Linux块设备驱动实验

直接参考【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南V1.81

本文仅作为个人笔记使用，方便进一步记录自己的实践总结。

前面我们都是在学习字符设备驱动，本章我们来学习一下块设备驱动框架，块设备驱动是Linux 三大驱动类型之一。块设备驱动要远比字符设备驱动复杂得多，不同类型的存储设备又对应不同的驱动子系统，本章我们重点学习一下块设备相关驱动概念，不涉及到具体的存储设备。最后，我们使用 ALPHA 开发板板载 RAM 模拟一个块设备，学习块设备驱动框架的使用。

什么是块设备？

块设备是针对存储设备的，比如 SD 卡、EMMC、NAND Flash、Nor Flash、SPI Flash、机械硬盘、固态硬盘等。因此块设备驱动其实就是这些存储设备驱动，块设备驱动相比字符设备驱动的主要区别如下：

①、块设备只能以块为单位进行读写访问，块是 linux 虚拟文件系统(VFS)基本的数据传输单位。字符设备是以字节为单位进行数据传输的，不需要缓冲。

②、块设备在结构上是可以进行随机访问的，对于这些设备的读写都是按块进行的，块设备使用缓冲区来暂时存放数据，等到条件成熟以后再一次性将缓冲区中的数据写入块设备中。

这么做的目的为了提高块设备寿命，大家如果仔细观察的话就会发现有些硬盘或者 NAND Flash就会标明擦除次数(flash 的特性，写之前要先擦除)，比如擦除 100000 次等。因此，为了提高块设备寿命引入了缓冲区，数据先写入到缓冲区中，等满足一定条件后再一次性写入到真正的物理存储设备中，这样就减少了对块设备的擦除次数，提高了块设备寿命。

字符设备是顺序的数据流设备，字符设备是按照字节进行读写访问的。字符设备不需要缓冲区，对于字符设备的访问都是实时的，而且也不需要按照固定的块大小进行访问。

块设备结构的不同其 I/O 算法也会不同，比如对于 EMMC、SD 卡、NAND Flash 这类没有任何机械设备的存储设备就可以任意读写任何的扇区(块设备物理存储单元)。但是对于机械硬盘这样带有磁头的设备，读取不同的盘面或者磁道里面的数据，磁头都需要进行移动，因此对于机械硬盘而言，将那些杂乱的访问按照一定的顺序进行排列可以有效提高磁盘性能，linux 里面针对不同的存储设备实现了不同的 I/O 调度算法。

块设备几个重要结构体

1、注册块设备

和字符设备驱动一样，我们需要向内核注册新的块设备、申请设备号，块设备注册函数为register_blkdev，函数原型如下：

int register_blkdev(unsigned int major, const char *name)

函数参数和返回值含义如下：

major：主设备号。

name：块设备名字。

返回值：如果参数 major 在 1~255 之间的话表示自定义主设备号，那么返回 0 表示注册成功，如果返回负值的话表示注册失败。如果 major 为 0 的话表示由系统自动分配主设备号，那么返回值就是系统分配的主设备号(1~255)，如果返回负值那就表示注册失败。

2、注销块设备

和字符设备驱动一样，如果不使用某个块设备了，那么就需要注销掉，函数为unregister_blkdev，函数原型如下：

void unregister_blkdev(unsigned int major, const char *name)

函数参数和返回值含义如下：

major：要注销的块设备主设备号。

name：要注销的块设备名字。

返回值：无。

block_device 结构体

linux 内核使用 block_device 表示块设备， block_device 为一个结构体，定义在include/linux/fs.h 文件中，结构体内容如下：

