MTD应用学习：mtd和mtdblock的区别

 

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）