Tuesday, October 2, 2012

MTD簡介, /dev/mtd與/dev/mtdblok的區別

轉:http://kezeodsnx.pixnet.net/blog/post/34193523-mtd%E7%B0%A1%E4%BB%8B

轉:http://blog.csdn.net/liangkaiming/article/details/6235031

Character or block device?
Character指的是keyboard,mouse這類device。可以向這些device讀東西出來,但不能做seek,也沒有size的觀念。而block device則可seek,也有size,一個block通常是512 bytes。
而flash的bahavior像block device,其不同點為:
1. block device的write/erash是沒有區別的
2. block device是由sector組成,而MTD則是erase block
3. hardware處理bad block,而MTD需要software
因此就有了MTD這個特別的device type。
Note: USB stick, MMC, SD, CompactFlash也稱為flash,但這些都不是flash device。他們內部有flash chip,但除了chip,還有一層模擬為block device的translation layer,且這個translation實作在硬體上,所以應視為hard drive。

MTD subsystem
MTD (Memory Techology Device)是一個subsystem,用來簡化底層的flash device (ROM/NAND/OneNAND/NOR)的driver。在MTD下,driver只需提供read/write/erase的功能,而不需知道其上是使用FTL (Flash Translation Layer),還是FFS (Flash File System)。
FTL是用來模擬Flash device為block device,因此可以在上面create filesystem。而FFS則是為flash device設計的filesystem。各有其優缺點,可見Wiki
為了讓既有的filesystem (fat/ext/xfs...)能用在flash device上,就需要FTL這個software layer。mtdblock就是其中一種FTL。要注意的是使用FTL時,如果改了其中一個sector,就必須讀一整個eraseblock到 memory,然後erase,最後再把整個eraseblock寫回,顯然cost很高。因此通常建議使用mtdblock_ro,也可再加上 squashfs。將mtdblock mount成rw前,一定要多想一下是否值得這樣做。
mtdblock也沒有wear leveling。

Linux系统中/dev/mtd /dev/mtdblock 的區別

MTD(memory technology device內存技朮設備)是用於訪問memory設備(ROMflash)的Linux的子系統。MTD的主要目的是為了使新的memory設備的驅 動更加簡單,為此它在硬件和上層之間提供了一個抽象的接口。MTD的所有源代碼在/drivers/mtd子目錄下。我將CFI接口的MTD設備分為四層 (從設備節點直到底層硬件驅動),這四層從上到下依次是:設備節點、MTD設備層、MTD原始設備層和硬件驅動層。
MTD
字符驅動程序允直接訪問flash器件通常用flash建文件系,也可以用來直接訪問不頻繁修改的數據。
MTD
塊設備驅動程序可以flash器件偽裝塊設備實際上它通把整erase block放到ram里面訪問,然后再更新到flash,用可以在這個塊設備建通常的文件系
1. /dev/mtdN Linux 中的MTD架搆中,系統自己實現的mtd分區所對應的字符設備(mtd設備分成多個區,每個區字符設備),其里面添加了一些ioctl,支持很多命令,如MEMGETINFOMEMERASE等。
mtd-util中的flash_eraseall等工具,就是ioctl實現的工具實現一些關於Flash的操作。比如,mtd 工具中的 flash_eraseall中的:
if (ioctl(fd, MEMGETINFO, &meminfo) != 0) {
   fprintf(stderr, "%s: %s: unable to get MTD device info/n", exe_name, mtd_device);
   return 1;
}

其中,MEMGETINFO,就是Linux MTD中的drivers/mtd/mtdchar.c中的:
static int mtd_ioctl(struct inode *inode, struct file *file,
       u_int cmd, u_long arg)
{
。。。。。
case MEMGETINFO:
   info.type = mtd->type;
   info.flags = mtd->flags;
   info.size = mtd->size;
   info.erasesize = mtd->erasesize;
   info.writesize = mtd->writesize;
   info.oobsize = mtd->oobsize;
   /* The below fields are obsolete */
   info.ecctype = -1;
   info.eccsize = 0;
   if (copy_to_user(argp, &info, sizeof(struct mtd_info_user)))
    return -EFAULT;
   break;