待补充。

对于 block_device 结构体，我们重点关注一下第 21 行的 bd_disk 成员变量，此成员变量为gendisk 结构体指针类型。内核使用 block_device 来表示一个具体的块设备对象，比如一个硬盘或者分区，如果是硬盘的话 bd_disk 就指向通用磁盘结构 gendisk。

gendisk 结构体

linux 内核使用 gendisk 来描述一个磁盘设备，这是一个结构体，定义在 include/linux/genhd.h中，内容如下：

待补充。

我们简单看一下 gendisk 结构体中比较重要的几个成员变量：

第 5 行，major 为磁盘设备的主设备号。

第 6 行，first_minor 为磁盘的第一个次设备号。

第 7 行，minors 为磁盘的次设备号数量，也就是磁盘的分区数量，这些分区的主设备号一样，次设备号不同。

第 21 行，part_tbl 为磁盘对应的分区表，为结构体 disk_part_tbl 类型，disk_part_tbl 的核心是一个 hd_struct 结构体指针数组，此数组每一项都对应一个分区信息。

第 24 行，fops 为块设备操作集，为 block_device_operations 结构体类型。和字符设备操作集 file_operations 一样，是块设备驱动中的重点！

第 25 行，queue 为磁盘对应的请求队列，所以针对该磁盘设备的请求都放到此队列中，驱动程序需要处理此队列中的所有请求。

编写块的设备驱动的时候需要分配并初始化一个 gendisk，linux 内核提供了一组 gendisk 操作函数，我们来看一下一些常用的 API 函数。

1、申请 gendisk

使用 gendisk 之前要先申请，allo_disk 函数用于申请一个 gendisk，函数原型如下：

struct gendisk *alloc_disk(int minors)

函数参数和返回值含义如下：

minors：次设备号数量，也就是 gendisk 对应的分区数量。

返回值：成功：返回申请到的 gendisk，失败：NULL。

2、删除 gendisk

如果要删除 gendisk 的话可以使用函数 del_gendisk，函数原型如下：

void del_gendisk(struct gendisk *gp)

函数参数和返回值含义如下：

gp：要删除的 gendisk。

返回值：无。

3、将 gendisk 添加到内核

使用 alloc_disk 申请到 gendisk 以后系统还不能使用，必须使用 add_disk 函数将申请到的gendisk 添加到内核中，add_disk 函数原型如下：

void add_disk(struct gendisk *disk)

函数参数和返回值含义如下：

disk：要添加到内核的 gendisk。

返回值：无。

4、设置 gendisk 容量

每一个磁盘都有容量，所以在初始化 gendisk 的时候也需要设置其容量，使用函数set_capacity，函数原型如下：

void set_capacity(struct gendisk *disk, sector_t size)

函数参数和返回值含义如下：

disk：要设置容量的 gendisk。

size：磁盘容量大小，注意这里是扇区数量。块设备中最小的可寻址单元是扇区，一个扇区一般是 512 字节，有些设备的物理扇区可能不是 512 字节。不管物理扇区是多少，内核和块设备驱动之间的扇区都是 512 字节。所以 set_capacity 函数设置的大小就是块设备实际容量除以512 字节得到的扇区数量。比如一个 2MB 的磁盘，其扇区数量就是(2*1024*1024)/512=4096。

返回值：无。

5、调整 gendisk 引用计数

内核会通过 get_disk 和 put_disk 这两个函数来调整 gendisk 的引用计数，根据名字就可以知道，get_disk 是增加 gendisk 的引用计数，put_disk 是减少 gendisk 的引用计数，这两个函数原型如下所示：

truct kobject *get_disk(struct gendisk *disk)

void put_disk(struct gendisk *disk)

block_device_operations 结构体

和字符设备的 file _operations 一样，块设备也有操作集，为结构体block_device_operations，此结构体定义在 include/linux/blkdev.h 中，结构体内容如下：

待补充。

可以看出，block_device_operations 结构体里面的操作集函数和字符设备的 file_operations操作集基本类似，但是块设备的操作集函数比较少，我们来看一下其中比较重要的几个成员函数：

