关于MTD你需要知道的几点？

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        MTD（Memory Technology Device）是Linux内核中为非易失性内存技术设备，尤其是各种类型的闪存芯片提供统一接口的子系统。MTD驱动程序的设计目标是抽象出不同种类和特性的闪存硬件细节，为上层应用和文件系统提供一致且高效的访问方式。

一、 MTD驱动程序实现：

1. 1 初始化与注册
         MTD驱动首先需要在内核启动过程中或模块加载时进行初始化。
         驱动会探测并识别具体的闪存硬件，并根据硬件特性设置相应的操作函数指针，如读、写、擦除等。
        通过`mtd_device_register()`函数将MTD设备注册到内核的MTD子系统中，同时可能需要创建分区（partitions）并通过类似函数注册。

1. 2 硬件抽象层
        MTD驱动程序会实现一组底层硬件操作函数，这些函数处理与具体闪存控制器的交互，例如执行读取/编程/擦除操作。
        MTD子系统定义了一套API，如`mtd_read()`, `mtd_write()`, `mtd_erase()`, `mtd_sync()`, 等，这些API由MTD驱动提供具体实现。

1. 3 分区管理
        MTD支持对整个闪存芯片进行分区，每个分区作为一个独立的MTD设备暴露给系统。
        分区信息通常存储在`struct mtd_info`结构体中，并通过`add_mtd_device()`等函数添加到系统中。

二、 MTD API详解

        mtd_read()：从指定的MTD设备读取数据，参数包括要读取的数据缓冲区地址、起始地址和长度。

        mtd_write()：向MTD设备写入数据，同样需要指定目标地址和长度。注意，由于闪存的特性，写入操作往往涉及到擦除步骤，且不是所有位置都能随机写入。

        mtd_erase()：擦除MTD设备上的一个或多个区块（erase blocks）。擦除操作通常是块级别的，而非字节级别。

        mtd_get_info()：获取MTD设备的信息，如总大小、页大小、块大小等。

        mtd_erase_callback 和 mtd_sync()：用于异步擦除操作的回调函数以及同步操作以确保所有挂起的操作完成。

        其他API：还有诸如坏块管理、ecc校验、缓存管理等相关功能的API。

        mtd_get_device() 和 mtd_release_device()：用于获取和释放MTD设备的访问权限，确保在操作过程中不会发生并发冲突。

        map_word() 和 unmap_word()：这些函数用于处理字在闪存中的映射，特别对于小端和大端架构不同的处理器来说非常重要。

        mtd_unlock(), mtd_lock(), mtd_is_locked()：这些函数用于对MTD设备进行读写保护操作，防止意外或恶意擦除/修改数据。

        mtd_erase_region()：擦除指定区域内的所有块，通常是一个连续地址范围。

        mtd_read_oob() 和 mtd_write_oob()：用于读取和写入Out-of-Bounds (OOB) 数据，即存储在每个页的数据区之外的额外空间，常用于存放ECC校验信息、坏块标记等元数据。

        mtd_kmalloc_md() 和相关函数：为MTD操作分配和管理内存缓冲区，考虑到闪存设备的特性（如扇区大小），可能需要专门的内存管理方式。

        nand_base 系列接口：针对NAND Flash类型的驱动，MTD提供了一套完整的基于NAND控制器的操作接口，包括读ID、读页、写页、擦除块等。

        通过这些丰富的API，Linux内核能够支持各种不同类型的非易失性存储技术，并为上层应用和文件系统提供了高度抽象且灵活的接口。同时，MTD子系统的设计也允许硬件厂商根据自身产品的特性和需求定制适配的驱动程序。

三、源码解析

        在C语言中，Linux MTD子系统的核心是通过一组结构体和函数接口来实现对Flash设备的管理和操作。以下是一个简化的概述，说明如何使用C语言编写MTD驱动程序以及与MTD相关的API。

3.1  结构体和数据类型：

struct mtd_info {     // 基本信息     struct list_head list;     struct module *owner;     const char *name;     void (*erase)(struct mtd_info *mtd, struct erase_info *instr);     int (*point)(); // 指向其他必要的操作函数（例如read、write等）          // 设备属性     loff_t size;   // 总大小     unsigned long erasesize;  // 擦除块大小     unsigned long writesize; // 写入单位大小     // ... 更多属性如page大小、坏块管理信息等 }; struct erase_info {     // 擦除操作相关信息     struct mtd_info *mtd;     u_long addr;     // 擦除地址     u_long len;      // 擦除长度     void (*callback)(struct erase_info *self); // 操作完成后的回调函数     // ... 其他擦除操作所需的数据成员 }; 

3.2 驱动程序初始化示例：

static struct mtd_info my_mtd_device; static int __init my_mtd_driver_init(void) {     int err;     /* 初始化mtd_info结构体 */     memset(&my_mtd_device, 0, sizeof(struct mtd_info));     my_mtd_device.owner = THIS_MODULE;     my_mtd_device.name = "My Flash Device";     my_mtd_device.erase = my_erase_func;     my_mtd_device.write = my_write_func;     // ... 设置其他操作函数     /* 设置设备属性 */     my_mtd_device.size = DEVICE_SIZE;     my_mtd_device.erasesize = ERASE_BLOCK_SIZE;     my_mtd_device.writesize = WRITE_UNIT_SIZE;     /* 注册MTD设备到内核 */     err = mtd_device_register(&my_mtd_device, NULL, 0);     if (err)         return err;     return 0; } module_init(my_mtd_driver_init); /* 必要时定义相应的硬件操作函数，例如擦除函数 */ static void my_erase_func(struct mtd_info *mtd, struct erase_info *instr) {     // 实现具体的擦除逻辑，包括与硬件控制器交互     // ...     instr->state = MTD_ERASE_DONE; // 标记擦除完成     if (instr->callback)         instr->callback(instr); // 如果有回调函数，则调用它 } 使用MTD API进行操作： // 读取闪存数据 ssize_t read_flash(struct mtd_info *mtd, off_t from, size_t len, uint8_t *buf) {     ssize_t ret;     struct mtd_oob_ops ops;     memset(&ops, 0, sizeof(ops));     ops.mode = MTD_OPS_PLACE_OOB;     ops.len = len;     ops.retlen = &ret;     ops.datbuf = buf;     ops.oobbuf = NULL;     ops.ooboffs = 0;     ops.ooblen = 0;     ops.oobfree = NULL;     ret = mtd_read(mtd, from, &ops);     if (ret < 0)         printk(KERN_ERR "Error reading flash: %d\n", ret);     return ret; } // 擦除闪存区块 void erase_flash_block(struct mtd_info *mtd, off_t block_addr) {     struct erase_info instr;     memset(&instr, 0, sizeof(instr));     instr.mtd = mtd;     instr.addr = block_addr;     instr.len = mtd->erasesize;     instr.callback = NULL;     if (mtd_erase(mtd, &instr))         printk(KERN_ERR "Error erasing flash block at 0x%llx\n", (unsigned long long)block_addr); } 

        以上代码仅作为概念性演示，并未涵盖所有细节和错误处理。实际的MTD驱动开发需要根据特定的闪存芯片特性和控制器硬件接口进行详细设计和实现。同时，还需要遵循Linux内核编程规范和模块加载机制。希望以上能让让你更好的明白MTD。