                                      open,read,write,seek;

       5. 文件系统被加载时，会将文件系统的接口函数指针数组fops注册到系统的API管理数组中。

       6. 系统对驱动进行分类管理，其有一个记录各个驱动接口函数指针数组基址的数组，各个驱动事先按顺序进行约定，如数组的第一个元素就是按键驱动的key_fops，而第二个就是LCD驱动的lcd_fops，以此类推。某个驱动被加载时，驱动会把对应的fops通过API管理的接口记录到该数组的对应位置。

           这个约定一般会在api.h中，如#define KEY 0 //表示key驱动是约定在数组的第一个位置，  #define FS 2//表示FS是约定在数组的第三个位置            

       7. FILE_OPEN定义：#define FILE_OPEN (FS<<N)+0 ，在fs.h中，表示fopen是文件系统提供的第一个接口，这个常量包含两部分信息，一是文件系统在API管理中的索引，二是该接口在自己驱动接口中的索引。

       8. 应用调用时，path和mode等形参会压入栈，然后进入fopen的API，其将FILE_OPEN常量赋值给v1，通过syscall陷入到异常，进行内核态，这时即可以进入到API管理中，API根据FILE_OPEN提供的两部分信息可以迅速找到open的地址，异常返回时即跳到open的地址执行，此即进行实际的接口调用。整个过程完成。

 

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