第 2 行，open 函数用于打开指定的块设备。

第 3 行，release 函数用于关闭(释放)指定的块设备。

第 4 行，rw_page 函数用于读写指定的页。

第 5 行，ioctl 函数用于块设备的 I/O 控制。

第 6 行，compat_ioctl 函数和 ioctl 函数一样，都是用于块设备的 I/O 控制。区别在于在 64位系统上，32 位应用程序的 ioctl 会调用 compat_iotl 函数。在 32 位系统上运行的 32 位应用程序调用的就是 ioctl 函数。

第 15 行，getgeo 函数用于获取磁盘信息，包括磁头、柱面和扇区等信息。

第 18 行，owner 表示此结构体属于哪个模块，一般直接设置为 THIS_MODULE。

块设备 I/O 请求过程

大家如果仔细观察的话会在 block_device_operations 结构体中并没有找到 read 和 write 这样的读写函数，那么块设备是怎么从物理块设备中读写数据？这里就引出了块设备驱动中非常重要的 request_queue、request 和 bio。

1、请求队列 request_queue

内核将对块设备的读写都发送到请求队列 request_queue 中，request_queue 中是大量的request(请求结构体)，而 request 又包含了 bio，bio 保存了读写相关数据，比如从块设备的哪个地址开始读取、读取的数据长度，读取到哪里，如果是写的话还包括要写入的数据等。我们先来看一下 request_queue，这是一个结构体，定义在文件 include/linux/blkdev.h 中，由于request_queue 结构体比较长，这里就不列出来了。大家回过头看一下示例代码 68.2.2.1 的 gendisk结构体就会发现里面有一个 request_queue 结构体指针类型成员变量 queue，也就说在编写块设备驱动的时候，每个磁盘(gendisk)都要分配一个 request_queue。

①、初始化请求队列

我们首先需要申请并初始化一个 request_queue，然后在初始化 gendisk 的时候将这个request_queue 地址赋值给 gendisk 的 queue 成员变量。使用 blk_init_queue 函数来完成request_queue 的申请与初始化，函数原型如下：

request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)

函数参数和返回值含义如下：

rfn：请求处理函数指针，每个 request_queue 都要有一个请求处理函数，请求处理函数request_fn_proc 原型如下：

void (request_fn_proc) (struct request_queue *q)

请求处理函数需要驱动编写人员自行实现。

lock：自旋锁指针，需要驱动编写人员定义一个自旋锁，然后传递进来。，请求队列会使用这个自旋锁。

返回值：如果为 NULL 的话表示失败，成功的话就返回申请到的 request_queue 地址。

②、删除请求队列

当卸载块设备驱动的时候我们还需要删除掉前面申请到的 request_queue，删除请求队列使用函数 blk_cleanup_queue，函数原型如下：

void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)

函数参数和返回值含义如下：

q：需要删除的请求队列。

返回值：无。

③、分配请求队列并绑定制造请求函数

blk_init_queue 函数完成了请求队列的申请以及请求处理函数的绑定，这个一般用于像机械硬盘这样的存储设备，需要 I/O 调度器来优化数据读写过程。但是对于 EMMC、SD 卡这样的非机械设备，可以进行完全随机访问，所以就不需要复杂的 I/O 调度器了。对于非机械设备我们可以先申请 request_queue，然后将申请到的request_queue 与“制造请求”函数绑定在一起。

先来看一下 request_queue 申请函数 blk_alloc_queue，函数原型如下：

struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)

函数参数和返回值含义如下：

gfp_mask：内存分配掩码，具体可选择的掩码值请参考 include/linux/gfp.h 中的相关宏定义，一般为 GFP_KERNEL。

返回值：申请到的无 I/O 调度的 request_queue。

我们需要为 blk_alloc_queue 函数申请到的请求队列绑定一个“制造请求”函数(其他参考资料将其直接翻译为“制造请求”函数)。这里我们需要用到函数 blk_queue_make_request，函数原型如下：

void blk_queue_make_request(struct request_queue *q, make_request_fn *mfn)

