MTD应用学习：mtd和mtdblock的区别

http://my.oschina.net/shelllife/blog/123482

http://www.cnblogs.com/hnrainll/archive/2011/06/09/2076075.html

今天做升级方案用到了mtd-utils中的flash_eraseall和flash_cp两个工具，在进行方案验证的时候，遭遇到各种不解和疑惑，因对MTD的原理不熟悉，所以只能多次尝试，虽然最后把方案搞定了，不过觉得MTD中的mtd和mtdblock区别这块还是值得总结学习一下。这里先说明一下问题现象，然后在进行具体的区别原理解释。

 

MTD设备(Nor Flash)使用中的问题现象表现

  1. mtd-utils工具对mtd和mtdblock分区设备的区别处理

    1 / $ flash_eraseall /dev/mtdblock/2
    2 flash_eraseall: /dev/mtdblock/2: unable to get MTD device info
    3 / $ flash_eraseall /dev/mtdblock/2
    4 flash_eraseall: /dev/mtdblock/2: unable to get MTD device info
    5 / $ flash_eraseall /dev/mtd/2
    6 Erasing 128 Kibyte @ 8e0000 -- 98 % complete.
    7 / $ ls
    1 / $ flashcp rootfs_version /dev/mtdblock2
    2 This doesn't seem to be a valid MTD flash device!
    3 / $ flashcp rootfs_version /dev/mtdblock/2
    4 This doesn't seem to be a valid MTD flash device!
    5 / $ flashcp rootfs_version /dev/mtd2
    6 / $ ls
  2. mtd和mtdblock分区设备mount时的区别
    1 / $ mount -t jffs2 /dev/mtd/2 qqzm/
    2 mount: Mounting /dev/mtd/2 on qqzm/ failed: Invalid argument
    3 / $ mount -t jffs2 /dev/mtd2 qqzm/
    4 mount: Mounting /dev/mtd2 on qqzm/ failed: Invalid argument
    5 / $ mount -t jffs2 /dev/mtdblock/2 qqzm/
    6 / $ ls
  3. mtdblock挂载成功，单擦除后卸载失败
    01 / $ flash_eraseall /dev/mtd/2 <span></span> Erasing 128 Kibyte @ 8e0000 -- 98 % complete.
    02 /qqzm $ mount
    03 /dev/root on / type jffs2 (rw,noatime)
    04 proc on /proc type proc (rw,nodiratime)
    05 sysfs on /sys type sysfs (rw)
    06 devfs on /dev type devfs (rw)
    07 devpts on /dev/pts type devpts (rw)
    08 /dev/mmcblk0p1 on /mnt/sd type vfat (rw,nodiratime,fmask=0022,dmask=0022,codepage=cp437,iocharset=iso8859-1)
    09 /dev/mtdblock/2 on /qqzm type jffs2 (rw,noatime)
    10 none on /qqzm/www/cgi-bin/tmp type ramfs (rw)
    11 /qqzm $ cd ..
    12 / $ umount /qqzm
    13 umount: Couldn't umount /qqzm: Inappropriate ioctl for device
    14 / $ umount /dev/mtdblock/2
    15 umount: Couldn't umount /dev/mtdblock/2: Inappropriate ioctl for device
    16 / $

 

通过上面的不断尝试和错误反馈，我把方案基本验证通过了，只是对其中的原理不清楚：

  • 为什么mtd和mtdblock明明是同一个设备分区却有不同的操作？
  • mount命令只能挂载块设备吗？
  • 卸载mtdblock设备时，Inappropriate ioctl for device是什么意思？
  • unable to get MTD device info，又是什么意思？

MTD技术的基本原理

MTD(memory technology device内存技术设备)是用于访问memory设备（ROM、flash）的Linux的子系统。MTD的主要目的是为了使新的memory设备的驱动更加简单，为此它在硬件和上层之间提供了一个抽象的接口，并进行了一个层次划分，层次从上到下大致为：设备文件、MTD设备层、MTD原始设备层、硬件驱动层。MTD的所有源代码在/drivers/mtd子目录下。

