某Android 设备的物理存储（Nand）分区分析

只是记录自己的理解，难免有些错误，有时间会补充和更正。
以某具体 android 设备为例(Cortex A9双核 + 4GB iNand + 1GB DDR3)，

记录获取该设备存储分区信息的方法，获取驱动设备信息，主要让大家有一个形象的认识，不涉及驱动具体实现（据说4层）；

本文是从iNand存储的角度出发理解分区信息(YAFFS2)，涉及到基于RAM的文件系统(EXT4,VFS)，仅限于帮助理解物理存储分区。

一. 分区信息的读取

1. 获取分区及大小， 执行命令 cat /proc/partitions, 执行结果见下面：

#本处的1block=1KB；不要和NAND里面的block概念（64pages or 128pages） 混淆了。结合下面步骤2.中 mount 命令得到的对应关系，估算其 system 分区（即mtdblock8）大小为 1048576 * 1024 KB = 1GB

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shell@android:/ # cat /proc/partitions
major minor #blocks name
31 0 4096 mtdblock0
31 1 8192 mtdblock1
31 2 16384 mtdblock2
31 3 16384 mtdblock3
31 4 393216 mtdblock4
31 5 131072 mtdblock5
31 6 524288 mtdblock6
31 7 4096 mtdblock7
31 8 1048576 mtdblock8
31 9 16384 mtdblock9
31 10 1482752 mtdblock10

2. 显示分区属性及对应情况执行 mount

从下面的执行返回可以看出 mtdblock8 对应 system 分区， 文件系统是 ext4 ，权限是只读。

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shell@android:/ # mount
rootfs / rootfs rw 0 0
tmpfs /dev tmpfs rw,nosuid,relatime,mode=755 0 0
devpts /dev/pts devpts rw,relatime,mode=600 0 0
proc /proc proc rw,relatime 0 0
sysfs /sys sysfs rw,relatime 0 0
none /acct cgroup rw,relatime,cpuacct 0 0
tmpfs /mnt/asec tmpfs rw,relatime,mode=755,gid=1000 0 0
tmpfs /mnt/obb tmpfs rw,relatime,mode=755,gid=1000 0 0
none /dev/cpuctl cgroup rw,relatime,cpu 0 0
/dev/block/mtdblock8 /system ext4 ro,noatime,nodiratime,barrier=1,data=ordered,noauto_da_alloc 0 0
/dev/block/mtdblock6 /data ext4 rw,nosuid,nodev,noatime,nodiratime,barrier=1,data=ordered,noauto_da_alloc 0 0
/dev/block/mtdblock5 /cache ext4 rw,nosuid,nodev,noatime,nodiratime,barrier=1,data=ordered,noauto_da_alloc 0 0
/dev/block/mtdblock9 /oem ext4 rw,nosuid,nodev,noatime,nodiratime,barrier=1,data=ordered,noauto_da_alloc 0 0
/sys/kernel/debug /sys/kernel/debug debugfs rw,relatime 0 0
/dev/block/vold/31:10 /mnt/sdcard vfat rw,dirsync,nosuid,nodev,noexec,noatime,nodiratime,uid=1000,gid=1015,fmask=0702,dmask=0702,allow_utime=0020,codepage=cp437,iocharset=iso8859-1,shortname=mixed,utf8,errors=remount-ro 0 0
/dev/block/vold/31:10 /mnt/secure/asec vfat rw,dirsync,nosuid,nodev,noexec,noatime,nodiratime,uid=1000,gid=1015,fmask=0702,dmask=0702,allow_utime=0020,codepage=cp437,iocharset=iso8859-1,shortname=mixed,utf8,errors=remount-ro 0 0
tmpfs /mnt/sdcard/.android_secure tmpfs ro,relatime,size=0k,mode=000 0 0

