uboot mtdparts

uboot对mtdparts的支持

本文以u-boot-2020.07版本为例分析。

需要打开宏 CONFIG_CMD_MTD 和 宏 CONFIG_CMD_MTDPARTS;

uboot中用struct mtd_inifo来描述一个mtd设备,每个mtd设备又可以进行分区，其中：

struct mtd_info {
//...
	/* MTD devices do not have any parent. MTD partitions do. */
	struct mtd_info *parent;

	/*
	 * Offset of the partition relatively to the parent offset.
	 * Is 0 for real MTD devices (ie. not partitions).
	 */
	u64 offset;

	/*
	 * List node used to add an MTD partition to the parent
	 * partition list.
	 */
	struct list_head node;

	/*
	 * List of partitions attached to this MTD device (the parent
	 * MTD device can itself be a partition).
	 */
	struct list_head partitions;
}
  • 　　parent：分区的父设备
  • 　　offset：分区相对于父设备的偏移，若offset为0，则代表一个父设备
  • 　　node：用于添加到父设备分区链表的节点
  • partitions：此mtd设备的所有分区节点都会挂在这个链表头上

　　通过上述几个成员，就可以把mtd设备及其分区组织成一个树状结构。

uboot mtd命令

用 mtd --help 命令可以查看mtd相关的命令使用：

mtd list：列出所有的mtd设备及其分区，比如：

 

 上图表示，有一个 mtd name为 "nor1"的mtd设备，是个norflash，块大小为64k，总的地址范围为 0x0~0x2000000(256Mbytes)，其下又分了6个分区，包含了每个分区的name和相对于父设备的地址

mtd read <name> <addr> [<off> [<size>]]：读取mtd

　　<name>：mtd设备name，可以是mtd根设备（如上面的nor1），也可以是分区设备（如上面的boot）

　　<addr>：读取的数据存放的memory地址

　　<off>:可选，读取的偏移地址（相对于该mtd设备），默认为0。

　　<size>:可选，读取的字节数，不能超过该mtd设备的大小

　　比如 mtd read zsp 0x80000000 0x10 0x100：表示从zsp分区0x10处（也是"nor1"设备的0x100010地址处）开始， 读取0x100字节到0x80000000处。

　　其他mtd write、erase类似。

mtd_probe_devices函数

　　mtd的相关命令，也支持对分区的读写，那uboot是怎么知道分区的信息呢？uboot的分区是在哪初始化的呢？

　　其实mtd的这些命令，都有一个函数的身影：mtd_probe_devices()，定义在文件 drivers/mtd/mtd_uboot.c 。该函数主要实现：

int mtd_probe_devices(void)
{
    static char *old_mtdparts;
    static char *old_mtdids;
    const char *mtdparts = get_mtdparts(); //获取分区信息
    const char *mtdids = get_mtdids();//获取mtdids信息
    const char *mtdparts_next = mtdparts;
    struct mtd_info *mtd;

    //确保所有的mtd设备probe
    mtd_probe_uclass_mtd_devs();

    //如果之前调用过该函数，并且mtdparts和mtdids无变化，则直接跳出；否则就要重新初始化分区
    if ((!mtdparts && !old_mtdparts && !mtdids && !old_mtdids) ||
        (mtdparts && old_mtdparts && mtdids && old_mtdids &&
         !mtd_dev_list_updated() && !mtd_del_all_parts_failed &&
         !strcmp(mtdparts, old_mtdparts) &&
         !strcmp(mtdids, old_mtdids)))
        return 0;

    /* Update the local copy of mtdparts */
    free(old_mtdparts);
    free(old_mtdids);
    old_mtdparts = strdup(mtdparts);
    old_mtdids = strdup(mtdids);
    
    //删除以前所有的分区，但如果有程序正在使用该分区就卸载失败
    mtd_del_all_parts();
    mtd_dev_list_updated();
    /* If either mtdparts or mtdids is empty, then exit */
    if (!mtdparts || !mtdids)
        return 0;
    /* Start the parsing by ignoring the extra 'mtdparts=' prefix, if any */
    if (!strncmp(mtdparts, "mtdparts=", sizeof("mtdparts=") - 1))
        mtdparts += 9;
    /* For each MTD device in mtdparts */
    for (; mtdparts[0] != '\0'; mtdparts = mtdparts_next) {
        char mtd_name[MTD_NAME_MAX_LEN], *colon;
        struct mtd_partition *parts;
        unsigned int mtd_name_len;
        int nparts, ret;

