mtd源代码分析(对Linux中MTD进行详细的分析)

### 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。