​​​

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

  2. 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​​


  2. 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​​


  2. 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