块设备驱动
块设备传输数据的固定长度为一个sector,因此，输入、输出调度器和块设备的驱动必须管理扇区的数据。虚拟文件系统->磁盘设备的中间映射层，它使用一种逻辑单元来管理磁盘数据，这种逻辑单元被称之为“Block”,一个块相当于一个文件系统里面的最小磁盘存储单元。
块设备
块设备（blockdevice）
是一种具有一定结构的随机存取设备，对这种设备的读写是按块进行的，他使用缓冲区来存放暂时的数据，待条件成熟后，从缓存一次性写入设备或者从设备一次性读到缓冲区。
字符设备（Character device）
是一个顺序的数据流设备，对这种设备的读写是按字符进行的，而且这些字符是连续地形成一个数据流。他不具备缓冲区，所以对这种设备的读写是实时的。
块设备的驱动框架
块设备的应用在Linux中是一个完整的子系统。
在Linux中，驱动对块设备的输入或输出(I/O)操作，都会向块设备发出一个请求，在驱动中用request结构体描述。但对于一些磁盘设备而言请求的速度很慢，这时候内核就提供一种队列的机制把这些I/O请求添加到队列中（即：请求队列），在驱动中用request_queue结构体描述。在向块设备提交这些请求前内核会先执行请求的合并和排序预操作，以提高访问的效率，然后再由内核中的I/O调度程序子系统来负责提交 I/O 请求， 调度程序将磁盘资源分配给系统中所有挂起的块 I/O 请求，其工作是管理块设备的请求队列，决定队列中的请求的排列顺序以及什么时候派发请求到设备。
由通用块层(Generic Block Layer)负责维持一个I/O请求在上层文件系统与底层物理磁盘之间的关系。在通用块层中，通常用一个bio结构体来对应一个I/O请求。
Linux提供了一个gendisk数据结构体，用来表示一个独立的磁盘设备或分区，用于对底层物理磁盘进行访问。在gendisk中有一个类似字符设备中file_operations的硬件操作结构指针，是block_device_operations结构体。
当多个请求提交给块设备时，执行效率依赖于请求的顺序。如果所有的请求是同一个方向（如：写数据），执行效率是最大的。内核在调用块设备驱动程序例程处理请求之前，先收集I/O请求并将请求排序，然后，将连续扇区操作的多个请求进行合并以提高执行效率（内核算法会自己做，不用你管），对I/O请求排序的算法称为电梯算法（elevator algorithm）。电梯算法在I/O调度层完成。内核提供了不同类型的电梯算法.
电梯算法
1 noop（实现简单的FIFO，基本的直接合并与排序）,
2 anticipatory（延迟I/O请求，进行临界区的优化排序），
3 Deadline（针对anticipatory缺点进行改善，降低延迟时间）,
4 Cfq（均匀分配I/O带宽，公平机制）
PS：其实IO调度层（包括请求合并排序算法）是不需要用户管的，内核已经做好
相关数据结构
block_device: 描述一个分区或整个磁盘对内核的一个块设备实例
gendisk: 描述一个通用硬盘（generic hard disk）对象。
hd_struct: 描述分区应有的分区信息
bio: 描述块数据传送时怎样完成填充或读取块给driver
request: 描述向内核请求一个列表准备做队列处理。
request_queue: 描述内核申请request资源建立请求链表并填写BIO形成队列。