关于iNand的分区（fdisk命令的源码分析）

以下内容源于网络资源的学习与整理，如有侵权请告知删除。

参考内容

硬盘分区、寻址和系统启动过程 - 走看看

x210：iNand分区情况_毛裤先生_2的博客-CSDN博客

Linux系统是如何识别硬盘设备和硬盘分区的？

uboot之uboot中环境变量_雨于鱼的博客-CSDN博客_uboot环境变量

扇区与块（sectors,block）_terryliu98的博客-CSDN博客_扇区和块

关于uboot代码所设置的raw分区分析_chegxy的博客-CSDN博客

uboot 下更改INAND的分区 fdisk_疯仔嵌入式的博客-CSDN博客

SD卡烧写Linux kernel——SD卡分区，并烧写uboot,kernel,DTB及filesystem_HelloTonyGo的博客-CSDN博客

X210开发板(S5PV210芯片)uboot中SD卡分区分析(init_raw_area_table函数)

S5PV210 Uboot开发与移植01：Uboot概述_麦兜的学习笔记的博客-CSDN博客

一、前言

二、fdisk命令的代码分析

1、命令的定义

2、 do_fdisk函数

3、create_mmc_fdisk函数

4、make_mmc_partition函数

5、calc_unit函数

6、make_partitionInfo函数

7、encode_partitionInfo函数

8、put_mmc_mbr函数

9、print_mmc_part_info函数

10、get_mmc_part_info函数

三、总结

一、前言

（1）在uboot的控制台中，使用“mm list”命令得知X210开发板的iNand对应的设备号为0，因此可以使用“fdisk -c 0”命令对X210开发板的iNand进行分区，可以使用“fdisk -p 0”命令打印这个iNand的分区情况。


x210 # mmc list  //列出开发板接有哪些mmc设备
S3C_HSMMC0_dev0
S3C_HSMMC2_dev1
x210 # fdisk -p 0  //查看编号为0的设备（即iNand）的分区情况
 
partion #    size(MB)     block start #    block count    partition_Id 
   1           258            22374          529518          0x83 
   2           120           551892          246114          0x83 
   3           101           798006          208824          0x83 
   4          3222          1006830         6600330          0x83 
x210 # fdisk -p 1  //查看编号为1（即sd卡）的分区情况
 
partion #    size(MB)     block start #    block count    partition_Id 
   1          7766            31248        15905232          0x0C 
x210 # fdisk -c 0  //再次对iNand进行分区
fdisk is completed
 
partion #    size(MB)     block start #    block count    partition_Id 
   1           258            22374          529518          0x83 
   2           120           551892          246114          0x83 
   3           101           798006          208824          0x83 
   4          3222          1006830         6600330          0x83 
x210 #

（2）uboot源码中使用一个函数实现一个命令，fdisk这个命令也是如此。下面将对fdisk这个命令所对应的函数进行分析。

二、fdisk命令的代码分析

1、命令的定义

（1）fdisk命令定义在/common/cmd_mmc_fdisk.c文件中，对应着do_fdisk函数。
U_BOOT_CMD(
        fdisk, 3, 0, do_fdisk,
        "fdisk\t- fdisk for sd/mmc.\n",
        "-c \t- create partition.\n"
        "fdisk -p \t- print partition information\n"
);
（2） U_BOOT_CMD的分析见博客uboot将命令结构体单独存放在某个代码段的方法。

（3）跟踪do_fdisk函数。

……do_fdisk //根据参数选择执行其中一个（加粗显示的）函数
………create_mmc_fdisk //对iNand进行分区（将mbr[ ]数组写入iNand的0扇区）
………………get_mmc_block_count //获取iNand一共有多少个扇区
………………make_mmc_partition //对构造与填充mbr[ ]数组
……………………calc_unit //计算某个区间共有多少个扇区
……………………make_partitionInfo //构造每个分区的信息（16字节）
……………………encode_partitionInfo //用分区的信息填充mbr[ ]数组
………………put_mmc_mbr //将mbr[ ]数组写入iNand的0扇区
………print_mmc_part_info //打印分区信息
………………get_mmc_part_info //获取分区信息

