what is MTD?

2010-7-20

what is MTD?

Description:

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。MTD的所有源代码在/drivers/mtd子目录下。CFI接口的MTD设备分为四层（从 设备节点直到底层硬件驱动），这四层从上到下依次是：设备节点、MTD设备层、MTD原始设备层和硬件驱动层。

　　MTD原始设备描述

　　所有组成MTD原始设备的Flash芯片必须是同类型（无论是interleave还是地址相 连），在描述MTD原始设备数据结构中采用同一结构描述组成Flash芯片。每个MTD原始设备有一个mtd_info结构，其中的priv指针指向一个 map_info结构，map_info结构中的fldrv_priv指向一个cfi_private结构，cfi_private结构的cfiq指针指 向一个cfi_ident结构，chips指针指向一个flchip结构的数组。其中mtd_info、map_info和cfi_private结构用 于描述MTD原始设备，因为组成MTD原始设备的NOR型Flash相同，cfi_ident结构用于描述Flash芯片信息；而flchip结构用于描 述每个Flash芯片专有信息。

　　根文件系统

　　文件系统

　　字符设备节点

　　MTD字符设备

　　MTD块设备

　　MTD原始设备

　　FLASH硬件驱动

　　块设备节点

　　一、Flash硬件驱动层：硬件驱动层负责在init时驱动Flash硬件，Linux MTD设备的NOR　Flash芯片驱动遵循CFI接口标准，其驱动程序位于drivers/mtd/chips子目录下。NAND型Flash的驱动程 序则位于/drivers/mtd/nand子目录下

　　二、MTD原始设备：原始设备层有两部分组成，一部分是MTD原始设备的通用代码，另一部分是 各个特定的Flash的数据，例如分区。

　　用于描述MTD原始设备的数据结构是mtd_info，这其中定义了大量的关于MTD的数据和 操作函数。mtd_table（mtdcore.c）则是所有MTD原始设备的列表，mtd_part（mtd_part.c）是用于表示MTD原始设备 分区的结构，其中包含了mtd_info，因为每一个分区都是被看成一个MTD原始设备加在mtd_table中的，mtd_part.mtd_info 中的大部分数据都从该分区的主分区mtd_part->master中获得。

　　在drivers/mtd/maps/子目录下存放的是特定的flash的数据，每一个文件都 描述了一块板子上的flash。其中调用add_mtd_device()、del_mtd_device()建立/删除 mtd_info结构并将其加入/删除mtd_table（或者调用add_mtd_partition()、del_mtd_partition() （mtdpart.c）建立/删除mtd_part结构并将mtd_part.mtd_info加入/删除mtd_table 中）。

　　三、MTD设备层：基于MTD原始设备，linux系统可以定义出MTD的块设备（主设备号 31）和字符设备（设备号90）。MTD字符设备的定义在mtdchar.c中实现，通过注册一系列file operation函数（lseek、open、close、read、write）。MTD块设备则是定义了一个描述MTD块设备的结构 mtdblk_dev，并声明了一个名为mtdblks的指针数组，这数组中的每一个mtdblk_dev和mtd_table中的每一个 mtd_info一一对应。

　　四、设备节点：通过mknod在/dev子目录下建立MTD字符设备节点（主设备号为90）和 MTD块设备节点（主设备号为31），通过访问此设备节点即可访问MTD字符设备和块设备。

　　五、根文件系统：在Bootloader中将JFFS（或JFFS2）的文件系统映像 jffs.image（或jffs2.img）烧到flash的某一个分区中，在/arch/arm/mach-your/arch.c文件的 your_fixup函数中将该分区作为根文件系统挂载。

　　六、文件系统：内核启动后，通过mount 命令可以将flash中的其余分区作为文件系统挂载到mountpoint上。

　　设备层和原始设备层的函数调用关系（红色部分需要我们实现）：

　　一个MTD原始设备可以通过mtd_part分割成数个MTD原始设备注册进 mtd_table，mtd_table中的每个MTD原始设备都可以被注册成一个MTD设备，其中字符设备的主设备号为90，次设备号为0、2、4、 6…（奇数次设备号为只读设备），块设备的主设备号为31，次设备号为0、1、2、3…

　　mtd_notifier mtd_notifier

　　字符设备 mtd_fops 块设备 mtd_fops

　　（mtdchar.c） （mtdblock.c） mtdblks

　　设备层

　　register_mtd_user()

　　get_mtd_device()

　　unregister_mtd_user()

　　put_mtd_device()

　　erase_info

　　mtd_notifiers

　　mtd_table

　　mtd_info

　　mtd_part

　　（mtdcore.c）

　　（mtdpart.c）

　　Your Flash

　　（your-flash.c）

　　add_mtd_partitions()

　　del_mtd_partitions()

　　原始设备层 add_mtd_device()

　　del_mtd_device()

　　mtd_partition

　　NOR型Flash芯片驱动与MTD原始设备

　　所有的NOR型Flash的驱动（探测probe）程序都放在 drivers/mtd/chips下，一个MTD原始设备可以由一块或者数块相同的Flash芯片组成。假设由4块devicetype为x8的 Flash，每块大小为8M，interleave为2，起始地址为0x01000000，地址相连，则构成一个MTD原始设备 （0x01000000-0x03000000），其中两块interleave成一个chip，其地址从0x01000000到0x02000000， 另两块interleave成一个chip，其地址从0x02000000到0x03000000。

　　请注意，所有组成一个MTD原始设备的Flash芯片必须是同类型的（无论是 interleave还是地址相连），在描述MTD原始设备的数据结构中也只是采用了同一个结构来描述组成它的Flash芯片。

　　0x03000000

　　0x02000000

　　0x01000000

　　每个MTD原始设备都有一个mtd_info 结构，其中的priv指针指向一个map_info结构，map_info结构中的fldrv_priv指向一个cfi_private结 构，cfi_private结构的cfiq指针指向一个cfi_ident结构，chips指针指向一个flchip结构的数组。其中mtd_info、 map_info和cfi_private结构用于描述MTD原始设备；因为组成MTD原始设备的NOR型Flash相同，cfi_ident结构用于描 述flash芯片的信息；而flchip结构用于描述每个Flash芯片的专有信息（比如说起始地址）