首先，先来了解一下设备的阻塞与非阻塞操作以及实现阻塞操作的方法：
1.设备的阻塞与非阻塞操作：
阻塞操作是指，在执行设备操作时，若不能获得资源，则进程被挂起直到满足可操作的条件再进行操作。非阻塞操作是指，当进程不能进行设备操作时，并不挂起，它或者放弃，或者不停地查询，直到可以进行操作为止。
2.实现阻塞操作的方法：
在linux驱动程序中，可以使用等待队列（wait queue）来实现阻塞访问。
一，glob字符设备驱动程序的编写，把文件名命名为glob.c,源代码如下：
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/wait.h> //有关等待队列的头文件
#include <linux/semaphore.h> //有关信号量的头文件
#include <linux/sched.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
#define MAJOR_NUM 1400
#define DEVICE_NAME "glob"
static int glob_var = 0;
static struct semaphore sem; //定义信号量
static wait_queue_head_t outq; //定义一个等待队列头
static int flag = 0;
//*******************定义read方法****************************
static ssize_t glob_read(struct file *filp, char *buf, ssize_t len, loff_t *off)
{
//等待数据可获得
//wait_event_interruptible的返回一个整数值，非零值表示休眠被某个信号中断
//wait_event_interruptible中第一个参数是等待队列头，第二个参数是一个布尔表达式，在条件为真之前，进程会保持休眠
if (wait_event_interruptible(outq, flag != 0))
{
return - ERESTARTSYS;
}
//down_interruptible 函数返回非零值，表示操作被中断，调用者拥有信号量失败
if (down_interruptible(&sem))
{
return - ERESTARTSYS;
}
flag = 0;
//将内核空间中的数据移动到用户空间
if (copy_to_user(buf, &glob_var, sizeof(int)))
{
up(&sem); //移动数据的操作不完全成功也需要释放信号量
return - EFAULT;
}
up(&sem);//移动数据成功，释放信号量
return sizeof(int);
}
//************************定义write方法******************************
//glob_write函数中，flip是文件指针，buf是指向用户空间的缓冲区，len表示请求传输数据的长度，
//off指向一个长偏移量类型对象的指针，这个对象指明用户在文件中进行存储操作的位置
static ssize_t glob_write(struct file *filp, const char *buf, ssize_t len,loff_t *off)
{
if (down_interruptible(&sem))
{
return - ERESTARTSYS;
}
//将用户空间的数据移动到内核空间
if (copy_from_user(&glob_var, buf, sizeof(int)))
{
up(&sem); //移动数据不完全成功也需要释放信号量
return - EFAULT;
}
up(&sem); //移动数据成功，释放信号量
flag = 1;
//通知数据可获得
wake_up_interruptible(&outq); //唤醒休眠进程
return sizeof(int);
}
//************初始化file_operations结构体*************
struct file_operations glob_fops =
{
.owner = THIS_MODULE,
.read = glob_read,
.write = glob_write,
};
//*******模块初始化函数*********
static int __init glob_init(void)
{
int ret;
ret = register_chrdev(MAJOR_NUM, DEVICE_NAME, &glob_fops);
if (ret)
{
printk("glob register failure");
}
else
{
printk("glob register success");
//init_MUTEX(&sem);
sema_init(&sem,1); //初始化一个互斥锁，把信号量sem的值设置为1
init_waitqueue_head(&outq); //初始化等候队列头
}
return ret;
}
//************模块卸载函数**************
static void __exit glob_exit(void)
{
unregister_chrdev(MAJOR_NUM, DEVICE_NAME);
printk("glob unregister success!\n");
}
module_init(glob_init);
module_exit(glob_exit);
二，Makefile文件的编写，源代码如下：
obj-m:=glob.o default: $(MAKE) -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules clean: $(MAKE) -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean
三，编译模块：
把上面的glob.c和Makefile两个文件放在同一个文件夹下，我这里的文件夹是“glob阻塞操作实验”，然后进入文件夹，打开终端，登录root，输入指令make，便开始进行模块的编译了，遇到编译错误，多百度，积累经验。
四，加载模块：
在root权限下，在终端输入指令 insmod glob.ko 加载模块，没有任何错误提示的话，加载就成功了，如果遇到设备正忙的错误提示，请更改你的主设备号，然后重新加载便可。输入指令 cat /proc/devices 可以看到里面多了这么一行 ：1400 glob ，这说明我们的模块确实是已经成功加载进了我们的系统内核。
五，编写测试程序测试我们的内核模块：
因为我们需要实现对glob虚拟设备的阻塞访问，所以我们这里编写两个测试程序：glob_read_test.c和glob_write_test.c 。我们最终要实现的效果是，当这两个程序同时访问我们的glob虚拟设备时，只有当成功执行glob_write_test这个进程，往设备里写入了数据，另一个进程glob_read_test，才能读取glob虚拟设备里面的数据。因为最开始glob设备里是不存在数据的，不满足执行进程glob_read_test的条件，这个进程被挂起了直到设备glob里面存在数据，glob_read_test这个进程才会被唤醒，否则一直会被挂起。
glob_read_test.c的源代码如下：
//#include <sys/types.h>
//#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
int main(void)
{
int fd, num;
fd = open("/dev/glob", O_RDWR, S_IRUSR | S_IWUSR);
if (fd != - 1)
{
while (1)
{
read(fd, &num, sizeof(int)); //程序将阻塞在此语句，除非有针对 glob 的输入
printf("The glob is %d\n", num);
//如果输入是 0，则退出
if (num == 0)
{
close(fd);
break;
}
}
}
else
{
printf("device open failure\n");
}
return 0;
}
glob_write_test.c的源码如下：
//#include <sys/types.h>
//#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
int main(void)
{
int fd, num;
fd = open("/dev/glob", O_RDWR, S_IRUSR | S_IWUSR);
if (fd != - 1)
{
while (1)
{
printf("Please input the glob:\n");
scanf("%d", &num);
write(fd, &num, sizeof(int));
//如果输入 0，退出
if (num == 0)
{
close(fd);
break;
}
}
}
else
{
printf("device open failure\n");
}
return 0;
}
六，编译我们前面的测试程序：
在终端输入: gcc -o glob_read_test.o glob_read_test.c
gcc -o glob_write_test.o glob_write_test.c
编译我们的测试程序。
七，创建设备文件：
在终端输入命令：mknod /dev/glob c 1400 0 ,前面第一个参数是创建的目录；第二个参数是指设备的类型，c代表字符设备；第三个参数是主设备号；第四个参数是次设备号。
八，测试设备glob：
打开一个终端 输入 ./glob_write_test.o
打开另一个终端 输入 ./glob_read_test.o
这时候你会发现，只有当执行线程glob_write_test，往glob写入数据后，另一个线程glob_read_test才能读取数据，实现了glob_read_test对字符设备glob的阻塞访问，这和我们第五步中的设想完全一致！ 效果如下图：
