MTD應用學習：mtd和mtdblock的區別
今天做升級方案用到了mtd-utils中的flash_eraseall和flash_cp兩個工具，在進行方案驗證的時候，遭遇到各種不解和疑惑，因對MTD的原理不熟悉，所以只能多次嘗試，雖然最後把方案搞定了，不過覺得MTD中的mtd和mtdblock區別這塊還是值得總結學習一下。這裡先說明一下問題現象，然後在進行具體的區別原理解釋。
MTD設備(Nor Flash)使用中的問題現象表現
mtd-utils工具對mtd和mtdblock分區設備的區別處理
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
mtd和mtdblock分區設備mount時的區別
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
mtdblock掛載成功，單擦除後卸載失敗
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
/ $
通過上面的不斷嘗試和錯誤反饋，我把方案基本驗證通過了，只是對其中的原理不清楚：
為什麼mtd和mtdblock明明是同一個設備分區卻有不同的操作？
mount命令只能掛載塊設備嗎？
卸載mtdblock設備時，Inappropriate ioctl for device是什麼意思？
unable to get MTD device info，又是什麼意思？
MTD技術的基本原理
MTD(memory technology device內存技術設備)是用於訪問memory設備（ROM、flash）的Linux的子系統。MTD的主要目的是為了使新的memory設備的驅動更加簡單，為此它在硬件和上層之間提供了一個抽象的接口，並進行了一個層次劃分，層次從上到下大致為：設備文件、MTD設備層、MTD原始設備層、硬件驅動層。MTD的所有源代碼在/drivers/mtd子目錄下。
系統中的MTD設備文件
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和對應的/dev/mtd/N、mtdblockN和對應的/dev/mtdblock/N兩類MTD設備，分別是字符設備，主設備號90和塊設備，主設備號31。其中/dev/mtd0和/dev/mtd/0是完全等價的，/dev/mtdblock0和/dev/mtdblock/0是完全等價的，而/dev/mtd0和/dev/mtdblock0則是同一個MTD分區的兩種不同應用描述，操作上是有區別的。
/dev/mtdN設備
/dev/mtdN 是MTD架構中實現的mtd分區所對應的字符設備(將mtd設備分成多個區，每個區就為一個字符設備)，其裡面添加了一些ioctl，支持很多命令，如MEMGETINFO，MEMERASE等。
mtd-utils中的flash_eraseall等工具，就是以這些ioctl為基礎而實現的工具，實現一些關於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字符設備需要加載mtdchar內核模塊。該代碼解釋了上面的第一個現象。
/dev/mtdblockN設備
/dev/mtdblockN，是Flash驅動中用add_mtd_partitions()添加MTD設備分區，而生成的對應的塊設備。MTD塊設備驅動程序可以讓flash器件偽裝成塊設備，實際上它通過把整塊的erase block放到ram裡面進行訪問，然後再更新到flash，用戶可以在這個塊設備上創建通常的文件系統。
而對於MTD塊設備，MTD設備層是不提供ioctl的實現方法的，也就不會有對應的MEMGETINFO命令之類，因此不能使用nandwrite,flash_eraseall,flash_erase等工具去對/dev/mtdblockN去進行操作，否則就會出現上面的現象一，同時也解釋了現象3——用mtd2擦除分區後，在用mtdblock2進行umount就會造成混亂。
mtd塊設備的大小可以通過proc文件系統進行查看：
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
~ $
後面的兩個是SD塊設備的分區大小。每個block的大小是1KB。
MTD設備分區和總結
通過proc文件系統查看mtd設備的分區情況：
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
~ $
可以發現，實際上mtdN和mtdblockN描述的是同一個MTD分區，對應同一個硬件分區，兩者的大小是一樣的，只不過是MTD設備層提供給上層的視圖不一樣，給上層提供了字符和塊設備兩種操作視圖——為了上層使用的便利和需要，比如mount命令的需求，你只能掛載塊設備(有文件系統)，而不能對字符設備進行掛載，否則會出現上面的現象2:無效參數。
這裡對於mtd和mtdblock設備的使用場景進行簡單總結：
mtd-utils工具只能應用與/dev/mtdN的MTD字符設備
mount、umount命令只對/dev/mtdblockN的MTD塊設備有效
/dev/mtdN和/dev/mtdblockN是同一個MTD設備的同一個分區（N一樣）