3. 执行命令 busybox df -h #如果没有busybox push进去一个，chmod之后到该文件夹下执行这个命令。

其实第一步的手工计算是没有必要的，就一目了然了，但也验证了我们的计算没错。^&^

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shell@android:/sdcard # busybox df -h
Filesystem Size Used Available Use% Mounted on
tmpfs 438.0M 36.0k 438.0M 0% /dev
tmpfs 438.0M 0 438.0M 0% /mnt/asec
tmpfs 438.0M 0 438.0M 0% /mnt/obb
/dev/block/mtdblock8 1023.2M 497.6M 525.6M 49% /system
/dev/block/mtdblock6 503.9M 155.3M 348.7M 31% /data
/dev/block/mtdblock5 126.0M 4.0M 121.9M 3% /cache
/dev/block/mtdblock9 15.7M 4.0M 11.7M 26% /oem
/dev/block/vold/31:10 1.4G 269.6M 1.1G 19% /mnt/sdcard
/dev/block/vold/31:10 1.4G 269.6M 1.1G 19% /mnt/secure/asec

二：分区的创建过程，形象起见，从上层说起。

1. 创建映射，将底层创建好的块设备加载。 这一步很简单，使用mount命令，指定参数创建。

具体是通过在 init.rc 或者 init.YourProject.rc 中添加， 而init.rc 是由 android第一个被启动的程序 init去解释执行的，非本文内容。

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on fs
# mount mtd partitions
mount ext4 mtd@system /system wait ro noatime nodiratime noauto_da_alloc
start readahead
mount ext4 mtd@userdata /data wait noatime nodiratime nosuid nodev noauto_da_alloc

2. 驱动创建块设备，这里是MTD驱动，真正涉及驱动代码，本文只简单的说能形象认知的部分。

2.1 查看驱动产生的block设备，得到如下返回信息，只关注 mtdblockX就可以， 是可读写的block设备。

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shell@android:/dev/block # ls -l
ls -l
brw------- root root 7, 0 loop0
brw------- root root 7, 1 loop1
brw------- root root 7, 2 loop2
brw------- root root 7, 3 loop3
brw------- root root 7, 4 loop4
brw------- root root 7, 5 loop5
brw------- root root 7, 6 loop6
brw------- root root 7, 7 loop7
drwxr-xr-x root root mtd
brw------- root root 31, 0 mtdblock0
brw------- root root 31, 1 mtdblock1
brw------- root root 31, 10 mtdblock10
brw------- root root 31, 2 mtdblock2
brw------- root root 31, 3 mtdblock3
brw------- root root 31, 4 mtdblock4
brw------- root root 31, 5 mtdblock5
brw------- root root 31, 6 mtdblock6
brw------- root root 31, 7 mtdblock7
brw------- root root 31, 8 mtdblock8
brw------- root root 31, 9 mtdblock9
drwx------ root root vold

继续深入到子目录 mtd/by-name 获取到如下信息，是软链接到 mtdblockX 的某些名字，这些名字使用场景本文不再深究，应该是RAM中调用有关系。

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shell@android:/dev/block # cd mtd/by-name
cd mtd/by-name
shell@android:/dev/block/mtd/by-name # ls -l
ls -l
lrwxrwxrwx root root backup -> /dev/block/mtdblock4
lrwxrwxrwx root root boot -> /dev/block/mtdblock2
lrwxrwxrwx root root cache -> /dev/block/mtdblock5
lrwxrwxrwx root root kernel -> /dev/block/mtdblock1
lrwxrwxrwx root root kpanic -> /dev/block/mtdblock7
lrwxrwxrwx root root misc -> /dev/block/mtdblock0
lrwxrwxrwx root root oem -> /dev/block/mtdblock9
lrwxrwxrwx root root recovery -> /dev/block/mtdblock3
lrwxrwxrwx root root system -> /dev/block/mtdblock8
lrwxrwxrwx root root user -> /dev/block/mtdblock10
lrwxrwxrwx root root userdata -> /dev/block/mtdblock6

2.2 与虚拟内存空间的关系

虚拟内存是经过MMU管理的4G内存空间，是一个逻辑内存的线性映射，而只有MMU和cache才是ARM core必须集成的，只能说神奇的MMU；

下面的信息是 ./kernel/drivers/mtd/mtdpart.c 中 printk 出来的；

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Creating 11 MTD partitions on "YOUR_DEVICE_DRIVER_NAME":
0x000000400000-0x000000800000 : "misc"
0x000000800000-0x000001000000 : "kernel" #8MB~16MB = 8MB
0x000001000000-0x000002000000 : "boot"
0x000002000000-0x000003000000 : "recovery"
0x000003000000-0x00001b000000 : "backup"
0x00001b000000-0x000023000000 : "cache"
0x000023000000-0x000043000000 : "userdata" #512MB
0x000043000000-0x000043400000 : "kpanic"
0x000043400000-0x000083400000 : "system" #1024MB
0x000087400000-0x000088400000 : "oem" #2164MB~2180MB = 16MB
0x000088400000-0x0000e2c00000 : "user" #2180MB~3628MB = 1448MB

