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深度解析LinuxMTD分區(qū)管理技巧(linuxmtdparts)

隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，Linux操作系統(tǒng)已成為嵌入式系統(tǒng)中最常用的操作系統(tǒng)之一。嵌入式系統(tǒng)一般不具有傳統(tǒng)的像硬盤、U盤等外設(shè)的存儲器，通常使用Flash Memory來儲存操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。在Linux中，MTD (Memory Technology Devices)提供了一種通用的框架，用來支持嵌入式設(shè)備中的Flash存儲器。MTD是以塊設(shè)備的方式來訪問Flash存儲器的。MTD子系統(tǒng)支持MTD設(shè)備的自動配置、擦除、編程、查表等功能。在MTD中，MTD設(shè)備與分區(qū)是一對多的關(guān)系。MTD分區(qū)可以定義為一個原始Flash設(shè)備的邏輯部分，它具有自己的區(qū)域大小、起始地址和名稱等屬性。MTD分區(qū)可以被Linux文件系統(tǒng)直接掛載，用戶可以使用普通的文件IO操作來讀寫其中的數(shù)據(jù)。

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本文主要介紹MTD分區(qū)的概念、使用方法和管理技巧，幫助讀者更好地使用MTD分區(qū)來管理Flash存儲器。

1. MTD分區(qū)的概念

在Flash存儲器中，每個Flash芯片被分為若干塊。每個塊包含若干頁。每頁的大小具體取決于Flash芯片的類型和配置。MTD分區(qū)是在Flash設(shè)備上定義一個邏輯地址范圍，該范圍映射到設(shè)備的物理地址空間的某個區(qū)域。MTD分區(qū)包含一組連續(xù)的物理塊和頁面，即每個MTD分區(qū)都對應(yīng)著Flash設(shè)備上一塊或多塊物理塊。

MTD分區(qū)的特點：

1.1、MTD分區(qū)是Flash設(shè)備的邏輯劃分，便于設(shè)備管理。

1.2、MTD分區(qū)擁有自己的大小和起始偏移量，可以通過mtd設(shè)備驅(qū)動自動識別和映射。

1.3、MTD分區(qū)可以通過定義、操作和釋放MTD節(jié)點來對Flash進行讀寫、擦除操作。

2. MTD分區(qū)配置與使用方法

2.1、MTD分區(qū)的創(chuàng)建

MTD分區(qū)的創(chuàng)建是在MTD設(shè)備創(chuàng)建完成之后，通過ioctl系列函數(shù)中的MTDIOC_PART_GETUUID、MTDIOC_PART_GETINFO等接口來完成的。MTD分區(qū)可以分為靜態(tài)MTD分區(qū)和動態(tài)MTD分區(qū)。

靜態(tài)MTD分區(qū)，是在編譯內(nèi)核時將MTD分區(qū)的大小和位置等信息定死在內(nèi)核中。這種方式比較方便，在內(nèi)核運行時無需進行任何的配置和操作，直接可以通過MTD接口來讀寫MTD分區(qū)。

動態(tài)MTD分區(qū)是在運行時通過Mtd-Utils工具包中的mtdpart命令行工具來進行配置或在安裝腳本中使用mtdpart命令行工具配置。這種方式相對不便，但可以動態(tài)調(diào)整MTD設(shè)備的分區(qū)大小和數(shù)量。

2.2、MTD分區(qū)的掛載

MTD設(shè)備掛載與普通塊設(shè)備相似。首先要建立文件類設(shè)備文件，然后將文件系統(tǒng)安裝到該設(shè)備上。在起始偏移量為0的情況下，用cat命令直接掛載，如下所示：

# mknod /dev/mtd0 c 90 0

# mount -t yaffs2 /dev/mtdblock0 /mnt/flash

2.3、MTD分區(qū)的讀寫和擦除

MTD分區(qū)讀寫函數(shù)的接口函數(shù)為mtd_read()和mtd_write()，在用戶程序中可以通過調(diào)用這兩個接口來進行讀寫操作。一般情況下，為了能夠重復(fù)利用Flash的物理塊，當(dāng)Flash存儲器中的數(shù)據(jù)需要修改時，需要先將該塊擦除，然后再進行寫操作。mtd_erase()函數(shù)用于擦除Flash存儲器中的數(shù)據(jù)，該函數(shù)的參數(shù)是設(shè)備節(jié)點、起始地址和塊大小等參數(shù)，具體實現(xiàn)如下：

erase_block(mtd0,0x10000,0x20230);

mtd0：表示MTD設(shè)備節(jié)點；

0x10000：表示要擦除的起始地址；

0x20230：表示要擦除的塊大小。

2.4、MTD分區(qū)的刪除

MTD分區(qū)的刪除通過MTD命令行工具來完成，首先需要把這個MTD設(shè)備停掉，然后再執(zhí)行刪除操作，具體方法如下所示：

# umount /dev/mtdblock0

# flash_eraseall -j /dev/mtd0

3. MTD分區(qū)管理技巧

3.1、多分區(qū)管理

實際應(yīng)用場景中，一塊Flash存儲器通常需要分為多個分區(qū)，以供操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序存儲不同的數(shù)據(jù)。MTD分區(qū)子系統(tǒng)提供了多分區(qū)管理的功能，通過在設(shè)備創(chuàng)建時指定分區(qū)起始地址和大小等屬性，可以實現(xiàn)對Flash存儲器進行自動分區(qū)。在Linux內(nèi)核中，MTD驅(qū)動提供MTD分區(qū)子系統(tǒng)，可以通過MTD_PARTITIONS選項來開啟分區(qū)管理，具體實現(xiàn)如下：

config MTD_PARM

bool

prompt “MTD partitions”

depends on MTD && !MTD_NOT_SUPPORT

default n

help

This option enables the MTD partitioning support.