系统中的MTD设备文件

01 ~ $ ls /dev/mtd* -l
02 crw-rw----    1 root     root      90,   0 Jan  1 00:00 /dev/mtd0
03 crw-rw----    1 root     root      90,   1 Jan  1 00:00 /dev/mtd0ro
04 crw-rw----    1 root     root      90,   2 Jan  1 00:00 /dev/mtd1
05 crw-rw----    1 root     root      90,   3 Jan  1 00:00 /dev/mtd1ro
06 crw-rw----    1 root     root      90,   4 Jan  1 00:00 /dev/mtd2
07 crw-rw----    1 root     root      90,   5 Jan  1 00:00 /dev/mtd2ro
08 crw-rw----    1 root     root      90,   6 Jan  1 00:00 /dev/mtd3
09 crw-rw----    1 root     root      90,   7 Jan  1 00:00 /dev/mtd3ro
10 brw-rw----    1 root     root      31,   0 Jan  1 00:00 /dev/mtdblock0
11 brw-rw----    1 root     root      31,   1 Jan  1 00:00 /dev/mtdblock1
12 brw-rw----    1 root     root      31,   2 Jan  1 00:00 /dev/mtdblock2
13 brw-rw----    1 root     root      31,   3 Jan  1 00:00 /dev/mtdblock3
14  
15 /dev/mtd:
16 crw-rw-rw-    1 root     root      90,   0 Jan  1 00:00 0
17 cr--r--r--    1 root     root      90,   1 Jan  1 00:00 0ro
18 crw-rw-rw-    1 root     root      90,   2 Jan  1 00:00 1
19 cr--r--r--    1 root     root      90,   3 Jan  1 00:00 1ro
20 crw-rw-rw-    1 root     root      90,   4 Jan  1 00:00 2
21 cr--r--r--    1 root     root      90,   5 Jan  1 00:00 2ro
22 crw-rw-rw-    1 root     root      90,   6 Jan  1 00:00 3
23 cr--r--r--    1 root     root      90,   7 Jan  1 00:00 3ro
24  
25 /dev/mtdblock:
26 brw-------    1 root     root      31,   0 Jan  1 00:00 0
27 brw-------    1 root     root      31,   1 Jan  1 00:00 1
28 brw-------    1 root     root      31,   2 Jan  1 00:00 2
29 brw-------    1 root     root      31,   3 Jan  1 00:00 3
30 ~ $

可以看到有mtdN和对应的/dev/mtd/N、mtdblockN和对应的/dev/mtdblock/N两类MTD设备，分别是字符设备，主设备号90和块设备，主设备号31。其中/dev/mtd0和/dev/mtd/0是完全等价的，/dev/mtdblock0和/dev/mtdblock/0是完全等价的，而/dev/mtd0和/dev/mtdblock0则是同一个MTD分区的两种不同应用描述，操作上是有区别的。

/dev/mtdN设备

/dev/mtdN 是MTD架构中实现的mtd分区所对应的字符设备(将mtd设备分成多个区，每个区就为一个字符设备)，其里面添加了一些ioctl，支持很多命令，如MEMGETINFO，MEMERASE等。

mtd-utils中的flash_eraseall等工具，就是以这些ioctl为基础而实现的工具，实现一些关于Flash的操作。比如，mtd 工具中 flash_eraseall中：

1 if (ioctl(fd, MEMGETINFO, &meminfo) != 0)
2 {
3    fprintf(stderr, "%s: %s: unable to get MTD device info\n",exe_name, mtd_device);
4    return 1;
5 }

MEMGETINFO是Linux MTD中的drivers/mtd/mtdchar.c中的ioctl命令，使用mtd字符设备需要加载mtdchar内核模块。该代码解释了上面的第一个现象。

/dev/mtdblockN设备

/dev/mtdblockN，是Flash驱动中用add_mtd_partitions()添加MTD设备分区，而生成的对应的块设备。MTD块设备驱动程序可以让flash器件伪装成块设备，实际上它通过把整块的erase block放到ram里面进行访问，然后再更新到flash，用户可以在这个块设备上创建通常的文件系统。

而对于MTD块设备，MTD设备层是不提供ioctl的实现方法的，也就不会有对应的MEMGETINFO命令之类，因此不能使用nandwrite,flash_eraseall,flash_erase等工具去对/dev/mtdblockN去进行操作，否则就会出现上面的现象一，同时也解释了现象3——用mtd2擦除分区后，在用mtdblock2进行umount就会造成混乱。

mtd块设备的大小可以通过proc文件系统进行查看：

01 ~ $ cat /proc/partitions
02 major minor  #blocks  name
03  
04   31     0        512 mtdblock0
05   31     1       1024 mtdblock1
06   31     2       5632 mtdblock2
07   31     3       9216 mtdblock3
08  254     0   30760960 mmcblk0   
09  254     1   30756864 mmcblk0p1
10 ~ $

后面的两个是SD块设备的分区大小。每个block的大小是1KB。

MTD设备分区和总结

通过proc文件系统查看mtd设备的分区情况：

1 ~ $ cat /proc/mtd
2 dev:    size   erasesize  name
3 mtd0: 00080000 00020000 "boot"
4 mtd1: 00100000 00020000 "kernel"
5 mtd2: 00580000 00020000 "roofs70"
6 mtd3: 00900000 00020000 "app"
7 ~ $

可以发现，实际上mtdN和mtdblockN描述的是同一个MTD分区，对应同一个硬件分区，两者的大小是一样的，只不过是MTD设备层提供给上层的视图不一样，给上层提供了字符和块设备两种操作视图——为了上层使用的便利和需要，比如mount命令的需求，你只能挂载块设备(有文件系统)，而不能对字符设备进行挂载，否则会出现上面的现象2:无效参数。

这里对于mtd和mtdblock设备的使用场景进行简单总结：

  1. mtd-utils工具只能应用与/dev/mtdN的MTD字符设备
  2. mount、umount命令只对/dev/mtdblockN的MTD块设备有效
  3. /dev/mtdN和/dev/mtdblockN是同一个MTD设备的同一个分区（N一样）
时间： 2024-09-30 03:58:50

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