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MTD(Memory Technology device)是Linux系统中用于访问存储设备(如ROM、Flash)的子系统。其主要目的是为新增加的存储设备提供一个抽象的接口,使得在系统中添加新的存储设备更加简便。
硬件驱动层负责初始化和管理Flash芯片的操作。对于Nor Flash芯片,驱动遵循CFI(Chip Functional Interface)标准。硬件驱动代码位于drivers/mtd/chips目录下,具体实现与特定Flash芯片类型相关。NAND闪存的驱动位于drivers/mtd/nand子目录下。
MTD原始设备层位于drivers/mtd目录下,其上方是通用的MTD设备代码,下方是特定Flash设备的接口封装。该层通过mtd_info结构体描述MTD设备信息,设备信息存储在mtd_table数组中。每个mtd_info代表一个抽象的MTD设备分区,分区信息由mtd_part描述。
struct mtd_part { struct mtd_info mtd; // mtd_info数据结构 struct mtd_info *master; // 主分区指针 uint64_t offset; // 分区偏移地址 struct list_head list; // 分区链表}; add_mtd_device:将mtd_info添加到mtd_table中。del_mtd_device:从mtd_table中移除特定mtd_info。add_mtd_partitions:将mtd_info的分区信息添加到mtd_table中。基于MTD原始设备层,Linux系统定义了两个主要设备接口:
mtdblk_dev结构体描述。lseek、open、close、write、read)实现。在系统初始化时,通过udev或mdev自动发现并创建设备节点:
/dev/mtd:字符设备节点。/dev/mtdblock:块设备节点。内核启动后,通过mount命令将Flash存储分区作为文件系统挂载。支持的文件系统类型包括ext2、ext3、ext4等。
MTD对NAND芯片的读写操作主要分为三部分:
struct mtd_info中的读写函数(如read、write_oob)调用NAND芯片的读写接口。read_page_raw、write_page等函数。cmdfunc命令Flash芯片,执行实际的读写操作(如read_buf)。读写流程示例:
nand_read函数。nand_read调用芯片cmdfunc,发送读命令。read_page_raw,然后read_buf将数据读取到缓冲区。MTD为Linux系统提供了对Flash存储设备的统一抽象接口,简化了存储设备的管理。其结构分为硬件驱动层、MTD原始设备层、MTD设备层和设备节点管理等模块,支持块设备和字符设备操作。通过合理的分区划分和文件系统挂载,MTD有效地将Flash存储资源转化为可管理的文件系统资源。
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