mtd_partition.h

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 * OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF
 * ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 */
 
/**
 * @defgroup filesystem FileSystem
 * @defgroup mtd_partition Multi Partition
 * @ingroup filesystem
 */
#ifndef _MTD_PARTITION_H
#define _MTD_PARTITION_H
 
#include "sys/types.h"
#include "los_mux.h"
#include "mtd_list.h"
 
#ifdef __cplusplus
#if __cplusplus
extern "C" {
#endif /* __cplusplus */
#endif /* __cplusplus */
 
/**
 * @brief 
 * @verbatim
* flash按照内部存储结构不同，分为两种：nor flash和nand flash
* Nor FLASH使用方便，易于连接，可以在芯片上直接运行代码，稳定性出色，传输速率高，
    在小容量时有很高的性价比，这使其很适合应于嵌入式系统中作为 FLASH ROM。
    Nor Flash架构提供足够的地址线来映射整个存储器范围。
* NandFLASH强调更高的性能，更低的成本，更小的体积，更长的使用寿命。
    这使Nand FLASH很擅于存储纯资料或数据等，在嵌入式系统中用来支持文件系统。
    缺点包括较慢的读取熟读和I/O映射类型或间接接口
    
* 在通信方式上Nor Flash 分为两种类型：CFI Flash和 SPI Flash。即采用的通信协议不同.
SPI Flash(serial peripheral interface)串行外围设备接口,是一种常见的时钟同步串行通信接口。
    有4线（时钟，两个数据线，片选线）或者3线（时钟，两个数据线）通信接口，由于它有两个数据线能实现全双工通信，
    读写速度上较快。拥有独立的数据总线和地址总线，能快速随机读取，允许系统直接从Flash中读取代码执行；
    可以单字节或单字编程，但不能单字节擦除，必须以Sector为单位或对整片执行擦除操作，在对存储器进行重新编程之前需要对Sector
    或整片进行预编程和擦除操作。
CFI Flash
    英文全称是common flash interface,也就是公共闪存接口，是由存储芯片工业界定义的一种获取闪存芯片物理参数
    和结构参数的操作规程和标准。CFI有许多关于闪存芯片的规定，有利于嵌入式对FLASH的编程。现在的很多NOR FLASH 都支持CFI，
    但并不是所有的都支持。  
    CFI接口，相对于串口的SPI来说，也被称为parallel接口，并行接口；另外，CFI接口是JEDEC定义的，
    所以，有的又成CFI接口为JEDEC接口。所以，可以简单理解为：对于Nor Flash来说，
    CFI接口＝JEDEC接口＝Parallel接口 = 并行接口
    特点在于支持的容量更大，读写速度更快。
    缺点由于拥有独立的数据线和地址总线，会浪费电路电子设计上的更多资源。
    
SPI Flash : 每次传输一个bit位的数据，传输速度慢，但是价格便宜，任意地址读数据，擦除按扇区进行
CFI Flash : 每次传输一个字节 ，速度快，任意地址读数据，擦除按扇区进行
Nand Flash：芯片操作是以“块”为基本单位.NAND闪存的块比较小，一般是8KB，然后每块又分成页，
    页大小一般是512字节.要修改NandFlash芯片中一个字节，必须重写整个数据块，读和写都是按照扇区进行的。
    
参考:https://blog.csdn.net/zhejfl/article/details/78544796    
 * @endverbatim
 */
 
#define SPIBLK_NAME  "/dev/spinorblk"   ///< nor spi flash | 块设备
#define SPICHR_NAME  "/dev/spinorchr"   ///< nor spi flash | 字符设备
 
#define NANDBLK_NAME "/dev/nandblk"     ///< nand flash | 块设备
#define NANDCHR_NAME "/dev/nandchr"     ///< nand flash | 字符设备
 
 
/**
 * @brief 通过mknod在/dev子目录下建立MTD块设备节点（主设备号为31）和MTD字符设备节点（主设备号为90）
 * @verbatim
存储器技术设备（英语：Memory Technology Device，缩写为 MTD），是Linux系统中设备文件系统的一个类别，
主要用于闪存的应用，是一种闪存转换层（Flash Translation Layer，FTL）。创造MTD子系统的主要目的是提供
一个介于闪存硬件驱动程序与高端应用程序之间的抽象层。
因为具备以下特性，所以 MTD 设备和硬盘相较之下，处理起来要复杂许多：
 
* 具有 eraseblocks 的特微，而不是像硬盘一样使用集群。
* eraseblocks (32KiB ~ 128KiB) 跟硬盘的 sector size（512 到 1024 bytes）比起来要大很多。
* 操作上主要分作三个动作： 从 eraseblock 读取、写入 eraseblock 、还有就是清除 eraseblock 。
* 坏掉的 eraseblocks 无法隐藏，需要软件加以处理。
* eraseblocks 的寿命大约会在 104 到 105 的清除动作之后结束。
像U盘、多媒体记忆卡（MMC）、SD卡、CF卡等其他流行的可移动存储器要和MTD区分开来，虽然它们也叫"flash"，但它们不是使用MTD技术的存储器[1]。
 
[1] http://www.linux-mtd.infradead.org/faq/general.html#L_ext2_mtd
http://www.linux-mtd.infradead.org/
 
 
在Linux内核中，引入MTD层为
NOR FLASH和NAND FLASH设备提供统一接口。MTD将文件系统与底层FLASH存储器进行了隔离。
 
字符设备和块设备的区别在于前者只能被顺序读写，后者可以随机访问；同时，两者读写数据的基本单元不同。
字符设备，以字节为基本单位，在Linux中，字符设备实现的比较简单，不需要缓冲区即可直接读写，
 
