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Linux MTD系統詳解

阿新 • • 發佈：2019-01-22

看到兩篇很不錯的寫MTD的文章，做個記錄，留著備用。原作者分別是lwj103862095和zgolee，以下是兩位博主的部落格連結。

lwj103862095：http://blog.csdn.net/lwj103862095/article/details/21545791

zgolee：http://blog.csdn.net/lizhiguo0532/article/details/6007636

MTD，Memory Technology Device即記憶體技術裝置，在Linux核心中，引入MTD層為NOR FLASH和NAND FLASH裝置提供統一介面。MTD將檔案系統與底層FLASH儲存器進行了隔離。


如上圖所示，MTD裝置通常可分為四層，從上到下依次是：裝置節點、MTD裝置層、MTD原始裝置層、硬體驅動層。

Flash硬體驅動層：Flash硬體驅動層負責對Flash硬體的讀、寫和擦除操作。MTD裝置的Nand Flash晶片的驅動則drivers/mtd/nand/子目錄下,Nor Flash晶片驅動位於drivers/mtd/chips/子目錄下。

MTD原始裝置層：用於描述MTD原始裝置的資料結構是mtd_info，它定義了大量的關於MTD的資料和操作函式。其中mtdcore.c:  MTD原始裝置介面相關實現，mtdpart.c :  MTD分割槽介面相關實現。

MTD裝置層：基於MTD原始裝置，linux系統可以定義出MTD的塊裝置（主裝置號31）和字元裝置（裝置號90）。其中mtdchar.c :  MTD字元裝置介面相關實現，mtdblock.c : MTD塊裝置介面相關實現。

裝置節點：通過mknod在/dev子目錄下建立MTD塊裝置節點（主裝置號為31）和MTD字元裝置節點（主裝置號為90）。通過訪問此裝置節點即可訪問MTD字元裝置和塊裝置 

MTD資料結構：

1.Linux核心使用mtd_info結構體表示MTD原始裝置，這其中定義了大量關於MTD的資料和操作函式（後面將會看到），所有的mtd_info結構體存放在mtd_table結構體資料裡。在/drivers/mtd/mtdcore.c裡：

[cpp] view plain copy  print?在CODE上檢視程式碼片派生到我的程式碼片
  1. struct mtd_info *mtd_table[MAX_MTD_DEVICES];  
2.Linux核心使用mtd_part結構體表示分割槽，其中mtd_info結構體成員用於描述該分割槽，大部分成員由其主分割槽mtd_part->master決定，各種函式也指向主分割槽的相應函式。 [cpp] view plain copy  print?在CODE上檢視程式碼片派生到我的程式碼片
  1. struct mtd_part {  
  2.     struct mtd_info mtd;        /* 分割槽資訊, 大部分由master決定 */
  3.     struct mtd_info *master;    /* 分割槽的主分割槽 */
  4.     uint64_t offset;            /* 分割槽的偏移地址 */
  5.     int index;                  /* 分割槽號 (Linux3.0後不存在該欄位) */
  6.     struct list_head list;      /* 將mtd_part鏈成一個連結串列mtd_partitons */
  7.     int registered;  
  8. };  
mtd_info結構體主要成員，為了便於觀察，將重要的資料放在前面，不大重要的編寫在後面。 [cpp] view plain copy  print?在CODE上檢視程式碼片派生到我的程式碼片
  1. struct mtd_info {  
  2.     u_char type;         /* MTD型別，包括MTD_NORFLASH,MTD_NANDFLASH等(可參考mtd-abi.h) */
  3.     uint32_t flags;      /* MTD屬性標誌，MTD_WRITEABLE,MTD_NO_ERASE等(可參考mtd-abi.h) */
  4.     uint64_t size;       /* mtd裝置的大小 */
  5.     uint32_t erasesize;  /* MTD裝置的擦除單元大小，對於NandFlash來說就是Block的大小 */
  6.     uint32_t writesize;  /* 寫大小, 對於norFlash是位元組,對nandFlash為一頁 */
  7.     uint32_t oobsize;    /* OOB位元組數 */
  8.     uint32_t oobavail;   /* 可用的OOB位元組數 */
  9.     unsigned int erasesize_shift;   /* 預設為0，不重要 */
  10.     unsigned int writesize_shift;   /* 預設為0，不重要 */
  11.     unsigned int erasesize_mask;    /* 預設為1，不重要 */
  12.     unsigned int writesize_mask;    /* 預設為1，不重要 */
  13.     constchar *name;               /* 名字，   不重要*/
  14.     int index;                      /* 索引號，不重要 */
  15.     int numeraseregions;            /* 通常為1 */
  16.     struct mtd_erase_region_info *eraseregions; /* 可變擦除區域 */
  17.     void *priv;     /* 裝置私有資料指標，對於NandFlash來說指nand_chip結構體 */
  18.     struct module *owner;   /* 一般設定為THIS_MODULE */
  19.     /* 擦除函式 */
  20.     int (*erase) (struct mtd_info *mtd, struct erase_info *instr);  
  21.     /* 讀寫flash函式 */
  22.     int (*read) (struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len, size_t *retlen, u_char *buf);  
  23.     int (*write) (struct mtd_info *mtd, loff_t to, size_t len, size_t *retlen, const u_char *buf);  
  24.     /* 帶oob讀寫Flash函式 */
  25.     int (*read_oob) (struct mtd_info *mtd, loff_t from,  
  26.              struct mtd_oob_ops *ops);  
  27.     int (*write_oob) (struct mtd_info *mtd, loff_t to,  
  28.              struct mtd_oob_ops *ops);  
  29.     int (*get_fact_prot_info) (struct mtd_info *mtd, struct otp_info *buf, size_t len);  
  30.     int (*read_fact_prot_reg) (struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len, size_t *retlen, u_char *buf);  
  31.     int (*get_user_prot_info) (struct mtd_info *mtd, struct otp_info *buf, size_t len);  
  32.     int (*read_user_prot_reg) (struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len, size_t *retlen, u_char *buf);  
  33.     int (*write_user_prot_reg) (struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len, size_t *retlen, u_char *buf);  
  34.     int (*lock_user_prot_reg) (struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len);  
  35.     int (*writev) (struct mtd_info *mtd, conststruct kvec *vecs, unsigned long count, loff_t to, size_t *retlen);  
  36.     int (*panic_write) (struct mtd_info *mtd, loff_t to, size_t len, size_t *retlen, const u_char *buf);  
  37.     /* Sync */
  38.     void (*sync) (struct mtd_info *mtd);  
  39.     /* Chip-supported device locking */
  40.     int (*lock) (struct mtd_info *mtd, loff_t ofs, uint64_t len);  
  41.     int (*unlock) (struct mtd_info *mtd, loff_t ofs, uint64_t len);  
  42.     /* 電源管理函式 */
  43.     int (*suspend) (struct mtd_info *mtd);  
  44.     void (*resume) (struct mtd_info *mtd);  
  45.     /* 壞塊管理函式 */
  46.     int (*block_isbad) (struct mtd_info *mtd, loff_t ofs);  
  47.     int (*block_markbad) (struct mtd_info *mtd, loff_t ofs);  
  48.     void (*unpoint) (struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len);  
  49.     unsigned long (*get_unmapped_area) (struct mtd_info *mtd,  

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