2、 do_fdisk函数

（1）函数位置与内容

该函数定义在/common/cmd_mmc_fdisk.c文件中，内容如下：
int do_fdisk(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])
{
	if ( argc != 3 )
	{
		printf("Usage: fdisk <-c or -p> \n");
		return 0;
	}
 
	if ( strcmp(argv[1], "-c") == 0 )
		return create_mmc_fdisk(argc, argv);
 
	else if ( strcmp(argv[1], "-p") == 0 )
		return print_mmc_part_info(argc, argv);
	
	printf("Usage: fdisk <-c or -p> \n");
	return 0;
}
（2）函数的主要工作

当uboot控制台中执行“fdisk -c 0”时，执行create_mmc_fdisk函数。

当uboot控制台中执行“fdisk -p 0”时，执行print_mmc_part_info函数。

3、create_mmc_fdisk函数

（1）函数位置与内容

该函数定义在/common/cmd_mmc_fdisk.c文件中，内容如下：


int create_mmc_fdisk(int argc, char *argv[])
{
    int     rv;
    int     total_block_count;
    unsigned char   mbr[512];
    memset(mbr, 0x00, 512); 
 
    //获得块信息，以512字节为单位
    total_block_count = get_mmc_block_count(argv[2]); 
    if (total_block_count < 0)
        return -1;
    //对iNand分区（其实只是在构造与填充mbr[]这个数组内容）
    make_mmc_partition(total_block_count, mbr, (argc==6?1:0), argv);
 
    //对iNand分区
    rv = put_mmc_mbr(mbr, argv[2]);
    if (rv != 0)
        return -1;
 
    printf("fdisk is completed\n");//分区成功，打印信息
 
    argv[1][1] = 'p';
    print_mmc_part_info(argc, argv);//和fdisk –p 0 作用一样，打印出分区信息
    return 0;
}

（2）函数的主要工作

首先，调用get_mmc_block_count函数获取iNand的扇区数目。

然后，调用make_mmc_partition函数构造mbr[]数组。

接着，调用put_mmc_mbr函数将mbr[ ]信息写入iNand的0扇区。

最后，调用print_mmc_part_info函数打印分区信息。

4、make_mmc_partition函数

（1）函数位置与内容

该函数在/common/cmd_mmc_fdisk.c文件中，内容如下：
int make_mmc_partition(int total_block_count, unsigned char *mbr)
{
	int		block_start = 0, block_offset;
	SDInfo		sdInfo;
	PartitionInfo	partInfo[4];
 
	memset((unsigned char *)&sdInfo, 0x00, sizeof(SDInfo));
    get_SDInfo(total_block_count, &sdInfo);
 
///
	block_start	= calc_unit(_10MB, sdInfo);
	block_offset	= calc_unit(CONFIG_PART_SIZE, sdInfo);
 
	partInfo[0].bootable	= 0x00;
	partInfo[0].partitionId	= 0x83;
 
	make_partitionInfo(block_start, block_offset, sdInfo, &partInfo[0]);
 
///
	block_start  += block_offset;
	block_offset  = calc_unit(SYSTEM_PART_SIZE, sdInfo);
 
	partInfo[1].bootable	= 0x00;
	partInfo[1].partitionId	= 0x83;
 
	make_partitionInfo(block_start, block_offset, sdInfo, &partInfo[1]);
 
///	
	block_start += block_offset;
	block_offset = calc_unit(CACHE_PART_SIZE, sdInfo);
	
	partInfo[2].bootable	= 0x00;
	partInfo[2].partitionId	= 0x83;
 
	make_partitionInfo(block_start, block_offset, sdInfo, &partInfo[2]);
 
///	
	block_start += block_offset;
	block_offset = BLOCK_END;
	
	partInfo[3].bootable	= 0x00;
	partInfo[3].partitionId	= 0x83;
 
	make_partitionInfo(block_start, block_offset, sdInfo, &partInfo[3]);
 
///	
	memset(mbr, 0x00, sizeof(mbr));
	mbr[510] = 0x55; mbr[511] = 0xAA;
	
	encode_partitionInfo(partInfo[0], &mbr[0x1BE]);
	encode_partitionInfo(partInfo[1], &mbr[0x1CE]);
	encode_partitionInfo(partInfo[2], &mbr[0x1DE]);
	encode_partitionInfo(partInfo[3], &mbr[0x1EE]);
	
	return 0;
}
（2）函数的主要工作

首先，调用calc_unit函数计算每个分区（共4个分区）的起始扇区与扇区数目。

然后，以calc_unit函数计算结果作为参数，调用make_partitionInfo函数构造每个分区的信息（就是MBR分区表的简介中写到的16字节的内容）。

最后，调用encode_partitionInfo函数，将4个分区的信息分别写到mbr[ ]数组中，也就是mbr[446]~mbr[461]、mbr[462]~mbr[477]、mbr[478]~mbr[493]、mbr[494]~mbr[509]中。