函数参数和返回值含义如下：

q：需要绑定的请求队列，也就是 blk_alloc_queue 申请到的请求队列。

mfn：需要绑定的“制造”请求函数，函数原型如下：

void (make_request_fn) (struct request_queue *q, struct bio *bio)

“制造请求”函数需要驱动编写人员实现。

返回值：无。

一般 blk_alloc_queue 和 blk_queue_make_request 是搭配在一起使用的，用于那么非机械的存储设备、无需 I/O 调度器，比如 EMMC、SD 卡等。blk_init_queue 函数会给请求队列分配一个 I/O 调度器，用于机械存储设备，比如机械硬盘等。

2、请求 request

请求队列(request_queue)里面包含的就是一系列的请求(request)，request 是一个结构体，定义在 include/linux/blkdev.h 里面，这里就不展开 request 结构体了，太长了。request 里面有一个名为“bio”的成员变量，类型为 bio 结构体指针。前面说了，真正的数据就保存在 bio 里面，所以我们需要从 request_queue 中取出一个一个的 request，然后再从每个 request 里面取出 bio，最后根据 bio 的描述讲数据写入到块设备，或者从块设备中读取数据。

①、获取请求

我们需要从request_queue中依次获取每个request，使用blk_peek_request函数完成此操作，函数原型如下：

request *blk_peek_request(struct request_queue *q)

函数参数和返回值含义如下：

q：指定 request_queue。

返回值：request_queue 中下一个要处理的请求(request)，如果没有要处理的请求就返回NULL。

②、开启请求

使用 blk_peek_request 函数获取到下一个要处理的请求以后就要开始处理这个请求，这里要用到 blk_start_request 函数，函数原型如下：

void blk_start_request(struct request *req)

函数参数和返回值含义如下：

req：要开始处理的请求。

返回值：无。

③、一步到位处理请求

我们也可以使用 blk_fetch_request 函数来一次性完成请求的获取和开启，blk_fetch_request函数很简单，内容如下：

可以看出，blk_fetch_request 就是直接调用了 blk_peek_request 和 blk_start_request 这两个函数。

④、其他和请求有关的函数

关于请求的 API 还有很多，常见的见表 68.2.4.1：

3、bio 结构

每个 request 里面会有多个 bio，bio 保存着最终要读写的数据、地址等信息。上层应用程序对于块设备的读写会被构造成一个或多个 bio 结构，bio 结构描述了要读写的起始扇区、要读写的扇区数量、是读取还是写入、页偏移、数据长度等等信息。上层会将 bio 提交给 I/O 调度器，I/O 调度器会将这些 bio 构造成 request 结构，而一个物理存储设备对应一个 request_queue，request_queue 里面顺序存放着一系列的 request。新产生的 bio 可能被合并到 request_queue 里现有的 request 中，也可能产生新的 request，然后插入到 request_queue 中合适的位置，这一切都是由 I/O 调度器来完成的。request_queue、request 和 bio 之间的关系如图 68.2.4.1 所示：

bio 是个结构体，定义在 include/linux/blk_types.h 中，结构体内容如下：

待补充。

重点来看一下第 6 行和第 30 行，第 6 行为 bvec_iter 结构体类型的成员变量，第 30 行为bio_vec 结构体指针类型的成员变量。

bvec_iter 结构体描述了要操作的设备扇区等信息，结构体内容如下：

bio_vec 结构体描述了内容如下：

可以看出 bio_vec 就是“page,offset,len”组合，page 指定了所在的物理页，offset 表示所处页的偏移地址，len 就是数据长度。

我们对于物理存储设备的操作不外乎就是将 RAM 中的数据写入到物理存储设备中，或者将物理设备中的数据读取到 RAM 中去处理。数据传输三个要求：数据源、数据长度以及数据目的地，也就是你要从物理存储设备的哪个地址开始读取、读取到 RAM 中的哪个地址处、读取的数据长度是多少。既然 bio 是块设备最小的数据传输单元，那么 bio 就有必要描述清楚这些信息，其中 bi_iter 这个结构体成员变量就用于描述物理存储设备地址信息，比如要操作的扇区地址。bi_io_vec 指向 bio_vec 数组首地址，bio_vec 数组就是 RAM 信息，比如页地址、页偏移以及长度，“页地址”是 linux 内核里面内存管理相关的概念，这里我们不深究 linux 内存管理，我们只需要知道对于 RAM 的操作最终会转换为页相关操作。

