MTD应用学习：mtd和mtdblock的区别

2023-07-23 11:29:04

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

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
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
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：

mtd-utils工具只能应用与/dev/mtdN的MTD字符设备
mount、umount命令只对/dev/mtdblockN的MTD块设备有效
/dev/mtdN和/dev/mtdblockN是同一个MTD设备的同一个分区（N一样）