        //...省略部分代码，主要是字符串解析，得到mtd_name
                
        //找到代表父设备的mtd_info
        mtd = get_mtd_device_nm(mtd_name);
        /*
         * 再次尝试删除该mtd的所有分区，如果仍在用，则跳过该mtd设备
         */
        ret = mtd_del_parts(mtd, true);
        if (ret < 0)
            continue;
        /*
         * 解析分区信息并填充
         */
        ret = mtd_parse_partitions(mtd, &mtdparts, &parts, &nparts);
        if (ret) {
            printf("Could not parse device %s\n", mtd->name);
            put_mtd_device(mtd);
            return -EINVAL;
        }
        if (!nparts)
            continue;
        /* 创建分区*/
        add_mtd_partitions(mtd, parts, nparts);
        /* 释放之前解析时分配的内存 */
        mtd_free_parsed_partitions(parts, nparts);
        put_mtd_device(mtd);
    }
    /*
     * Call mtd_dev_list_updated() to clear updates generated by our own
     * parts registration loop.
     */
    mtd_dev_list_updated();

    return 0;
}

　　上面的mtd_probe_devices函数在获取分区信息时调用了get_mtdparts函数：

static const char *get_mtdparts(void)
{
    __maybe_unused const char *mtdids = NULL;
    static char tmp_parts[MTDPARTS_MAXLEN];
    const char *mtdparts = NULL;
　　
    if (gd->flags & GD_FLG_ENV_READY)
        mtdparts = env_get("mtdparts");
    else if (env_get_f("mtdparts", tmp_parts, sizeof(tmp_parts)) != -1)
        mtdparts = tmp_parts;

    if (mtdparts)
        return mtdparts;

#if defined(CONFIG_SYS_MTDPARTS_RUNTIME)
    board_mtdparts_default(&mtdids, &mtdparts);
#elif defined(MTDPARTS_DEFAULT)
    mtdparts = MTDPARTS_DEFAULT;
#elif defined(CONFIG_MTDPARTS_DEFAULT)
    mtdparts = CONFIG_MTDPARTS_DEFAULT;
#endif

    if (mtdparts)
        env_set("mtdparts", mtdparts);

    return mtdparts;
}

　　先从环境变量中获取，环境变量不存在的话，再依次从board_mtdparts_default函数、宏MTDPARTS_DEFAULT、宏CONFIG_MTDPARTS_DEFAULT中获取。

　　get_mtdids函数类似。

根据上面的分析，我们知道mtd_probe_devices函数最后会调用add_mtd_partitions函数来注册分区。只要使用了mtd的相关命令，都会调用mtd_probe_devices函数。当然也可以主动调用该函数来初始化mtd分区。

uboot mtdparts命令

用 mtdparts --help命令可以查看mtd相关的命令使用：　

 

mtdparts

　　列出所有的mtd分区信息，比如：

　　

 　　同时它打印了默认的mtdids和mtdparts，分别由宏 MTDIDS_DEFAULT和宏MTDPARTS_DEFAULT指定。这2个宏没定义就由CONFIG_MTDIDS_DEFAULT和CONFIG_MTDPARTS_DEFAULT指定。

mtdparts delall

　　删除所有的分区

　　

mtdparts del part-id

　　删除指定的分区，比如 mtdparts del nor1,5  表示删除nor1设备的第5个分区，及jffs2分区,删除后分区如下：

　　

mtdparts add <mtd-dev> <size>[@<offset>] [<name>] [ro]

