linux2.6.28 MTD 内存技术设备(块设备)设备层

参考http://blog.csdn.net/zrm2012/article/details/51840557
MTD设备层：

mtd字符设备接口：

/drivers /mtd/mtdchar.c文件实现了MTD字符设备接口，通过它，可以直接访问Flash设备，与前面的字符驱动一样，通过 file_operations结构体里面的open()、read()、write()、ioctl()可以读写Flash，通过一系列IOCTL 命令可以获取Flash 设备信息、擦除Flash、读写NAND 的OOB、获取OOB layout 及检查NAND 坏块等(MEMGETINFO、MEMERASE、MEMREADOOB、MEMWRITEOOB、MEMGETBADBLOCK IOCRL) 

mtd块设备接口：

/drivers /mtd/mtdblock.c文件实现了MTD块设备接口，主要原理是将Flash的erase block 中的数据在内存中建立映射，然后对其进行修改，最后擦除Flash 上的block，将内存中的映射块写入Flash 块。整个过程被称为read/modify/erase/rewrite 周期。 但是，这样做是不安全的，当下列操作序列发生时，read/modify/erase/poweroff，就会丢失这个block 块的数据。
MTD硬件驱动层：

Linux 内核再MTD层下实现了通用的NAND驱动(/driver/mtd/nand/nand_base.c)，因此芯片级的NAND驱动不再需要实现 mtd_info结构体中的read()、write()、read_oob()、write_oob()等成员函数。

MTD使用nand_chip来表示一个NAND FLASH芯片, 该结构体包含了关于Nand Flash的地址信息,读写方法,ECC模式,硬件控制等一系列底层机制

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1. struct nand_chip {  
2.     void  __iomem   *IO_ADDR_R;     /* 读8位I/O线地址 */  
3.     void  __iomem   *IO_ADDR_W;     /* 写8位I/O线地址 */  
4.   
5.     /* 从芯片中读一个字节 */  
6.     uint8_t (*read_byte)(struct mtd_info *mtd);       
7.     /* 从芯片中读一个字 */  
8.     u16     (*read_word)(struct mtd_info *mtd);       
9.     /* 将缓冲区内容写入芯片 */  
10.     void    (*write_buf)(struct mtd_info *mtd, const uint8_t *buf, int len);      
11.     /* 读芯片读取内容至缓冲区/ */  
12.     void    (*read_buf)(struct mtd_info *mtd, uint8_t *buf, int len);  
13.     /* 验证芯片和写入缓冲区中的数据 */  
14.     int     (*verify_buf)(struct mtd_info *mtd, const uint8_t *buf, int len);  
15.     /* 选中芯片 */  
16.     void    (*select_chip)(struct mtd_info *mtd, int chip);  
17.     /* 检测是否有坏块 */  
18.     int     (*block_bad)(struct mtd_info *mtd, loff_t ofs, int getchip);  
19.     /* 标记坏块 */  
20.     int     (*block_markbad)(struct mtd_info *mtd, loff_t ofs);  
21.     /* 命令、地址、数据控制函数 */  
22.     void    (*cmd_ctrl)(struct mtd_info *mtd, int dat,unsigned int ctrl);  
23.     /* 设备是否就绪 */  
24.     int     (*dev_ready)(struct mtd_info *mtd);  
25.     /* 实现命令发送 */  
26.     void    (*cmdfunc)(struct mtd_info *mtd, unsigned command, int column, int page_addr);  
27.     int     (*waitfunc)(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *this);  
28.     /* 擦除命令的处理 */  
29.     void    (*erase_cmd)(struct mtd_info *mtd, int page);  
30.     /* 扫描坏块 */  
31.     int     (*scan_bbt)(struct mtd_info *mtd);  
32.     int     (*errstat)(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *this, int state, int status, int page);  
33.     /* 写一页 */  
34.     int     (*write_page)(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *chip,  
35.                       const uint8_t *buf, int page, int cached, int raw);  
36.   
37.     int     chip_delay;         /* 由板决定的延迟时间 */  
38.     /* 与具体的NAND芯片相关的一些选项，如NAND_NO_AUTOINCR，NAND_BUSWIDTH_16等 */  
39.     unsigned int    options;      
40.   
41.     /* 用位表示的NAND芯片的page大小，如某片NAND芯片 
42.      * 的一个page有512个字节，那么page_shift就是9  
43.      */  
44.     int      page_shift;  
45.     /* 用位表示的NAND芯片的每次可擦除的大小，如某片NAND芯片每次可 
46.      * 擦除16K字节(通常就是一个block的大小)，那么phys_erase_shift就是14 
47.      */  
48.     int      phys_erase_shift;  
49.     /* 用位表示的bad block table的大小，通常一个bbt占用一个block， 
50.      * 所以bbt_erase_shift通常与phys_erase_shift相等 
51.      */  
52.     int      bbt_erase_shift;  
53.     /* 用位表示的NAND芯片的容量 */  
54.     int      chip_shift;  
55.     /* NADN FLASH芯片的数量 */  
56.     int      numchips;  
57.     /* NAND芯片的大小 */  
58.     uint64_t chipsize;  
59.     int      pagemask;  
60.     int      pagebuf;  
61.     int      subpagesize;  
62.     uint8_t  cellinfo;  
63.     int      badblockpos;  
64.     nand_state_t    state;  
65.     uint8_t     *oob_poi;  
66.     struct nand_hw_control  *controller;  
67.     struct nand_ecclayout   *ecclayout; /* ECC布局 */  
68.       
69.     struct nand_ecc_ctrl ecc;   /* ECC校验结构体，里面有大量的函数进行ECC校验 */  
70.     struct nand_buffers *buffers;  
71.     struct nand_hw_control hwcontrol;  
72.     struct mtd_oob_ops ops;  
73.     uint8_t     *bbt;  
74.     struct nand_bbt_descr   *bbt_td;  
75.     struct nand_bbt_descr   *bbt_md;  
76.     struct nand_bbt_descr   *badblock_pattern;  
77.     void        *priv;  
78. };  

最后，我们来用图表的形式来总结一下，MTD设备层、MTD原始设备层、FLASH硬件驱动层之间的联系。