Linux系统中/dev/mtd与/dev/mtdblock的区别（转）

无论以x86平台下面的grub还是ARM、MIPS下的uboot来启动内核，多需要在启动参数中设定根文件在硬盘(flash)上面的分区位置。

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。

　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…

1. /dev/mtdN 是Linux 中的MTD架构中，系统自己实现的mtd分区所对应的字符设备，其里面添加了一些ioctl，支持很多命令，如MEMGETINFO，MEMERASE等。 而/dev/mtdblockN，是Nand Flash驱动中，驱动在用add_mtd_partitions()添加MTD设备分区，而生成的对应的块设备。根据以上内容，也就更加明白，为什么不能用nandwrite,flash_eraseall,flash_erase等工具去对/dev/mtdblockN去操作了。因为/dev/mtdblock中不包含对应的ioctl，不支持你这么操作。

2. mtd char 设备的主设备号是90，而mtd block设备的主设备号是31：

root@OpenWrt:/dev#

ls -al mtd*

crw-r--r--    1 root     root       90,   0 Jul 28 09:41 mtd0

crw-r--r--    1 root     root       90,   1 Jul 28 09:41 mtd0ro

crw-r--r--    1 root     root       90,   2 Jul 28 09:41 mtd1

crw-r--r--    1 root     root       90,   3 Jul 28 09:41 mtd1ro

brw-r--r--    1 root     root       31,   0 Jul 28 09:41 mtdblock0

brw-r--r--    1 root     root       31,   1 Jul 28 09:41 mtdblock1

此设备号，定义在/include/linux/mtd/mtd.h中 ：

#define MTD_CHAR_MAJOR   90

#define MTD_BLOCK_MAJOR 31

 

root@OpenWrt:/proc# cat mtd dev:    

size   erasesize  name

mtd0: 03030000 00010000 "rootfs"

mtd1: 02dc0000 00010000 "rootfs_data"

root@OpenWrt:/proc# cat partitions 

major minor  #blocks  name    

8        0    3917592 sda    

8        1       4504 sda1    

8        2      49360 sda2  

31        0      49344 mtdblock0  

31        1      46848 mtdblock1    

8       16   16416768 sdb    

8       17   16040064 sdb1

1、/dev/mtdn是linux中的MTD架构中，系统自己实现的mtd分区所对应的字符设备，其里面添加了一些ioctl，支持很多命令，如MEMGETINFO，MEMERASE等。      

而mtd-util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工具中的flash_eraseall中的：  

 if(ioctl(fd,MEMGETINFO,&meminfo) != 0)  {  

        perror("MEMGETINFO");  

        close(fd);  

        exit(1);

 }   其中，MEMGETINFO，就是linux mtd中的/drivers/mtd/nand/mtdchar.c中的：  

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;  

而/dev/mtdblockn，是NandFlash驱动中，驱动在用add_mtd_partitions()添加MTD设备分区而生成的对应的块设备。根据以上内容也更加明白，为什么不能用nandwrite，flash_eraseall，flash_erase等工具去对/dev/mtdblockn去操作了，因为/dev/mtdblock中不包含对应的ioctl，不支持你这么操作。  

2、mtd char设备的主设备号是90；而mtdblock设备的主设备号是31；      此设备号定义在/include/linux/mtd/mtd.h中  

3、mtd块设备的大小可以通过查看分区信息来得到：

# cat /proc/partitions

major minor  #blocks  name  

31        0        128 mtdblock0  

31        1        128 mtdblock1  

31        2        512 mtdblock2  

31        3       2048 mtdblock3  

31        4      32768 mtdblock4  

31        5     486400 mtdblock5  

上面显示的块设备的大小，是block的数目，每个block是1KB； 而每个字符设备，其实就是对应着上面的每个设备，即/dev/mtd0对应/dev/mtdblock0，以此类推，换句话说，mtdblockn的一些属性，也就是mtdn的属性，比如大小。  

4、对每个mtd字符设备的操作，比如利用nandwrite去对/dev/mtd0写数据，实际就是操作/dev/mtdblock0。而这些操作里面涉及到得offset都指的是mtd分区内的偏移。比如向/dev/mtd1的offset为0的位置写入数据，实际操作的物理偏移是offset=/dev/mtd0的大小=128KB。  

5、mtd的字符设备和块设备的命名规则，可以参考下表：

 

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