　　添加一个分区。

　　mtd-dev:mtd设备的名称，如nor1

　　size:新加分区的大小，不能超过父设备的范围，必须为mtd block大小的整数倍

　　offset：新加分区在父设备的偏移，必须与mtd block大小对齐

　　name：新加分区的name

　　ro：可选，表示分区只读

　　

mtdparts default

　　恢复为默认分区

　　

mtdparts_init函数

  • 　　所有的mtdparts命令，都会调用mtdparts_init函数：
  • 　　先从环境变量中获取mtdids、mtdparts、partition
  • 　　调用parse_mtdids函数解析mtdids字符串，此函数会把解析出来的所有mtdid加到一个全局的链表：static struct list_head mtdids
  • 　　调用parse_mtdparts函数，此函数会调用device_parse函数解析mtdparts字符串，并将解析出的所有分区加到全局链表：static struct list_head devices
    • device_parse函数会解析每个mtd设备的type、name和mtd-id，并调用part_parse函数解析每个分区的信息，将所有的分区加到父设备的parts链表中
      • part_parse函数会解析一个分区的信息，包括name、size、offset等，并为这个分区分配和初始化struct part_info结构体

mtdids分析

　　在上述描述中说到mtdids这个概念，通常会从环境变量中获取mtdids：

　　

　　形如nor1=spi-nor,那mtd-id是什么，它的格式又是什么？官方解释:

  'mtdids' - linux kernel mtd device id <-> u-boot device id mapping 
  mtdids=<idmap>[,<idmap>,...]
　　 <idmap>    := <dev-id>=<mtd-id>
  　　　　<dev-id>   := 'nand'|'nor'|'onenand'|'spi-nand'<dev-num>
  　　　　　　<dev-num>  := mtd device number, 0...
 　　　　 <mtd-id>   := unique device tag used by linux kernel to find mtd device (mtd->name)
 
mtdids就是linux kernel的mtd device id 和 uboot的device id的一个映射关系，因为同一个mtd设备，可能kernel和uboot的命名方式不一样，这就需要两者之间建立一个映射关系。
mtdids由一个或多个idmap组成，每个idmap代表一个mtd设备的映射
而idmap的形式就跟 nor1=spi-nor类似，由dev-id和mtd-id组成
dev-id就是'nand'|'nor'|'onenand'|'spi-nand' 加一个dev-num，比如nor1，,每个人的情况可能不一样，这个可以通过在uboot命令行模式下，执行mtd list中查看
mtd-id就是linux kernel中mtd设备的标识，其实就是mtd->name,比如上面的就是spi-nor,每个人的情况可能不一样，这个可以在linux终端中执行 cat /proc/mtd查看

dev-id追溯

从源码中追溯dev-id的由来，我们知道要注册一个mtd设备的核心函数是 add_mtd_device，当然还有其他接口也能注册mtd设备，比如mtd_device_register、mtd_device_paese_register。

　　我们以spi nor flash为例分析，uboot中spi norlfash的驱动代码在 drivers/mtd/spi目录下，在这个目录中搜索上面几个函数，发现在sf_mtd.c中调用了add_mtd_device。我们通过gdb在add_mtd_device打一断点，然后通过bt查看函数调用栈：

　　

 

 　　通过上图可知，uboot在board_init_r函数中会进行flash的初始化，这里会初始化spi norflash，我们看一下spi_flash_mtd_register函数：

static struct mtd_info sf_mtd_info;
static char sf_mtd_name[8];

static int spi_flash_mtd_number(void)
{
#ifdef CONFIG_SYS_MAX_FLASH_BANKS
	return CONFIG_SYS_MAX_FLASH_BANKS;
#else
	return 0;
#endif
}

int spi_flash_mtd_register(struct spi_flash *flash)
{
	//...省略部分代码
	memset(&sf_mtd_info, 0, sizeof(sf_mtd_info));
	sprintf(sf_mtd_name, "nor%d", spi_flash_mtd_number());

	sf_mtd_info.name = sf_mtd_name;
	
	ret = add_mtd_device(&sf_mtd_info);
	//...
}

　　

　　我这里定义了CONFIG_SYS_MAX_FLASH_BANKS 为1，所有最终确定dev-id为 nor1。

　　这里我们是以spi norflash为例分析的，其他的mtd设备其实类似。

总结

　　1.u-boot使用环境变量mtdids 和 mtdparts 来指定mtd分区

　　2.可通过 mtd --help 来获取mtd相关命令的使用

　　3.可通过mtdparts --help 来获取mtdparts相关命令的使用

　　4.mtdids的idmap，uboot端可用mtd list来得到<dev-id>,linux端可通过 cat /proc/mtd 来得到 <mtd-id>

　　

 

posted @ 2021-08-03 08:55  吕亿亿  阅读(5997)  评论(0)    收藏  举报