内核例程和用户态API一一对应，用户层的Read函数直接对应了内核中的Read例程，这种映射关系由字符设备的
file_operations维护。
 
块设备，则以块为单位接受输入和返回输出。对这种设备的读写是按块进行的，其接口相对于字符设备复杂，
read、write API没有直接到块设备层，而是直接到文件系统层，然后再由文件系统层发起读写请求。 
同时，由于块设备的IO性能与CPU相比很差，因此，块设备的数据流往往会引入文件系统的Cache机制。
 
MTD设备既非块设备也不是字符设备，但可以同时提供字符设备和块设备接口来操作它。
MTD设备通常可分为四层 
这四层从上到下依次是：设备节点、MTD设备层、MTD原始设备层和硬件驱动层。
参考: https://blog.csdn.net/lwj103862095/article/details/21545791
 * @endverbatim
 */
typedef struct mtd_node {
    UINT32 start_block; ///< 开始块索引
    UINT32 end_block;   ///< 结束块索引
    UINT32 patitionnum; ///< 分区编号
    CHAR *blockdriver_name; ///< 块设备驱动名称 例如: /dev/spinorblk0p0
    CHAR *chardriver_name;  ///< 字符设备驱动名称   例如: /dev/nandchr0p2
    CHAR *mountpoint_name;  ///< 挂载点名称  例如: /
    VOID *mtd_info; /* Driver used by a partition *///分区使用的驱动程序
    LOS_DL_LIST node_info;///< 双循环节点,挂在首个分区节点上
    LosMux lock;            ///< 每个分区都有自己的互斥锁
    UINT32 user_num;        ///< 使用数量
} mtd_partition;
 
/**
 * @brief 分区参数描述符,一个分区既可支持按块访问也可以支持按字符访问,只要有驱动程序就阔以
 */
typedef struct par_param {
    mtd_partition *partition_head;  ///< 首个分区,其他分区都挂在.node_info节点上
    struct MtdDev *flash_mtd;   ///< flash设备描述符,属于硬件驱动层
    const struct block_operations *flash_ops;   ///< 块方式的操作数据
    const struct file_operations_vfs *char_ops; ///< 字符方式的操作数据
    CHAR *blockname;    ///< 块设备名称
    CHAR *charname;     ///< 字符设备名称
    UINT32 block_size;  ///< 块单位(4K),对文件系统而言是按块读取数据,方便和内存页置换
} partition_param;
 
 
#define CONFIG_MTD_PATTITION_NUM 20 ///< 分区数量的上限
 
#define ALIGN_ASSIGN(len, startAddr, startBlk, endBlk, blkSize) do {    \
    (len) = (((len) + ((blkSize) - 1)) & ~((blkSize) - 1));             \
    (startAddr) = ((startAddr) & ~((blkSize) - 1));                     \
    (startBlk) = (startAddr) / (blkSize);                               \
    (endBlk) = (len) / (blkSize) + ((startBlk) - 1);                    \
} while (0)
 
#define PAR_ASSIGNMENT(node, len, startAddr, num, mtd, blkSize) do {    \
    (node)->start_block = (startAddr) / (blkSize);                      \
    (node)->end_block = (len) / (blkSize) + ((node)->start_block - 1);  \
    (node)->patitionnum = (num);                                        \
    (node)->mtd_info = (mtd);                                           \
    (node)->mountpoint_name = NULL;                                     \
} while (0)
 
partition_param *GetNandPartParam(VOID);
partition_param *GetSpinorPartParam(VOID);
mtd_partition *GetSpinorPartitionHead(VOID);
 
/**
 * @ingroup mtd_partition
 * @brief Add a partition.
 *
 * @par Description:
 * <ul>
 * <li>This API is used to add a partition according to the passed-in parameters.</li>
 * </ul>
 * @attention
 * <ul>
 * <li>None.</li>
 * </ul>
 *
 * @param type           [IN] Storage medium type, support "nand" and "spinor" currently.
 * @param startAddr      [IN] Starting address of a partition.
 * @param length         [IN] Partition size.
 * @param partitionNum   [IN] Partition number, less than the value defined by CONFIG_MTD_PATTITION_NUM.
 *
 * @retval #-ENODEV      The driver is not found.
 * @retval #-EINVAL      Invalid parameter.
 * @retval #-ENOMEM      Insufficient memory.
 * @retval #ENOERR       The partition is successfully created.
 *
 * @par Dependency:
 * <ul><li>mtd_partition.h: the header file that contains the API declaration.</li></ul>
 * @see delete_mtd_partition
 */
extern INT32 add_mtd_partition(const CHAR *type, UINT32 startAddr, UINT32 length, UINT32 partitionNum);
 
/**
 * @ingroup mtd_partition
 * @brief Delete a partition.
 *
 * @par Description:
 * <ul>
 * <li>This API is used to delete a partition according to its partition number and storage medium type.</li>
 * </ul>
 * @attention
 * <ul>
 * <li>None.</li>
 * </ul>
 *
 * @param partitionNum   [IN] Partition number, less than the value defined by CONFIG_MTD_PATTITION_NUM.
 * @param type           [IN] Storage medium type, support "nand" and "spinor" currently.
 *
 * @retval #-EINVAL    Invalid parameter.
 * @retval #ENOERR     The partition is successfully deleted.
 *
 * @par Dependency:
 * <ul><li>mtd_partition.h: the header file that contains the API declaration.</li></ul>
 * @see add_mtd_partition
 */
extern INT32 delete_mtd_partition(UINT32 partitionNum, const CHAR *type);
 
#ifdef __cplusplus
#if __cplusplus
}
#endif /* __cplusplus */
#endif /* __cplusplus */
 
#endif /* _MTD_PARTITION_H */