将来，put_mmc_mbr函数负责将mbr[ ]数组写进iNand的0扇区（主引导扇区），这样就完成了所谓的分区。

（3）函数的细节分析

1）宏与分区

调用calc_unit函数时传递了几个宏，这些宏决定着分区的大小。
block_start   =  calc_unit(_10MB, sdInfo); //10MB
block_offset  =  calc_unit(CONFIG_PART_SIZE, sdInfo);//256MB
block_offset  =  calc_unit(SYSTEM_PART_SIZE, sdInfo);//120MB
block_offset  =  calc_unit(CACHE_PART_SIZE, sdInfo);//100MB
block_offset  =  BLOCK_END;//3GB
#define		BLOCK_SIZE			512
#define		BLOCK_END			0xFFFFFFFF
#define		_10MB				(10*1024*1024)
#define		_100MB				(100*1024*1024)
#define		_8_4GB				(1023*254*63)
 
#ifdef CONFIG_S5PC110
#define		SYSTEM_PART_SIZE	(120*1024*1024)
#else
#define		SYSTEM_PART_SIZE	(384*1024*1024)
#endif
 
#define		USER_DATA_PART_SIZE	(1024*1024*1024)	
#define		CACHE_PART_SIZE		_100MB
#define		CONFIG_PART_SIZE	(256*1024*1024)
 
#define		CHS_MODE			0
#define		LBA_MODE			!(CHS_MODE)
根据上面的宏，uboot给iNand分区的情况如下：

分区大小 分区用途
10MB 空出iNand的前10MB空间（这部分有MBR、uboot的BL1与BL2、Linux kernel）
256MB CONFIG_PART_SIZE（p1分区）
120MB SYSTEM_PART_SIZE（p2分区）
100MB CACHE_PART_SIZE（p3分区）
剩余空间用户空间（p4分区）

注意，这里的uboot源码并未同步官方镜像对分区表大小的修改。

官方镜像文件中，SYSTEM_PART_SIZE是256MB，表明p2分区大小是256MB。

这里的uboot源码中，SYSTEM_PART_SIZE是120MB，表明p2分区大小是120MB。

官方文件系统镜像rootfs_qt4.ext3有200多MB，如果使用这里的uboot源码编译生成的uboot.bin，在利用fastboot进行烧写时会提示文件太大写不进分区。

5、calc_unit函数

（1）函数位置与内容

该函数在/common/cmd_mmc_fdisk.c文件中，内容如下：
int calc_unit(int length, SDInfo sdInfo)
{
	if (sdInfo.addr_mode == CHS_MODE)
		return ( (length / BLOCK_SIZE / sdInfo.unit + 1 ) * sdInfo.unit);
	else
		return ( (length / BLOCK_SIZE) );
}
（2）函数的细节分析

1）LBA_MODE、CHS_MODE是指块设备的扇区定位方式，具体介绍见博客硬盘分区、寻址和系统启动过程。

2）在get_SDInfo函数中有如下代码：
if(block_count >= _8_4GB)
      sdInfo->addr_mode = LBA_MODE;
else
      sdInfo->addr_mode = CHS_MODE;
这里的“_8_4GB”是一个宏定义，值为(1023*254*63)，表示7GB。因为X210开发板的iNand小于7G，故属于CHS_MODE。

3）在get_SDInfo函数中有如下代码：
if (sdInfo->addr_mode == CHS_MODE)
{
       diff_min = C_max;
 
       for (H = H_start; H <= H_max; H++)
           for (S  = S_start; S <= S_max; S++)
           {
               C = block_count / (H * S);
 
               if ( (C <= C_max) )
               {
                    diff = C_max - C;
                    if (diff <= diff_min)
                    {
                         diff_min = diff;
                         sdInfo->C_end = C;
                         sdInfo->H_end = H;
                         sdInfo->S_end = S;
                     }
                }
             }
}
else
//省略一部分代码
 
sdInfo->unit = sdInfo->H_end * sdInfo->S_end;
根据推导得到sdInfo.unit大小为7458。

4）第一个分区的开始地址（以扇区为单位），是以_10MB（10*1024*1024）作为calc_unit函数的参数返回的值。10*1024*1024/512/7458=2(忽略小数)，(2+1)*7458=22374，这与利用“fdisk -p 0”打印的信息一致。其他分区是紧接着上一个分区的。