3.2、讀寫效率優(yōu)化

MTD分區(qū)的讀寫效率影響了嵌入式系統(tǒng)的底層性能，所以要進行優(yōu)化。一種常見的做法是采用緩存方式來管理讀寫操作。具體實現(xiàn)方法是在系統(tǒng)啟動時，建立一個緩存文件區(qū)，并將其掛載到MTD設(shè)備上，此后所有的文件讀寫操作將會優(yōu)先進入緩存區(qū)，減少對Flash設(shè)備的頻繁讀寫操作，提升系統(tǒng)性能。

3.3、多設(shè)備管理

在一些嵌入式系統(tǒng)中，存在多個Flash存儲器來存儲不同的數(shù)據(jù)，這時需要對多個MTD設(shè)備進行管理。MTD分區(qū)能夠支持多設(shè)備管理，可以使用mtd_probe()函數(shù)來檢測已經(jīng)存在的MTD設(shè)備，并建立MTD分區(qū)，這里需要注意數(shù)據(jù)讀寫時需要指定具體是哪個設(shè)備的哪個分區(qū)。

本文介紹了Linux MTD分區(qū)的概念、使用方法和管理技巧等知識，主要有以下幾點：

1、MTD分區(qū)是Flash設(shè)備的邏輯劃分，便于設(shè)備管理。

2、MTD分區(qū)的創(chuàng)建、掛載、讀寫和擦除等關(guān)鍵技術(shù)掌握。

3、多分區(qū)管理、讀寫效率優(yōu)化和多設(shè)備管理等技巧的掌握能夠提高系統(tǒng)性能和可靠性。

MTD分區(qū)是Linux操作系統(tǒng)中 Flash 存儲器最常用的存儲框架之一。MTD分區(qū)能夠提供對Flash存儲器的有效管理，通過掌握MTD分區(qū)的相關(guān)知識和技巧，可以幫助嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員更好地利用Flash存儲器，提高系統(tǒng)的性能和功能，從而滿足不同的實際應(yīng)用需求。

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linux重啟時怎么修改bootargs和bootcmd

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u-boot的環(huán)境參數(shù)中有兩個和內(nèi)核啟動相關(guān)的，它們是bootcmd和bootargs

1.u-boot中和環(huán)境參數(shù)有悉侍關(guān)的命令

printenv：打印當(dāng)前環(huán)境參數(shù)

setenv param_name “value”：設(shè)置環(huán)境參數(shù)

saveenv：保存環(huán)境參數(shù)到FLASH

2.bootcmd：

這個參數(shù)包含了一些命令，這些命令將在u-boot進入主循環(huán)后執(zhí)行

示例：

bootcmd=boot_logo;nand readc;bootm

意思是啟動u-boot后，執(zhí)行boot_logo顯示logo信息，然后從nand flash中讀內(nèi)核映像到內(nèi)存，然后啟動內(nèi)核。

3.bootargs

這個參數(shù)設(shè)置要傳遞給內(nèi)核的信息，主要用來告訴內(nèi)核分區(qū)信睜陪吵息和根文件系統(tǒng)所在的分區(qū)。

示例：

root=/dev/mtdblock5 rootfstype=jffs2console=ttyS0,mem=35M mtdparts=nand.0:3840k(u-boot),4096k(kernel),123136k(filesystem)

其中：

root=/dev/mtdblock5 表示根文件系統(tǒng)在第五分區(qū)

rootfstype=jffs2 表示根文件系統(tǒng)的類型是jffs2

console=ttyS0,表示終端為ttyS0,串口波特率為115200

mem=35M 表示內(nèi)存大小為35M

mtdparts告訴內(nèi)核MTD分區(qū)情況，它在內(nèi)核目錄/drivers/mtd/cmdlinepart.c文件中有介紹：

* The format for the command line is as follows:

* mtdparts=

* where is the name from the “cat /proc/mtd” command

* :=

* := unique name used in mapping driver/device (mtd->name)

* := standard linux memsize OR “-” to denote all remaining space

* := ‘(‘ NAME ‘)’

* Examples:

* 1 NOR Flash, with 1 single writable partition:

* edb7312-nor:-

* 1 NOR Flash with 2 partitions, 1 NAND with one

* edb7312-nor:256k(ARMboot)ro,-(root);edb7312-nand:-(home)

關(guān)于mtd-id，每個FLASH都不一樣，實際上我覺得和當(dāng)前FLASH的驅(qū)動有關(guān)系，在內(nèi)核啟動后會打印相關(guān)的分區(qū)信息，里面會有相關(guān)FLASH的mtd-id。

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