### MTD源代码分析
#### 一、MTD概述
MTD(Memory Technology Device,内存技术设备)是Linux操作系统中的一个子系统,主要用于管理和访问内存设备如ROM、Flash等。其设计初衷是为了简化新类型内存设备驱动程序的开发,通过在硬件与上层软件之间提供一个抽象接口来达到这一目的。所有MTD相关的源代码均位于`/drivers/mtd`子目录下。
#### 二、MTD架构层次
MTD被划分为四个主要层次:
1. **设备节点层**:提供用户空间应用程序与内核交互的接口。
2. **MTD设备层**:定义了通用的MTD设备操作接口,如读写、擦除等操作。
3. **MTD原始设备层**:针对特定类型的内存设备(如NOR Flash、NAND Flash等)提供更具体的接口。
4. **硬件驱动层**:直接与底层硬件通信,实现具体设备的驱动逻辑。
#### 三、NOR Flash与NAND Flash的比较
- **NOR Flash**:通常用于存储代码(如BIOS)。特点是可随机访问,读取速度快,但写入和擦除速度较慢。
- **NAND Flash**:成本较低,容量大,适用于存储大量数据。由于其结构特点,NAND Flash需要先进行擦除才能进行写入操作,而且通常不支持随机访问。
#### 四、源代码分析
本节将深入分析MTD源代码的关键部分,包括重要的头文件、数据结构以及关键函数。
##### 1. 头文件分析
- **mtd.h**:核心头文件,包含了MTD设备的基本定义和API。
- `MTD_CHAR_MAJOR` 和 `MTD_BLOCK_MAJOR`:分别表示字符设备和块设备的主要设备号。
- `MAX_MTD_DEVICES`:定义了可以同时存在的最大MTD设备数量。
- `mtd_info`:MTD设备的信息结构体。
- `type`:设备类型,如NOR、NAND等。
- `flags`:设备特性标志位,如是否支持擦除等。
- `ecctype`:错误校验类型。
- `erase_info`:擦除操作的信息结构体。
- `state`:擦除状态。
- `mtd_notifier`:用于通知机制的数据结构。
- **partitions.h**:处理分区信息。
- `mtd_partition`:表示分区的结构体。
- `MTDPART_OFS_APPEND` 和 `MTDPART_SIZ_FULL`:分区偏移量和大小的特殊标记。
- **map.h**:包含映射相关信息。
- `map_info`:表示映射信息的结构体。
- **gen_probe.h**:通用探测功能。
- `chip_probe`:芯片探测函数。
- **cfi.h**:CFI(Common Flash Interface,通用闪存接口)相关定义。
- `cfi_private`:CFI私有数据结构。
- `cfi_ident`:CFI标识符结构体。
- **flashchip.h**:Flash芯片相关的定义。
- `flchip`:Flash芯片结构体。
##### 2. 关键函数分析
- **mtdcore.c**
- `add_mtd_device` 和 `del_mtd_device`:添加和删除MTD设备。
- `register_mtd_user` 和 `unregister_mtd_user`:注册和注销MTD用户。
- `__get_mtd_device`:获取MTD设备指针。
- **mtdpart.c**
- `add_mtd_partitions` 和 `del_mtd_partitions`:添加和删除分区。
- `part_read`、`part_write` 等:分区的读写操作。
- **mtdblock.c**
- `notifier`:用于通知事件。
- `mtdblk_dev` 和 `mtdblks`:块设备相关的结构体。
- `erase_callback`:擦除完成回调函数。
- `write_cached_data` 和 `do_cached_write`:缓存数据的写入操作。
- `do_cached_read`:缓存数据的读取操作。
通过以上分析可以看出,MTD不仅为不同的内存技术提供了统一的接口,还为开发者提供了一套完整的框架来支持各种不同类型的内存设备。这对于嵌入式系统的开发者来说是非常有用的资源,能够极大地简化驱动程序的编写过程,提高开发效率。
2024-08-23 16:19:19
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