Linux2.6内核的vivi分区及内核MTD分区

作者：解放军理工大学　通信工程学院 梁千帆　　陈建华    时间：2008-04-16  来源:     浏览评论

　　引言

　　与Linux2.4内核相比，Linux2.6内核在性能、模块支持、可用性、可测量性等方面有大幅度的提高。Linux2.6内核取代2.4内核是大势所趋。

　　ARM9　S3C2410微处理器是一款由SAMSUNG公司为手持终端设计的低价格、低功耗、高性能，基于ARM920T核的微处理器。它与Linux的结合越来越紧密，逐渐在嵌入式领域得到广阔的应用。目前，在PDA、移动通信、路由器、工业控制等领域都可以看到S3C2410与Linux相结合的身影。

　　当前市场上基于S3C2410微处理器的开发板绝大部分都是用Nand Flash作为主存储器。Nand Flash是一种可在系统上进行电擦写，掉电后信息不丢失的存储器。

　　开发板从上电到内核启动需要一个引导程序，在嵌入式Linux系统下称为Boot loader。vivi是韩国MIZI公司为其ARM9系列产品研发的Boot Loader。

　　MTD(存储技术器件)是Linux内核采纳的一种设备子系统，它为底层的存储芯片提供了统一的设备接口。

　　然而，vivi的Nand Flash分区(简称vivi分区)并不适合Linux2.6内核的需求，必须作出修改。而内核MTD分区是与vivi分区相对应的，随着vivi分区的改变也须重新定制。

　　本文在分析vivi分区与内核MTD分区的基本概念及两者关系的基础上，详细介绍了基于S3C2410开发板的Linux2.6内核下的vivi及内核MTD分区方法。

　　Vivi分区和内核MTD分区的解析

　　Vivi分区解析

　　Vivi分区指的是给引导程序、内核映像、文件系统等在Nand Flash上分配空间及起始地址。在vivi的命令模式下输入命令：part show，可得vivi分区信息。未作修改的vivi分区信息如表1。

　　从信息中可知，vivi把Nand Flash分为4个区，分别为vivi、param、kernel、root。信息中的offset表示各分区在Nand Flash中的起始位置，size及的后面128k、64k、768k、1M＋256k表示各分区的大小，flag为标识符。

　　未修改的vivi给放置内核映像文件zImage的kernel分区只有768k，但2.6内核的映像文件　一般都超过1M。另外，MIZI公司针对其自身产品所设计的vivi只对略大于2M的Nand Flash空间进行了分区；然而，S3C2410开发板的Nand Flash容量为一般为32M或64M的，还有很大的空间可用。所以，重新定制vivi分区十分必要。

　　内核MTD分区解析

　　Linux2.6内核的MTD能够支持ROM、RAM、FLASH(NOR和NAND)等存储芯片。MTD同时可提供两类MTD驱动程序，一类是MTD设备地址空间的映射，提供直接访问设备的操作；另一类则为建立文件系统提供基础。

　　在基于Linux2.6内核的S3C2410开发板上，Nand Flash上各段存储空间都被定义成MTD分区来管理的，各分区都可以通过Linux系统中的设备文件来访问。所以在内核中必须有MTD对引导程序、内核映像、文件系统在Nand Flash上的分区信息。

　　vivi分区与内核MTD分区的关系

　　从Nand Flash启动时，S3C2410硬件会自动把Nand Flash前4K代码拷贝芯片内部RAM空间，CPU其实是从内部RAM开始执行代码的，所以vivi必须放到Nand Flash顶端。vivi开始执行后将初始化硬件设备、建立内存空间映射表，为调用内核做好准备；然后把压缩的内核映像加载到SDRAM中；最后跳转到内核映像入口，启动内核。

　　内核MTD分区必须与vivi分区相一致。因为，vivi分区中的地址是引导程序、内核映像及文件系统下载到Nand Flash的真正地址；而内核启动时，内核并不是去读vivi分区中的地址，而是去读内核MTD分区设定的地址；所以，如果内核MTD分区与vivi分区不相同，很可能导致不能正常启动内核及读取文件系统。

　　vivi和内核MTD的重新分区

　　vivi的重新分区

　　根据开发板的Nand Flash大小及开发用途确定新的vivi分区，如表2。

　　打开vivi源代码下的arch/s3c2410/smdk.c文件，在函数：“mtd_partition_default_mtd_partitions[]={}”中可以看到vivi默认的Nand Flash分区信息。根据表2的新分区信息，在上述函数中以相同的格式修改原有分区信息即可完成vivi的重新分区。

　　内核MTD的重新分区

　　在给内核MTD重新分区之前，有一点应该注意，2.6.16(含)以前内核与2.6.17(含)以后内核的MTD重新分区方法是不一样的，前者是需要增加新的分区信息，而后者源代码初始文件中已含分区信息，需要的是修改分区信息。

　　Linux2.6.16(含)以前内核的MTD重新分区

　　首先，在内核源代码arch/arm/mach-s3c2410/devs.c文件下增加头文件：“linux/mtd/partitions.h”、“asm/arch/nand.h”、“linux/mtd/nand.h”。注意，因为头文件之间也有先后关联的关系，所以要把这三句放到＃include“devs.h”下面。若放在其他地方，编译可能报错。

　　然后，同样在devs.c文件下，根据表2添加新的分区信息：

　　Static struct mtd_partition partition_info[]={
　　{name：“vivi”,size：0x00020000,offset：0，}
　　｛name：“param”,size：0x00010000,offset：0x00020000,｝,
　　{name：“kernel”,size：0x001d0000,offset：0x00030000,},
　　{name：“root”,size：0x00400000,offset：0x00200000,mask_flags：mtd_writeable,},
　　{name：“program”,size：0x03a00000,offset：0x00600000,}
　　｝；
　　Struct s3c2410_nand_set nandset={nr_partitions：5,partitions：partition_info,}；struct s3c2410_platform_nand 　　superlpplatform={tacls：0,twrph0：30,twrph1：0, sets：&　nandset,　nr_sets：1,};

　　最后，在devs.c文件的s3c_device_nand函数中增加：“.dev={.platform_data=&superlpplatform}”；在arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c文件的“static struct platform_device*smdk2410_
devices[]_initdata={}”中增加“&s3c_device_nand”。目的是使内核在启动时初始化nand flash信息。

　　Linux2.6.17(含)以后内核的MTD重新分区

　　Linux2.6.17(含)以后内核的MTD分区要比Linux2.6.16(含)以前内核简单很多，因为源代码的初始文件中已含分区信息，只要修改一下就行了。

　　在源代码arch/arm/mach-s3c2410/common-smdk.c文件下的函数“mtd_partition smdk_default_nand_part[]={}”中，可以看到默认的MTD分区。根据表1，以相同的格式修改原分区信息即可完成MTD的重新分区。

　　结语

　　基于Linux2.6内核的Linux与ARM9　S3C2410的结合将会在嵌入式领域得到广泛的应用。vivi分区与内核MTD分区是两者进行联合开发的基础。

　　参考文献：

　　1、 嵌入式Linux系统开发技术详解—基于ARM，孙纪坤、张小全，人民邮电出版社，2006

　　2、 ARM9嵌入式技术及Linux高级实践教程，陈赜，北京航空航天大学出版社，2005

　　3、 中国Linux公社论坛，《Linux2.6.10以后版本对S3C2410的支持》

　　4、 Mizi公司网站http://www.mizi.com/developer/s3c2410

　　5、 Linux　MTD网站http://www.linux-mtd.infradead.org