分类： LINUX
2012-10-04 17:49:04
FLASH在嵌入式系统中是必不可少的，它是bootloader、linux内核和文件系统的最佳载体。在Linux内核中引入了MTD子系统为NOR FLASH和NAND FLASH设备提供统一的接口，从而使得FLASH驱动的设计大为简化。
在引入MTD后Linux系统中FLASH设备驱动可分为四层：
1. 硬件驱动层：FLASH硬件驱动层负责FLASH硬件设备的读、写、擦出，LINUX MTD设备的NOR FLASH驱动位于/driver/mtd/chips子目录下，NAND FLASH驱动则位于/driver/mtd/nand子目录下。
2. MTD原始设备层：MTD原始设备层由两部分构成，一部分是MTD原始设备的通用代码(mtdcore.c、mtdpart.c)，另一部分是各个特定的FLASH的数据，在map目录下，例如分区。
3. MTD设备层：基于MTD原始设备，LINUX系统可以定义出MTD的块设备（主设备号31）和字符设备（设备号90），构成设备层。MTD字符设备在mtdchar.c实现，MTD块设备在mtdblock.c实现。
4. 设备节点：通过mknod在/dev子目录下建立MTD字符设备节点（主设备号为90）和块设备节点（主设备号为31），用户通过访问此设备节点即可访问MTD字符设备和块设备。
基本的调用关系如下图：
一个MTD原始设备可以通过mtd_part分割成数个MTD原始设备注册进mtd_table，mtd_table中的每个MTD原始设备都可以被注册成一个MTD设备，有两个函数可以完成这个工作，即add_mtd_device函数和add_mtd_partitions函数。其中add_mtd_device函数是把整个NAND FLASH注册进MTD Core，而add_mtd_partitions函数则是把NAND FLASH的各个分区分别注册进MTD Core。
当MTD原始设备调用add_mtd_partitions()的时候它会对每一个新建分区建立一个struct mtd_part 结构将其加入mtd_partitions中并调用add_mtd_device()将此分区做为MTD设备注册进MTD Core,成功的时返回0。重点关注一下add_mtd_partitions(struct mtd_info *master,struct mtd_partitions*parts,int nbparts)其中master就是这个MTD原始设备，parts即NAND的分区信息，nbparts指有几个分区。那么parts和nbparts怎么来的呢,其实上面有一句话已经说了。。举个例子在我们移植Linux内核到我们的开发板的时候我们会对NANDFLASH进行分区。
几个重要的数据结构：
struct mtd_info; 用于描述原始设备的数据结构是mtd_info，这其中定义了大量的关于MTD的数据和操作函数。
struct mtd_partion;一个分区
struct mtd_map;
struct mad_party;一个分区对应一个
struct mtd_notifier
每个MTD原始设备都有一个mtd_info结构，其中的priv指针指向一个map_info结构，map_info结构中的fldrv_priv指向一个cfi_private结构，cfi_private结构的cfiq指针指向一个cfi_ident结构，chips指针指向一个flchip结构的数组。其中mtd_info、 map_info和cfi_private结构用于描述MTD原始设备；因为组成MTD原始设备的NOR型Flash相同，cfi_ident结构用于描述Flash芯片的信息；而flchip结构用于描述每个Flash芯片的专有信息（比如说起始地址）
一个MTD原始设备可以通过mtd_part分割成数个MTD原始设备注册进 mtd_table，mtd_table中的每个MTD原始设备都可以被注册成一个MTD设备，其中字符设备的主设备号为90，次设备号为0、2、4、 6…（奇数次设备号为只读设备），块设备的主设备号为31，次设备号为0、1、2、3…
mtd_notifier mtd_notifier
字符设备 mtd_fops 块设备 mtd_fops
（mtdchar.c） （mtdblock.c） mtdblks
设备层
register_mtd_user()
get_mtd_device()
unregister_mtd_user()
put_mtd_device()
erase_info
mtd_notifiers
mtd_table
mtd_info
mtd_part
（mtdcore.c）
（mtdpart.c）
Your Flash
（your-flash.c）
add_mtd_partitions()
del_mtd_partitions()
原始设备层 add_mtd_device()
del_mtd_device()
mtd_partition
NOR型Flash芯片驱动与MTD原始设备
所有的NOR型Flash的驱动（探测probe）程序都放在 drivers/mtd/chips下，一个MTD原始设备可以由一块或者数块相同的Flash芯片组成。假设由4块devicetype为x8的 Flash，每块大小为8M，interleave为2，起始地址为0x01000000，地址相连，则构成一个MTD原始设备（0x01000000-0x03000000），其中两块interleave成一个chip，其地址从0x01000000到0x02000000，另两块interleave成一个chip，其地址从0x02000000到0x03000000。
