阻塞型字符设备驱动实现与测试

"国嵌实验手册（全）6-1，国嵌实验，嵌入式arm开发板实验入门，阻塞型字符设备驱动" 在嵌入式系统开发中，字符设备驱动是操作系统与硬件交互的重要桥梁，它负责处理硬件设备的数据传输。本实验主要关注的是阻塞型字符设备驱动的实现，这种驱动模式在没有数据准备就绪时会暂停用户进程，直到数据准备好为止。以下是关于阻塞型字符设备驱动的详细知识： **实验目的：** 1. 理解阻塞型字符设备驱动的工作原理，即当设备无法立即提供数据或服务时，如何挂起请求该服务的进程，直到设备准备就绪。 2. 学习如何改造现有的非阻塞字符设备驱动，将其改为阻塞方式。 3. 编写并测试应用程序，以验证阻塞型字符设备驱动的正确性。 **实验要求：** 1. 修改实验5.1.1中的字符设备驱动程序，使读取和写入操作变为阻塞模式。这意味着如果设备无法立即处理读/写请求，那么调用这些操作的进程将会被挂起，等待设备准备就绪。 2. 创建一个应用程序，用于测试改造后的阻塞型字符设备驱动的读写功能。 **实验环境：** - 软件环境：安装了RHEL5的VMware虚拟机 - 硬件环境：一台PC机和一套雨虹4硐开发板 **实验步骤：** 1. 设置实验环境，包括创建目录，编译和配置内核模块等。 2. 编写驱动程序 `memdev.c`，这个程序并不会直接操作硬件，而是通过内存模拟字符设备。关键在于将读写操作修改为阻塞模式，这意味着当没有数据可供读取或写入位置已满时，驱动会阻止进一步的操作，直到条件满足。 3. 编写Makefile文件，用于编译内核模块。 4. 编译内核模块并将它们复制到根文件系统，以便系统可以加载和使用这些模块。 在阻塞型字符设备驱动中，通常会使用`wait_queue_head_t`结构来管理等待队列，当设备未准备好时，驱动程序会将请求进程放入等待队列，并调用`schedule()`函数让出CPU。当设备状态改变，驱动程序会唤醒等待队列中的进程，继续执行。 在测试过程中，应用程序需要能正确地调用阻塞的读写接口，并在数据可用时接收到返回值。通过对比非阻塞和阻塞模式下的程序行为，可以验证阻塞型字符设备驱动的正确性。 本实验旨在深化理解字符设备驱动的阻塞机制，并通过实际编程和测试，提高开发者在嵌入式系统中处理硬件交互的能力。在实际应用中，阻塞型驱动常用于那些数据传输速度较慢或者需要等待外部事件触发的设备，如磁盘驱动器、串口通信等。