1.3.2. 内存技术设备,MTD(Memory Technology Device)

MTD,是Linux的存储设备中的一个子系统。其设计此系统的目的是,对于内存类的设备,提供一个抽象层,一个接口,使得对于硬件驱动设计者来说,可以尽量少的去关心存储格式,比如FTL,FFS2等,而只需要去提供最简单的底层硬件设备的读/写/擦除函数就可以了。而对于数据对于上层使用者来说是如何表示的,硬件驱动设计者可以不关心,而MTD存储设备子系统都帮你做好了。

对于MTD子系统的好处,简单解释就是,他帮助你实现了,很多对于以前或者其他系统来说,本来也是你驱动设计者要去实现的很多功能。换句话说,有了MTD,使得你设计Nand Flash的驱动,所要做的事情,要少很多很多,因为大部分工作,都由MTD帮你做好了。

当然,这个好处的一个“副作用”就是,使得我们不了解的人去理解整个Linux驱动架构,以及MTD,变得更加复杂。但是,总的说,觉得是利远远大于弊,否则,就不仅需要你理解,而且还是做更多的工作,实现更多的功能了。

此外,还有一个重要的原因,那就是,前面提到的Nand Flash和普通硬盘等设备的特殊性:

有限的通过出复用来实现输入输出命令和地址/数据等的IO接口,最小单位是页而不是常见的bit,写前需擦除等,导致了这类设备,不能像平常对待硬盘等操作一样去操作,只能采取一些特殊方法,这就诞生了MTD设备的统一抽象层。

MTD,将Nand Flash,nor flash和其他类型的flash等设备,统一抽象成MTD设备来管理,根据这些设备的特点,上层实现了常见的操作函数封装,底层具体的内部实现,就需要驱动设计者自己来实现了。具体的内部硬件设备的读/写/擦除函数,那就是你必须实现的了。

表 1.4. MTD设备和硬盘设备之间的区别

HARD drivesMTD device
连续的扇区连续的可擦除块
扇区都很小(512B,1024B)可擦除块比较大 (32KB,128KB)
主要通过两个操作对其维护操作:读扇区,写扇区主要通过三个操作对其维护操作:从擦除块中读,写入擦除块,擦写可擦除块
坏快被重新映射,并且被硬件隐藏起来了(至少是在如今常见的LBA硬盘设备中是如此)坏的可擦除块没有被隐藏,软件中要处理对应的坏块问题
HDD扇区没有擦写寿命超出的问题可擦除块是有擦除次数限制的,大概是104-105


多说一句,关于MTD更多的内容,感兴趣的,去附录中的MTD主页去看。

关于mtd设备驱动,感兴趣的可以去参考附录中MTD设备的文章,该文章是比较详细地介绍了整个MTD框架和流程,方便大家理解整个mtd框架和Nand Flash驱动。