5.27 MTD设备

学习阁2026/7/20大约 2 分钟设备驱动驱动MTD存储字符设备块设备

5.27 MTD设备

📚 本节导读

学习时长: 约 30 分钟
难度级别: ⭐⭐⭐⭐☆
前置知识: C 语言基础、Flash 存储基础知识、5.1 设备驱动框架

🎯 学习目标

理解 MTD（Memory Technology Device）双接口设备模型
掌握 os_mtd_geometry 几何信息结构体
掌握 os_mtd_ops 操作函数表
理解 MTD 与 Block 设备的关系

一、概述

MTD（Memory Technology Device，内存技术设备）是 OneOS 提供的原始 Flash 存储设备抽象层，为 NAND/NOR Flash 等存储器件提供统一的访问接口。驱动源码位于 drivers/mtd/ 目录下，核心头文件为 mtd.h。

MTD 设备框架的特点：

双接口模型：每个 MTD 设备同时注册为字符设备（char_dev）和 MTD 设备（mtd_dev），支持两种访问方式
几何信息：通过 os_mtd_geometry 提供页大小、块大小、容量等物理参数
页级操作：提供 read_page、write_page、erase_block 三级操作
Block 设备桥梁：MTD 设备可通过 Block 设备层封装为块设备，供文件系统使用

二、核心数据结构

2.1 MTD 几何信息 `struct os_mtd_geometry`

struct os_mtd_geometry
{
    uint32_t page_size;  /* 页大小（字节） */
    uint32_t block_size; /* 块大小（字节） */
    uint32_t capacity;   /* 总容量（字节） */
};

2.2 MTD 操作函数表 `struct os_mtd_ops`

struct os_mtd_ops
{
    int (*read_page)(os_mtd_device_t *mtd, uint32_t page_addr, uint8_t *buff, uint32_t page_nr);
    int (*write_page)(os_mtd_device_t *mtd, uint32_t page_addr, const uint8_t *buff, uint32_t page_nr);
    int (*erase_block)(os_mtd_device_t *mtd, uint32_t page_addr, uint32_t page_nr);
};

2.3 MTD 设备结构体

struct os_mtd_device
{
    struct os_device         char_dev;    /* 字符设备接口 */
    struct os_device         mtd_dev;     /* MTD 设备接口 */
    struct os_mtd_geometry   geometry;    /* 几何信息 */
    const struct os_mtd_ops *mtd_ops;     /* 操作函数表 */
    void *priv;
};

2.4 控制命令

#define OS_DEVICE_CTRL_MTD_GETGEOME    IOC_MTD(0) /* 获取几何信息 */
#define OS_DEVICE_CTRL_MTD_SYNC        IOC_MTD(1) /* 同步数据 */
#define OS_DEVICE_CTRL_MTD_ERASE       IOC_MTD(2) /* 擦除块 */
#define OS_DEVICE_CTRL_MTD_AUTOREFRESH IOC_MTD(3) /* 自动刷新 */

三、关键 API

os_err_t mtd_device_register(os_mtd_device_t *mtd_dev, const char *name);
os_err_t mtd_device_unregister(os_mtd_device_t *mtd_dev);

四、使用示例

#include <mtd.h>

static int my_mtd_read_page(os_mtd_device_t *mtd, uint32_t page_addr,
                             uint8_t *buff, uint32_t page_nr) { return page_nr; }
static int my_mtd_write_page(os_mtd_device_t *mtd, uint32_t page_addr,
                              const uint8_t *buff, uint32_t page_nr) { return page_nr; }
static int my_mtd_erase_block(os_mtd_device_t *mtd, uint32_t page_addr,
                               uint32_t page_nr) { return OS_SUCCESS; }

static const struct os_mtd_ops my_mtd_ops = {
    .read_page = my_mtd_read_page, .write_page = my_mtd_write_page,
    .erase_block = my_mtd_erase_block,
};

void mtd_device_init(void)
{
    static os_mtd_device_t mtd_dev;
    mtd_dev.geometry.page_size = 2048;
    mtd_dev.geometry.block_size = 131072;
    mtd_dev.geometry.capacity = 128 * 1024 * 1024;
    mtd_dev.mtd_ops = &my_mtd_ops;
    mtd_device_register(&mtd_dev, "nand0");
}

📝 本节小结

本节介绍了 MTD 内存技术设备驱动，包括双接口模型、几何信息、页级操作、Block 设备桥梁等核心概念。