至于上面显示的内存地址为什么是 12*4 = 48bit， 估计是高位内存预留，即最大内存可支持 2^4 * 4GB = 64GB；

由于本处高16bit都是0，所以最大虚拟内存还是4GB，与本文无关，忽略。

2.3 iomem空间信息

对外部硬件的读取是io口映射到io memory的方式来进行的，而x86平台的ioports在arm版的linux下仅保留了节点。
从下面的地址范围可以看出
0x1009 0000 ~ 0x1050 3fff 在backup区；
0x2001 8000 ~ 0x2007 bfff 在cache区；
0x6000 0000 ~ 0x8edf ffff 跨越 system / oem / user 三个区。

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shell@android:/ # cat /proc/iomem
cat /proc/iomem
10090000-10090097 : Mali-400 GP
10091000-1009102f : Mali-400 L2 cache
10093000-10093023 : Mali-400 MMU for GP
10094000-10094023 : Mali-400 MMU for PP 0
10095000-10095023 : Mali-400 MMU for PP 1
10096000-10096023 : Mali-400 MMU for PP 2
10097000-10097023 : Mali-400 MMU for PP 3
10098000-100990ef : Mali-400 PP 0
1009a000-1009b0ef : Mali-400 PP 1
1009c000-1009d0ef : Mali-400 PP 2
1009e000-1009f0ef : Mali-400 PP 3
10104000-1010428f : hx280enc
10104400-10104593 : vdpu_io
10108000-10109fff : rk-camera-rk30.33
10108000-10109fff : rk-camera-rk30
1010c000-1010dfff : lcdc0 reg
1010c000-1010dfff : rk30-lcdc
1010e000-1010ffff : lcdc1 reg
10110000-10113fff : rk29-ipp
10114000-10115fff : rga
10114000-10115fff : rga_io
10118000-10119fff : rk29_i2s.0
10118000-10119fff : rk29_i2s
10124000-10125fff : rk_serial.0
10124000-10125fff : rk_serial
10180000-101bffff : usb20_otg
101c0000-101fffff : usb20_host
10214000-10217fff : rk29_sdmmc.0
10500000-10503fff : rk29xxnand
20018000-2001bfff : rk29-pl330.1
20018000-2001bfff : rk29-pl330
2002d000-2002dfff : rk30_i2c.0
2002d000-2002dfff : rk30_i2c
2002f000-2002ffff : rk30_i2c.1
2002f000-2002ffff : rk30_i2c
20056000-20057fff : rk30_i2c.2
20056000-20057fff : rk30_i2c
2005a000-2005bfff : rk30_i2c.3
2005a000-2005bfff : rk30_i2c
2005e000-2005ffff : rk30_i2c.4
2005e000-2005ffff : rk30_i2c
20060000-20063fff : rk30-tsadc
20060000-20063fff : rk30-tsadc
20068000-2006bfff : rk_serial.3
20068000-2006bfff : rk_serial
2006c000-2006ffff : rk30-adc
2006c000-2006ffff : rk30-adc
20078000-2007bfff : rk29-pl330.2
20078000-2007bfff : rk29-pl330
60000000-8edfffff : System RAM
604c5000-60a7013b : Kernel text
60a72000-615dc217 : Kernel data
8f400000-8fffffff : fb2 buf
90000000-90bfffff : ipp buf
90c00000-917fffff : fb0 buf
90c00000-917fffff : rk-fb
96800000-9fffffff : System RAM

2.4 ioports 信息

ARM嵌入式Linux已经很少使用，所以打印出来是空返回。

[plain]
view plaincopyprint?

shell@android:/ # cat /proc/ioports
cat /proc/ioports
shell@android:/ #