本书《Linux MTD源代码解析》深入剖析了Linux内存技术设备(MTD)子系统的内部工作原理和实现细节,适合对嵌入式系统开发感兴趣的读者。
### Linux MTD源代码分析
#### 一、Linux MTD简介
MTD(Memory Technology Devices)是Linux内核的一部分,用于支持多种类型的非易失性内存技术,特别是闪存(Flash)。它提供了一套标准接口,使用户可以方便地访问各种不同类型的闪存设备,并且在上层应用看来,这些不同的设备就像是统一的存储资源。
#### 二、MTD的层次结构
MTD在Linux中的层次结构主要包括以下几层:
- **设备层**:负责管理具体的物理设备。
- **原始设备层**:为上层提供统一的接口,屏蔽了底层设备的具体实现细节。
#### 三、MTD的组成部分
##### 1. NOR型Flash芯片驱动与MTD原始设备
- **NOR Flash**:是一种常见的非易失性存储器,可以直接执行代码,适用于小容量的数据存储。
- **NOR Flash驱动**:通过MTD接口与内核交互,实现了数据的读写操作。
##### 2. NAND和NOR的比较
- **NAND Flash**:具有更高的密度和更低的成本,适用于大容量存储。
- **NOR Flash**:速度更快,适用于代码执行。
- **区别**:NAND Flash需要外部控制器进行错误校验等处理;NOR Flash可以直接在芯片上执行代码。
#### 四、源代码分析
##### 1. 头文件分析
- **mtd.h**:定义了MTD的核心数据结构和API。
- `MTD_CHAR_MAJOR` 和 `MTD_BLOCK_MAJOR`:定义了MTD设备的主设备号。
- `MAX_MTD_DEVICES`:定义了系统最多支持的MTD设备数量。
- `mtd_info`:描述了一个MTD设备的基本信息。
- `type`:设备类型,如NAND或NOR。
- `flags`:设备标志,如是否支持ECC校验。
- `ecctype`:错误校验码类型。
- `erase_info`:描述了擦除操作的状态信息。
- `state`:擦除状态,如准备就绪或正在擦除。
##### 2. MTD通知器
- `mtd_notifier`:用于注册和注销MTD事件的通知器。
##### 3. 设备管理
- `get_mtd_device` 和 `put_mtd_device`:分别用于获取和释放MTD设备。
- `add_mtd_device` 和 `del_mtd_device`:用于添加和删除MTD设备。
##### 五、分区支持
- **partitions.h**:提供了对分区的支持。
- `mtd_partition`:描述了一个分区的信息。
- `MTDPART_OFS_APPEND` 和 `MTDPART_SIZ_FULL`:分区偏移量和大小的特殊标志。
##### 六、映射信息
- **map.h**:包含了映射信息的定义。
- `map_info`:描述了内存映射的信息。
##### 七、芯片驱动
- **mtd_chip_driver**:芯片驱动结构体,包含了驱动的名称、操作函数等信息。
- **gen_probe.h**:通用探测函数。
##### 八、CFI支持
- **cfi.h**:Common Flash Interface (CFI) 支持。
- `cfi_private`:私有数据结构,包含CFI模式等信息。
- `cfi_ident`:标识符结构,包括制造商ID等。
##### 九、具体实现
- **drivers/mtd子目录**:包含了具体的MTD驱动实现。
- `mtdcore.c`:核心实现文件。
- `mtd_table`:MTD设备表。
- `mtd_notifiers`:MTD事件通知器列表。
- `register_mtd_user` 和 `unregister_mtd_user`:注册和注销MTD用户。
- `__get_mtd_device`:内部使用的获取设备函数。
- **mtdpart.c**:分区支持实现文件。
- `mtd_partitions`:分区列表。
- `add_mtd_partitions` 和 `del_mtd_partitions`:添加和删除分区。
- 各种分区操作函数,如`part_read`、`part_write`等。
- **mtdblock.c**:块设备支持实现文件。
- 包含了各种块设备操作函数,如`mtdblock_open`、`mtdblock_release`等。
- **mtdchar.c**:字符设备支持实现文件。
- 包含了各种字符设备操作函数,如`mtd_lseek`、`mtd_open`、`mtd_close`等。
#### 五、总结
通过上述分析可以看出,Linux MTD模块为非易失性存储设备提供了一个统一的接口,简化了设备驱动的开发过程。MTD通过抽象化的层次结构