深入解析阻塞IO驱动代码实现与makefile编写

资源摘要信息:"在Linux操作系统中，编写字符设备驱动程序是内核编程的重要组成部分。本文件摘录涉及阻塞IO驱动代码的编写以及相应的makefile配置，主要包含以下知识点：字符设备的注册、GPIO（通用输入输出）口的申请、原子变量的操作。" 知识点一：字符设备的注册 在Linux内核中，字符设备是通过cdev结构体来管理的。字符设备的注册是驱动程序与系统对接的重要步骤，它通过cdev_add()函数完成。该函数原型为： ```c int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count); ``` 参数说明： - p：指向cdev结构体的指针，该结构体已经包含了字符设备的相关信息。 - dev：设备号，可以由alloc_chrdev_region()函数分配得到。 - count：该设备所包含的连续设备号的数量，通常为1。 函数功能是将cdev结构体添加到系统中，并建立起设备号与驱动程序的关联。在这个过程中，系统会自动调用设备的file_operations结构体中定义的操作函数，从而响应来自用户空间的系统调用。 知识点二：GPIO口的申请 GPIO（通用输入输出）口在硬件驱动程序中起到非常重要的作用，它允许程序控制和检测设备的物理引脚。在本示例中，使用了gpio_request()函数申请MIO_PIN_50的控制权，函数原型如下： ```c int gpio_request(unsigned gpio, const char *label); ``` 参数说明： - gpio：要申请的GPIO引脚编号。 - label：为这个GPIO引脚设置的标签，用于调试信息输出。 如果返回值为0，则表示申请成功；如果返回负值，则表示申请失败，通常是因为该引脚已被其他程序占用或者引脚编号不合法。 知识点三：原子变量的操作 在多线程或多进程的内核编程中，确保数据一致性的原子操作是非常关键的。本例中使用了atomic64_t类型的原子变量，并通过atomic64_set()函数将其初始化为0。atomic64_t提供了64位的原子操作，对于需要原子操作的64位数据来说非常有用。函数原型如下： ```c void atomic64_set(atomic64_t *v, long i); ``` 参数说明： - v：指向atomic64_t类型变量的指针。 - i：要设置的值。 此函数将原子变量v设置为给定的值i，操作是原子的，即在执行该函数的过程中，其他任何处理器上的任何线程都不能访问v。 知识点四：makefile配置 makefile文件是Linux下的自动化编译脚本，用于管理和编译源代码文件。一个典型的makefile包含编译规则、依赖关系以及目标文件等。在内核模块的makefile中，通常需要指定内核源代码的路径、模块编译的目标文件以及加载和卸载模块的规则等。具体配置会依赖于内核版本和模块的复杂程度。 在编写makefile时，通常会定义几个变量： - CC：编译器路径。 - CFLAGS：编译选项，如优化级别、包含路径等。 - obj-m：要编译的目标文件列表。 然后定义编译和安装规则，如： ```makefile all: make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules clean: make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean ``` 其中，`make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD)` 表示在内核源码的构建目录下执行make操作，并指定当前目录作为模块目录（M=$(PWD)）。 以上知识点涉及了字符设备驱动程序编写的核心步骤，从设备的注册到资源申请，再到原子操作以及makefile的配置。在开发实际的内核模块时，这些知识点是基础，需要开发人员熟练掌握。