bio、bvec_iter 以及 bio_vec 这三个结构体之间的关系如图 68.4.2.2 所示：

①、遍历请求中的 bio

前面说了，请求中包含有大量的 bio，因此就涉及到遍历请求中所有 bio 并进行处理。遍历请求中的 bio 使用函数__rq_for_each_bio，这是一个宏，内容如下：

_bio 就是遍历出来的每个 bio，rq 是要进行遍历操作的请求，_bio 参数为 bio 结构体指针类型，rq 参数为 request 结构体指针类型。

②、遍历 bio 中的所有段

bio 包含了最终要操作的数据，因此还需要遍历 bio 中的所有段，这里要用到bio_for_each_segment 函数，此函数也是一个宏，内容如下：

第一个 bvl 参数就是遍历出来的每个 bio_vec，第二个 bio 参数就是要遍历的 bio，类型为bio 结构体指针，第三个 iter 参数保存要遍历的 bio 中 bi_iter 成员变量。

③、通知 bio 处理结束

如果使用“制造请求”，也就是抛开 I/O 调度器直接处理 bio 的话，在 bio 处理完成以后要通知内核 bio 处理完成，使用 bio_endio 函数，函数原型如下：

bvoid bio_endio(struct bio *bio, int error)

函数参数和返回值含义如下：

bio：要结束的 bio。

error：如果 bio 处理成功的话就直接填 0，如果失败的话就填个负值，比如-EIO。

返回值：无

使用请求队列实验

关于块设备架构就讲解这些，接下来我们使用开发板上的 RAM 模拟一段块设备，也就是ramdisk，然后编写块设备驱动。

实验程序编写

本实验对应的例程路径为：开发板光盘-> 2、Linux 驱动例程-> 24_ramdisk_withrequest。

首先是传统的使用请求队列的时候，也就是针对机械硬盘的时候如何编写驱动。由于实验程序稍微有点长，因此我们就分步骤来讲解一下，本实验参考自 linux 内核 drivers/block/z2ram.c。

打开实验源码，我们先来一下一相关的宏定义和结构体，代码如下：

待补充。

第 34~36行，实验相关宏定义，RAMDISK_SIZE 就是模拟块设备的大小，这里设置为 2MB，也就是说本实验中的虚拟块设备大小为 2MB 。 RAMDISK_NAME 为本实验名字，RADMISK_MINOR 是本实验此设备号数量，注意不是次设备号！此设备号数量决定了本块设备的磁盘分区数量。

第 39~45 行，ramdisk 的设备结构体。

第 47 行，定义一个 ramdisk 示例。

接下来看一下驱动模块的加载与卸载，内容如下：

待补充

ramdisk_init 和 ramdisk_exit 这两个函数分别为驱动入口以及出口函数，我们依次来看一下这两个函数。

第 11 行，因为本实验是使用一块内存模拟真实的块设备，因此这里先使用 kzalloc 函数申请用于 ramdisk 实验的内存，大小为 2MB。

第 18 行，初始化一个自旋锁，blk_init_queue 函数在分配并初始化请求队列的时候需要用到一次自旋锁。

第 21 行，使用 register_blkdev 函数向内核注册一个块设备，返回值就是注册成功的块设备主设备号。这里我们让内核自动分配一个主设备号，因此 register_blkdev 函数的第一个参数为0。

