睿豐德科技 專注RFID識別技術和條碼識別技術與管理軟件的集成項目。質量追溯系統、MES系統、金蝶與條碼系統對接、用友與條碼系統對接

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今天做升級方案用到了mtd-utils中的flash_eraseall和flash_cp兩個工具，在進行方案驗證的時候，遭遇到各種不解和疑惑，因對MTD的原理不熟悉，所以只能多次嘗試，雖然最后把方案搞定了，不過覺得MTD中的mtd和mtdblock區別這塊還是值得總結學習一下。這里先說明一下問題現象，然后在進行具體的區別原理解釋。

 

MTD設備(Nor Flash)使用中的問題現象表現

1. mtd-utils工具對mtd和mtdblock分區設備的區別處理 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
2. mtd和mtdblock分區設備mount時的區別 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
3. mtdblock掛載成功，單擦除后卸載失敗 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 / $

 

通過上面的不斷嘗試和錯誤反饋，我把方案基本驗證通過了，只是對其中的原理不清楚：

• 為什么mtd和mtdblock明明是同一個設備分區卻有不同的操作？
• mount命令只能掛載塊設備嗎？
• 卸載mtdblock設備時，Inappropriate ioctl for device是什么意思？
• unable to get MTD device info，又是什么意思？

MTD技術的基本原理

MTD(memory technology device內存技術設備)是用于訪問memory設備（ROM、flash）的Linux的子系統。MTD的主要目的是為了使新的memory設備的驅動更加簡單，為此它在硬件和上層之間提供了一個抽象的接口，并進行了一個層次劃分，層次從上到下大致為：設備文件、MTD設備層、MTD原始設備層、硬件驅動層。MTD的所有源代碼在/drivers/mtd子目錄下。

系統中的MTD設備文件

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和對應的/dev/mtd/N、mtdblockN和對應的/dev/mtdblock/N兩類MTD設備，分別是字符設備，主設備號90和塊設備，主設備號31。其中/dev/mtd0和/dev/mtd/0是完全等價的，/dev/mtdblock0和/dev/mtdblock/0是完全等價的，而/dev/mtd0和/dev/mtdblock0則是同一個MTD分區的兩種不同應用描述，操作上是有區別的。

/dev/mtdN設備

/dev/mtdN 是MTD架構中實現的mtd分區所對應的字符設備(將mtd設備分成多個區，每個區就為一個字符設備)，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，就是以這些ioctl為基礎而實現的工具，實現一些關于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字符設備需要加載mtdchar內核模塊。該代碼解釋了上面的第一個現象。

/dev/mtdblockN設備

/dev/mtdblockN，是Flash驅動中用add_mtd_partitions()添加MTD設備分區，而生成的對應的塊設備。MTD塊設備驅動程序可以讓flash器件偽裝成塊設備，實際上它通過把整塊的erase block放到ram里面進行訪問，然后再更新到flash，用戶可以在這個塊設備上創建通常的文件系統。

而對于MTD塊設備，MTD設備層是不提供ioctl的實現方法的，也就不會有對應的MEMGETINFO命令之類，因此不能使用nandwrite,flash_eraseall,flash_erase等工具去對/dev/mtdblockN去進行操作，否則就會出現上面的現象一，同時也解釋了現象3——用mtd2擦除分區后，在用mtdblock2進行umount就會造成混亂。

mtd塊設備的大小可以通過proc文件系統進行查看：

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 ~ $

后面的兩個是SD塊設備的分區大小。每個block的大小是1KB。

MTD設備分區和總結

通過proc文件系統查看mtd設備的分區情況：

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 ~ $

可以發現，實際上mtdN和mtdblockN描述的是同一個MTD分區，對應同一個硬件分區，兩者的大小是一樣的，只不過是MTD設備層提供給上層的視圖不一樣，給上層提供了字符和塊設備兩種操作視圖——為了上層使用的便利和需要，比如mount命令的需求，你只能掛載塊設備(有文件系統)，而不能對字符設備進行掛載，否則會出現上面的現象2:無效參數。

這里對于mtd和mtdblock設備的使用場景進行簡單總結：

1. mtd-utils工具只能應用與/dev/mtdN的MTD字符設備
2. mount、umount命令只對/dev/mtdblockN的MTD塊設備有效
3. /dev/mtdN和/dev/mtdblockN是同一個MTD設備的同一個分區（N一樣）

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