6、make_partitionInfo函数

（1）函数位置与内容

该函数在/common/cmd_mmc_fdisk.c文件中，内容如下：


void make_partitionInfo(int LBA_start, int count, SDInfo sdInfo, PartitionInfo *partInfo)
{
        int             temp = 0;
        int             _10MB_unit;
 
        partInfo->block_start   = LBA_start;
 
//-----------------------------------------------------
        if (sdInfo.addr_mode == CHS_MODE)
        {
                partInfo->C_start       = partInfo->block_start / (sdInfo.H_end * sdInfo.S_end);
                temp                    = partInfo->block_start % (sdInfo.H_end * sdInfo.S_end);
                partInfo->H_start       = temp / sdInfo.S_end;
                partInfo->S_start       = temp % sdInfo.S_end + 1;
 
                if (count == BLOCK_END)
                {
                        _10MB_unit = calc_unit(_10MB, sdInfo);
                        partInfo->block_end     = sdInfo.C_end * sdInfo.H_end * sdInfo.S_end - _10MB_unit - 1;
                        partInfo->block_count   = partInfo->block_end - partInfo->block_start + 1;
 
                        partInfo->C_end = partInfo->block_end / sdInfo.unit;
                        partInfo->H_end = sdInfo.H_end - 1;
                        partInfo->S_end = sdInfo.S_end;
                }
                else
                {
                        partInfo->block_count   = count;
 
                        partInfo->block_end     = partInfo->block_start + count - 1;
                        partInfo->C_end         = partInfo->block_end / sdInfo.unit;
 
                        temp                    = partInfo->block_end % sdInfo.unit;
                        partInfo->H_end         = temp / sdInfo.S_end;
                        partInfo->S_end         = temp % sdInfo.S_end + 1;
                }
        }
//-----------------------------------------------------
        else
        {
                partInfo->C_start       = 0;
                partInfo->H_start       = 1;
                partInfo->S_start       = 1;
 
                partInfo->C_end         = 1023;
                partInfo->H_end         = 254;
                partInfo->S_end         = 63;
 
                if (count == BLOCK_END)
                {
                        _10MB_unit = calc_unit(_10MB, sdInfo);
                        partInfo->block_end     = sdInfo.total_block_count - _10MB_unit - 1;
                        partInfo->block_count   = partInfo->block_end - partInfo->block_start + 1;
 
                }
                else
                {
                        partInfo->block_count   = count;
                        partInfo->block_end     = partInfo->block_start + count - 1;
                }
        }
}

（2）函数的主要工作

这个函数其实就是根据传进来的参数，确定这个分区的起始扇区（磁头号、扇区号、柱面号）与结束扇区（磁头号、扇区号、柱面号）。

7、encode_partitionInfo函数

（1）函数位置与内容

该函数在/common/cmd_mmc_fdisk.c文件中，内容如下：


void encode_partitionInfo(PartitionInfo partInfo, unsigned char *result)
{
	*result++ = partInfo.bootable;
 
	encode_chs(partInfo.C_start, partInfo.H_start, partInfo.S_start, result);
	result +=3;
	*result++ = partInfo.partitionId;
 
	encode_chs(partInfo.C_end, partInfo.H_end, partInfo.S_end, result);
	result += 3;
 
	memcpy(result, (unsigned char *)&(partInfo.block_start), 4);
	result += 4;	
	
	memcpy(result, (unsigned char *)&(partInfo.block_count), 4);
}
 
void encode_chs(int C, int H, int S, unsigned char *result)
{
	*result++ = (unsigned char) H;
	*result++ = (unsigned char) ( S + ((C & 0x00000300) >> 2) );
	*result   = (unsigned char) (C & 0x000000FF); 
}