第 28 行，使用 alloc_disk 分配一个 gendisk。

第 35 行，使用 blk_init_queue 函数分配并初始化一个请求队列，请求处理函数为ramdisk_request_fn，具体的块设备读写操作就在此函数中完成，这个需要驱动开发人员去编写，稍后讲解。

第 42~47 行，初始化第 28 行申请到的 gendisk，重点是第 44 行设置 gendisk 的 fops 成员变量，也就是设置块设备的操作集。这里设置为 ramdisk_fops，需要驱动开发人员自行编写实现，稍后讲解。

第 48 行，使用 set_capacity 函数设置本块设备容量大小，注意这里的大小是扇区数，不是字节数，一个扇区是 512 字节。

第 49 行，gendisk 初始化完成以后就可以使用 add_disk 函数将 gendisk 添加到内核中，也就是向内核添加一个磁盘设备。

ramdisk_exit 函数就比较简单了，在卸载块设备驱动的时候需要将前面申请的内容都释放掉。第 71 和 72 行使用 put_disk 和 del_gendis 函数释放前面申请的 gendisk，第 75 行使用blk_cleanup_queue 函数消除前面申请的请求队列，第 78 行使用 unregister_blkdev 函数注销前面注册的块设备，最后调用 kfree 来释放掉申请的内存。

在 ramdisk_init 函数中设置了 gendisk 的 fops 成员变量，也就是块设备的操作集，具体内容如下：

待补充。

第 42~48 行就是块设备的操作集 block_device_operations，本例程实现的比较简单，仅仅实现了 open、release 和 getgeo，其中 open 和 release 函数都是空函数。重点是 getgeo 函数，第30~37 行就是 getgeo 的具体实现，此函数用户获取磁盘信息，信息保存在参数 geo 中，为结构体 hd_geometry 类型，如下：

本例程中设置 ramdisk 有 2 个磁头(head)、一共有 32 个柱面(cylinderr)。知道磁盘总容量、磁头数、柱面数以后我们就可以计算出一个磁道上有多少个扇区了，也就是 hd_geometry 中的sectors 成员变量。

最后就是非常重要的请求处理函数，使用 blk_init_queue 函数初始化队列的时候需要指定一个请求处理函数，本例程中注册的请求处理函数如下所示：

待补充。

请求处理函数的重要内容就是完成从块设备中读取数据，或者向块设备中写入数据。首先来看一下 29~47 行的 ramdisk_request_fn 函数，这个就是请求处理函数。此函数只要一个参数q，为 request_queue 结构体指针类型，也就是要处理的请求队列，因此 ramdisk_request_fn 函数的主要工作就是依次处理请求队列中的所有请求。第 35 行，首先使用 blk_fetch_request 函数获取请求队列中第一个请求，如果请求不为空的话就调用 ramdisk_transfer 函数进行对请求做进一步的处理，然后就是 while 循环依次处理完请求队列中的每个请求。第 44 行使用__blk_end_request_cur 函数检查是否为最后一个请求，如果不是的话就继续获取下一个，直至整个请求队列处理完成。

ramdisk_transfer 函数完成清楚中的数据处理，第 8 行调用 blk_rq_pos 函数从请求中获取要操作的块设备扇区地址，第 9 行使用 blk_rq_cur_bytes 函数获取请求要操作的数据长度，第 15行使用 bio_data 函数获取请求中 bio 保存的数据。第 17~20 行调用 rq_data_dir 函数判断当前是读还是写，如果是写的话就将 bio 中的数据拷贝到 ramdisk 指定地址(扇区)，如果是读的话就从ramdisk 中的指定地址(扇区)读取数据放到 bio 中。