。。。
}
/dev/mtdblockN,是Nand Flash驅動中,驅動用add_mtd_partitions()添加MTD設備分區(其實就是將mtd設備進行不衕的分區,當mtd設備還是一樣的,所以mtdblock分區與mtd分區肯定是對應的),而生成的對應的塊設備
根據以上內容,也就更加明白,為什么不能用nandwrite,flash_eraseall,flash_erase等工具去對/dev/mtdblockN去操作了。因為/dev/mtdblock中不包含對應ioctl,也就沒有定義對應的命令,不支持你這么操作。
2. mtd char 設備的主設備號是90,而mtd block設備的主設備號是31
# ls /dev/mtd* -l crw-r-----    1 root     root      90,   0 May 30 2007 /dev/mtd0
crw-r-----    1 root     root      90,   2 May 30 2007 /dev/mtd1
crw-r-----    1 root     root      90,   4 Jul 17 2009 /dev/mtd2
crw-r-----    1 root     root      90,   6 May 30 2007 /dev/mtd3
crwxrwxrwx    1 root     root      90,   8 May 30 2007 /dev/mtd4
crwxrwxrwx    1 root     root      90, 10 May 30 2007 /dev/mtd5
crwxrwxrwx    1 root     root      90, 12 May 30 2007 /dev/mtd6
crwxrwxrwx    1 root     root      90, 14 May 30 2007 /dev/mtd7
crwxrwxrwx    1 root     root      90, 16 May 30 2007 /dev/mtd8
crwxrwxrwx    1 root     root      90, 18 May 30 2007 /dev/mtd9
# ls /dev/mtdblock* -lbrw-r-----    1 root     root      31,   0 May 30 2007 /dev/mtdblock0
brw-r-----    1 root     root      31,   1 May 30 2007 /dev/mtdblock1
brw-r-----    1 root     root      31,   2 May 30 2007 /dev/mtdblock2
brw-r-----    1 root     root      31,   3 May 30 2007 /dev/mtdblock3
brwxrwxrwx    1 root     root      31,   4 May 30 2007 /dev/mtdblock4
brwxrwxrwx    1 root     root      31,   5 May 30 2007 /dev/mtdblock5
brwxrwxrwx    1 root     root      31,   6 May 30 2007 /dev/mtdblock6
brwxrwxrwx    1 root     root      31,   7 May 30 2007 /dev/mtdblock7
brwxrwxrwx    1 root     root      31,   8 May 30 2007 /dev/mtdblock8
brwxrwxrwx    1 root     root      31,   9 May 30 2007 /dev/mtdblock9
此設備號,定義在/include/linux/mtd/mtd.h中 :
#define MTD_CHAR_MAJOR   90
#define MTD_BLOCK_MAJOR 31
3. 其中,mtd的塊設備的大小,可以通過查看分區信息獲得:
# cat /proc/partitions
major minor #blocks name
31     0       1024 mtdblock0
31     1       8192 mtdblock1
31     2     204800 mtdblock2
31     3      65536 mtdblock3
31     4     225280 mtdblock4
上面中顯示的塊設備大小,是block的數目,每個block1KB
而每字符設備,其就是對應著上面的每個塊設備。即/dev/mtd0對應/dev/mtdblock0,其他以此推。話說mtdblockN的一些性,也就是mtdN性,比如大小。
4。對每個mtd字符設備的操作,比如利用nandwrite去對/dev/mtd0寫數據,實際就是操作/dev/mtdblock0
而這些操作里面涉及到的偏移量offset,都指的是此mtd 分區內的偏移。比如向/dev/mtd1offset0的位置寫入數據,實際操作的是物理偏移offset=/dev/mtd0的大小=1MB=0x100000
5.mtd的字符設備和塊設備的命名規則,可以參考下表:
Table 7-1. MTD /dev entries, corresponding MTD user modules, and relevant device major numbers
/dev entry
Accessible MTD user module
Device type
Major number
mtdN
char device
char
90
mtdrN
char device
char
90
mtdblockN
block device, read-only block device, JFFS, and JFFS2
block
31
nftlLN
NFTL
block
93
ftlLN
FTL
block
44

Table 7-2. MTD /dev entries, minor numbers, and naming schemes
/dev entry
Minor number range
Naming scheme
mtdN
0 to 32 per increments of 2
N = minor / 2
mtdrN
1 to 33 per increments of 2
N = (minor - 1) / 2
mtdblockN
0 to 16 per increments of 1
N = minor
nftlLN
0 to 255 per sets of 16
L = set;[2] N = minor - (set - 1) x 16; N is not appended to entry name if its value is zero.
ftlLN
0 to 255 per sets of 16
Same as NFTL.


The Linux MTD,YAFFS Howto上面這樣寫道:
Erase the mtdblock0
/>eraseall /dev/mtd0Create the mount directory and mount
/>mkdir -p /mnt/flash0
/>mount -t yaffs /dev/mtdblock0 /mnt/flash0
為什么eraseallmtd0操作?而不對mtdblock0操作?nand不是塊設備嘛,mtdblock就是塊設備呀。mtd0,mtd1mtdblock0,mtdblock1是不是一一對應的?

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