1、块设备驱动往往为磁盘设备的驱动，但是由于磁盘设备的IO性能与CPU相比很差，因此，块设备的数据流往往会引入文件系统的Cache机制。

2、实现角度：Linux为块设备和字符设备提供了两套机制。字符设备的实现：内核例程和用户态API一一对应，用户层的Read函数直接对应内核中的read例程，这种映射关系由file_operation维护。

块设备：read、write API没有直接到块设备层，而是直接到文件系统层，再由文件系统层发起读写请求。

3、blok_device_operations结构体

与字符驱动设备程序一样，块设备驱动程序也包含在<linux/fs.h>中定义的blok_device_operations结构体

struct block_device_operations { int (*open) (struct block_device *, fmode_t); int (*release) (struct gendisk *, fmode_t); int (*locked_ioctl) (struct block_device *, fmode_t, unsigned, unsigned long); int (*ioctl) (struct block_device *, fmode_t, unsigned, unsigned long); int (*compat_ioctl) (struct block_device *, fmode_t, unsigned, unsigned long); int (*direct_access) (struct block_device *, sector_t, void , unsigned long *); int (*media_changed) (struct gendisk *); int (*revalidate_disk) (struct gendisk *); int (*getgeo)(struct block_device *, struct hd_geometry *); struct module *owner; };

对块设备的读写请求都是以异步方式发送到设备相关request队列之中

4.1、gendisk的操作函数：

/* 分配gendisk */
struct gendisk *alloc_disk(int minors);

/* 删除gendisk */
void del_gendisk(struct gendisk *gd);

/* 增加gendisk */
void add_disk(struct gendisk *gd);

4.2、gendisk

一个块设备物理实体由一个gendisk结构体来表示（<linux/genhd.h>定义），每个gendisk可以支持多个分区。

每个gendisk包含了本物理实体的全部信息以及操作函数接口。整个块设备的注册是围绕gendisk来展开的。在驱动程序中初始化gendisk成员如下。

讯享网struct gendisk { int major; /* major number of driver */ int first_minor; int minors; /* maximum number of minors, =1 for * disks that can't be partitioned. */ char disk_name[32]; /* name of major driver */ struct hd_struct part; /* 磁盘上的分区信息 */ int part_uevent_suppress; struct block_device_operations *fops;/*块设备操作结构体blok_device_operations*/ struct request_queue *queue; void *private_data; sector_t capacity; int flags; struct device *driverfs_dev; struct kobject kobj; struct kobject *holder_dir; struct kobject *slave_dir; struct timer_rand_state *random; int policy; atomic_t sync_io; /* RAID */ unsigned long stamp; int in_flight; #ifdef CONFIG_SMP struct disk_stats *dkstats; #else struct disk_stats dkstats; #endif struct work_struct async_notify; };

2、register_blkdev()函数用来注册块设备驱动，并申请主设备号

/* 注册块设备驱动 */
int register_blkdev(unsigned int major, const char *name);

/* 注销块设备驱动 */
int unregister_blkdev(unsigned int major, const char *name);

4、int minors； //次设备的最大数目，未分区则 = 1

5、char disk_name[32]； //磁盘名字

6、struct block_device_operations *fops； //块设备操作函数集合
7、struct request_queue *queue; //请求队列
用来管理该设备的I/O请求，请求队列的相关函数：

讯享网

/* 报告完成 */
void blk_end_request_all(struct request *rq, int error);
void __blk_end_request_all(struct request *rq, int error);  //在持有队列锁的场景下调用

对请求的处理有两种模式，可以使用请求队列，也可以不使用，在使用请求队列时，使用blk_init_queue()函数，不用请求队列时，将blk_alloc_queue()和blk_queue_make_request()结合使用，一般模式为;

8、int flags; //描述驱动器状态的标志
如果为可移动介质：GENHD_FL_REMOVABLE
如果为CD_ROM:GENHD_FL_CD
如果不需要分区信息出现在 /proc/partitions, 设置为
GENHD_FL_SUPPRESS_PARTITIONS_INFO

void set_capacity(struct gendisk *disk, sector_t size);

块设备中最小的可寻址单元是扇区，扇区大小一般是2 的整数倍，最常见的大小是512 字节。扇区的
大小是设备的物理属性，扇区是所有块设备的基本单元，块设备无法对比它还小的单元进行寻址和操作，
不过许多块设备能够一次就传输多个扇区。虽然大多数块设备的扇区大小都是512 字节，不过其他大小的
扇区也很常见，比如，很多CD-ROM 盘的扇区都是2KB。
不管物理设备的真实扇区大小是多少，内核与块设备驱动交互的扇区都以512 字节为单位。因此，
set_capacity()函数也以512 字节为单位。

10、void *private_data; //指向私有数据的指针

可用于指向磁盘的任何私有数据。，用法与file结构体的private_data类似