关于NAND flash的MTD分区与uboot中分区的理解 .

 

今天做内核移植,准备添加NAND flash的驱动,做到MTD分区时,想起在一本书上看到的一句话,说的是分区时每个区之间没有间隙,前一个区的结束地址是后一个区的起始地址。可是当我看我的开发板的教程时,分区如下:

static struct mtd_partition smdk_default_nand_part[] = {

      [0] = {

           .name     = "uboot",

           .offset = 0x00000000,

           .size     = 0x00040000,

      },

      [1] = {

           .name     = "kernel",

           .offset = 0x00200000,

           .size     = 0x00300000,

      },

      [2] = {

           .name     = "yaffs2",

           .offset = 0x00500000,

           .size     = MTDPART_SIZ_FULL

      }

};

很显然,在uboot和kernel分区中存在间隙,心中产生了疑问,难道MTD分区的时候要有注意的问题?通过各方查找资料和查阅书籍,找到了原因。不对的地方还请大家指正。

 

        首先说一下Linux下固态存储设备(NAND flash算其中一种)对系统组件的安排方式,一般为

 

 

引导加载程序

 

引导参数

 

内核

 

根文件系统

 

也就是说,在NAND flash中,各部分的程序是这样安排的,但哪一端是高地址是依体系结构不同而不同的,对于ARM,引导加载程序在最低地址处,因此,无论是uboot的分区还是内核MTD分区,引导加载程序的分区都放在了最低地址处。那么,两个分区到底怎么联系起来,而我们又该怎么设置MTD分区呢?先给出我的开发板uboot的分区信息:

 

bootargs=noinitrd root=/dev/mtdblock2 init=/linuxrc console=ttySAC0

 

mtdparts=mtdparts=nandflash0:256k@0(bios),128k(params),128k(toc),512k(eboot),1024k(logo),3m(kernel),-(root)

 

       然后说一下MTD分区,这个分区是内核可以识别的分区,也就是说,内核的操作都是基于MTD分区的;而uboot的分区只是为了方便操作,例如,我想将内存中0x30000000地址处的内容写到NAND flash的偏移量为2M的地址处,即uboot分区中kernel的起始位置,一般情况,我们要写

nand write 0x30000000 0x00200000

但如果有了uboot的分区,我们可以写

nand write 0x30000000 kernel

 

        说清上面的问题,为了进一步阐述后面的问题,这里再讲一下我对uboot引导过程的理解,当系统启动后,uboot开始执行,他分两个阶段完成工作,主要是一些初始化,然后,加载内核并传递内核参数,之后跳入内核执行,内核完成它的初始化工作,其中包括挂载文件系统。

 

       现在,我们可以翻回头看上面程序中的MTD分区了。MTD分区中的uboot分区明显对应了uboot分区中的bios分区(从0开始,大小为128K),而MTD分区中的kernel和yaffs2分区的起始地址和大小也分别对应uboot分区中的kernel和root分区。而因为我们不需要uboot分区中的其他部分,所以在MTD分区中出现了这一部分空隙。但为什么这么安排呢?

 

       回想我们在烧写程序时候的操作,比如我们选择烧写内核镜像,此时,uboot实际执行了一条语句,类似于

 

#define kernel 0x00200000

memcpy(kernel,0x30000000,SZ_3M)

 

       这里我们烧写程序的入口地址是0x30000000,也就是说,uboot的下载模式将我们烧写到内存0x30000000处的数据,搬到了NAND flash的kernel处,保存了起来,因此,这里要清楚,我们烧写程序时,实际是将程序先烧写到了内存当中,然后由内存搬运到NAND flash中,如果此时我们的MTD分区与uboot中的分区是一致的,那么内核将来运行时可以很方便的找到内核程序所在的位置,同样,对文件系统的yaffs2分区也是如此,而且,与内核分区相比,文件系统的分区将显得更加重要,因为将直接影响到根文件系统能否挂载,这里是因为上面提到的一行

 

bootargs=noinitrd root=/dev/mtdblock2 init=/linuxrc console=ttySAC0

 

       这里,uboot指定了根文件系统的代码来自于mtdblock2,也就是MTD分区的第三个分区(第一个编号为0),也就是我上面说到的,uboot完成初始化后,加载内核,而内核要完成文件系统的挂载,他从哪里找文件系统?就是这里!/dev/mtdblock2!

       所以,现在我们看到,MTD分区的原因,而且最关键的在这里,其他分区如果与uboot的分区不一致还情有可原,但如果MTD分区中文件系统的分区与uboot中的root分区不一致,将会直接导致系统无法启动!

当然,之前操作的都是物理地址,当内核真正运行起来以后,将开始使用虚拟地址。

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