运行测试

编译上一小节的驱动，得到 ramdisk.ko 驱动模块，然后拷贝到 rootfs/lib/modules/4.1.15 目录中，重启开发板，进入到目录 lib/modules/4.1.15 中。输入如下命令加载 ramdisk.ko 这个驱动模块。

depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令

modprobe ramdisk.ko //加载驱动模块

1、查看 ramdisk 磁盘

驱动加载成功以后就会在/dev/目录下生成一个名为“ramdisk”的设备，输入如下命令查看ramdisk 磁盘信息：

fdisk -l //查看磁盘信息

上述命令会将当前系统中所有的磁盘信息都打印出来，其中就包括了 ramdisk 设备，如图68.3.2.1 所示：

2、格式化/dev/ramdisk

使用 mkfs.vfat 命令格式化/dev/ramdisk，将其格式化成 vfat 格式，输入如下命令：

mkfs.vfat /dev/ramdisk

格式化完成以后就可以挂载/dev/ramdisk 来访问了，挂载点可以自定义，这里笔者就将其挂载到/tmp 目录下，输入如下命令：

mount /dev/ramdisk /tmp

挂载成功以后就可以通过/tmp 来访问 ramdisk 这个磁盘了，进入到/tmp 目录中，可以通过vi 命令新建一个 txt 文件来测试磁盘访问是否正常。

不使用请求队列实验

对于 EMMC、SD、ramdisk 这样没有机械结构的存储设备，我们可以直接访问任意一个扇区，因此可以不需要 I/O 调度器，也就不需要请求队列了。

实验程序编写

本实验对应的例程路径为：开发板光盘-> 2、Linux 驱动例程-> 25_ramdisk_norequest。

前面我们学习了如何使用请求队列，请求队列会用到 I/O 调度器，适合机械硬盘这种存储设备。对于 EMMC、SD、ramdisk 这样没有机械结构的存储设备，我们可以直接访问任意一个扇区，因此可以不需要 I/O 调度器，也就不需要请求队列了，这个我们前面已经说过了。本实验就来学习一下如何使用“制造请求”方法，本实验在上一个实验的基础上修改而来，参考了linux 内核 drivers/block/zram/zram_drv.c。重点来看一下与上一个实验不同的地方，首先是驱动入口函数 ramdisk_init，ramdisk_init 函数大部分和上一个实验相同，只是本实验中改为使用 blk_queue_make_request 函数设置“制造请求”函数，修改后的 ramdisk_init 函数内容如下(有省略)：

待补充

ramdisk_init 函数中第 31~38 行就是与上一个实验不同的地方，这里使用 blk_alloc_queue和 blk_queue_make_request 这两个函数取代了上一个实验的 blk_init_queue 函数。

第 31 行，使用 blk_alloc_queue 函数申请一个请求队列。

第 38 行，使用 blk_queue_make_request 函数设置“制造请求”函数，这里设置的制造请求函数为 ramdisk_make_request_fn，这个需要驱动编写人员去实现，稍后讲解。

第 43 行，设置块设备操作集为 ramdisk_fops，和上一个实验一模一样，这里就不讲解了。

接下来重点看一下“制造请求”函数 ramdisk_make_request_fn，函数内容如下：

待补充。

虽然 ramdisk_make_request_fn 函数第一个参数依旧是请求队列，但是实际上这个请求队列不包含真正的请求，所有的处理内容都在第二个 bio 参数里面，所以 ramdisk_make_request_fn函数里面是全部是对 bio 的操作。

第 13 行，直接读取 bio 的 bi_iter 成员变量的 bi_sector 来获取要操作的设备地址(扇区)。

第 16~25 行，使用 bio_for_each_segment 函数循环获取 bio 中的每个段，然后对其每个段进行处理。

第 17 行，根据 bio_vec 中页地址以及偏移地址转换为真正的数据起始地址。

第 18 行，获取要处理的数据长度，也就是 bio_vec 的 bv_len 成员变量。

第 20~23 行，和上一个实验一样，要操作的块设备起始地址知道了，数据的存放地址以及长度也知道，接下来就是根据读写操作将数据从块设备中读出来，或者将数据写入到块设备中。

第 27 行，调用 bio_endio 函数，结束 bio。