Linux内核字符设备驱动实现阻塞式read

字符设备驱动中的read操作可以是阻塞式的，即在读取数据时如果没有可用的数据会一直等待，直到有数据可读或者出现错误。实现阻塞式read可以使用Linux内核提供的wait_queue_head_t和wait_event_interruptible两个函数。

wait_queue_head_t是一个等待队列头，用于管理等待某个事件的进程列表。它的定义如下：

typedef struct __wait_queue_head wait_queue_head_t;

wait_event_interruptible是一个等待事件的函数，会将当前进程加入到等待队列中，并将进程状态设置为可中断等待。它的定义如下：

long wait_event_interruptible(wait_queue_head_t *queue, int condition);

其中，queue是等待队列头，condition是等待的条件，如果条件不成立，则进程会一直等待。

在字符设备驱动的read函数中，可以使用wait_event_interruptible函数实现阻塞式读取。具体实现步骤如下：

定义一个等待队列头wait_queue_head_t，用于管理等待读取数据的进程列表。
在read函数中，如果没有可用的数据，则将当前进程加入到等待队列中，然后调用wait_event_interruptible函数等待数据可用。
当有数据可读时，唤醒等待队列中的进程，返回读取到的数据。

下面是一个简单的阻塞式read实现示例：

#include <linux/fs.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/uaccess.h>

#define BUFFER_SIZE 1024

static char *buffer;
static int buffer_size;
static int read_pos;

static wait_queue_head_t read_queue;

static ssize_t my_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
    int ret;

    // 如果没有可读取的数据，则等待数据可用
    while (read_pos == 0) {
        ret = wait_event_interruptible(read_queue, read_pos > 0);
        if (ret < 0) {
            return ret;
        }
    }

    // 读取数据
    if (count > read_pos) {
        count = read_pos;
    }
    if (copy_to_user(buf, buffer, count)) {
        return -EFAULT;
    }
    read_pos -= count;

    return count;
}

static int my_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    buffer = kmalloc(BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL);
    if (!buffer) {
        return -ENOMEM;
    }
    buffer_size = BUFFER_SIZE;
    read_pos = 0;

    init_waitqueue_head(&read_queue);

    return 0;
}

static int my_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    kfree(buffer);

    return 0;
}

static struct file_operations my_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .read = my_read,
    .open = my_open,
    .release = my_release,
};

static int __init my_init(void)
{
    int ret;

    ret = register_chrdev(0, "mydev", &my_fops);
    if (ret < 0) {
        return ret;
    }

    return 0;
}

static void __exit my_exit(void)
{
    unregister_chrdev(0, "mydev");
}

module_init(my_init);
module_exit(my_exit);

在这个示例中，read函数首先判断是否有可读取的数据，如果没有，则调用wait_event_interruptible函数等待数据可用。当有数据可读时，读取数据并返回。在open函数中，初始化等待队列头read_queue。在release函数中，释放动态分配的buffer