（2）函数的细节分析

该函数主要是将每个分区的信息转化为16字节的内容？（待求证）

8、put_mmc_mbr函数

（1）函数位置与内容

该函数在/common/cmd_mmc_fdisk.c文件中，内容如下：
int put_mmc_mbr(unsigned char *mbr, char *device_name)
{
	int rv;
	struct mmc *mmc;
	int dev_num;
 
	dev_num = simple_strtoul(device_name, NULL, 0);
	
	mmc = find_mmc_device(dev_num);
	if (!mmc)
	{
		printf("mmc/sd device is NOT founded.\n");
		return -1;
	}	
	
	rv = mmc_init(mmc);
	if (rv)
	{
		printf("mmc/sd device's initialization is failed.\n");
		return -1;
	}
 
	rv = mmc->block_dev.block_write(dev_num, 0, 1, mbr);
 
	if(rv == 1)
		return 0;
	else
		return -1; 
（2）函数的细节分析

首先，调用find_mmc_device函数寻找编号对应的存储设备（这里是iNand）。

然后，调用mmc_init函数初始化这个存储设备。

最后，调用struct mmc结构体成员中的block_write函数将mbr数组写入存储设备中。

9、print_mmc_part_info函数

（1）函数位置与内容

该函数在/common/cmd_mmc_fdisk.c文件中，内容如下：


int print_mmc_part_info(int argc, char *argv[])
{
	int		rv;
 
	PartitionInfo	partInfo[4];
	
	rv = get_mmc_part_info(argv[2], 1, &(partInfo[0].block_start), &(partInfo[0].block_count),
			&(partInfo[0].partitionId) );
	
	rv = get_mmc_part_info(argv[2], 2, &(partInfo[1].block_start), &(partInfo[1].block_count),
			&(partInfo[1].partitionId) );
 
	rv = get_mmc_part_info(argv[2], 3, &(partInfo[2].block_start), &(partInfo[2].block_count),
			&(partInfo[2].partitionId) );
 
	rv = get_mmc_part_info(argv[2], 4, &(partInfo[3].block_start), &(partInfo[3].block_count),
			&(partInfo[3].partitionId) );
 
	printf("\n");	
	printf("partion #    size(MB)     block start #    block count    partition_Id \n");
 
	if ( (partInfo[0].block_start !=0) && (partInfo[0].block_count != 0) ) 
		printf("   1        %6d         %8d        %8d          0x%.2X \n",
			(partInfo[0].block_count / 2048), partInfo[0].block_start,
			partInfo[0].block_count, partInfo[0].partitionId);
	
	if ( (partInfo[1].block_start !=0) && (partInfo[1].block_count != 0) ) 
		printf("   2        %6d         %8d        %8d          0x%.2X \n",
			(partInfo[1].block_count / 2048), partInfo[1].block_start,
			partInfo[1].block_count, partInfo[1].partitionId);
	
	if ( (partInfo[2].block_start !=0) && (partInfo[2].block_count != 0) ) 
		printf("   3        %6d         %8d        %8d          0x%.2X \n",
			(partInfo[2].block_count / 2048), partInfo[2].block_start,
			partInfo[2].block_count, partInfo[2].partitionId);
 
	if ( (partInfo[3].block_start !=0) && (partInfo[3].block_count != 0) ) 
		printf("   4        %6d         %8d        %8d          0x%.2X \n",
			(partInfo[3].block_count / 2048), partInfo[3].block_start,
			partInfo[3].block_count, partInfo[3].partitionId);
 
	return 1;
}

（2）函数的细节分析

暂略。

10、get_mmc_part_info函数

（1）函数位置与内容

该函数在/common/cmd_mmc_fdisk.c文件中，内容如下：


int get_mmc_part_info(char *device_name, int part_num, int *block_start, int *block_count, unsigned char *part_Id)
{
	int		rv;
	PartitionInfo	partInfo;
	unsigned char	mbr[512];
	
	rv = get_mmc_mbr(device_name, mbr);
	if(rv !=0)
		return -1;
				
	switch(part_num)
	{
		case 1:
			decode_partitionInfo(&mbr[0x1BE], &partInfo);
			*block_start	= partInfo.block_start;	
			*block_count	= partInfo.block_count;	
			*part_Id 	= partInfo.partitionId;	
			break;
		case 2:
			decode_partitionInfo(&mbr[0x1CE], &partInfo);
			*block_start	= partInfo.block_start;	
			*block_count	= partInfo.block_count;	
			*part_Id 	= partInfo.partitionId;	
			break;
		
		case 3:
			decode_partitionInfo(&mbr[0x1DE], &partInfo);
			*block_start	= partInfo.block_start;	
			*block_count	= partInfo.block_count;	
			*part_Id 	= partInfo.partitionId;	
			break;
		case 4:
			decode_partitionInfo(&mbr[0x1EE], &partInfo);
			*block_start	= partInfo.block_start;	
			*block_count	= partInfo.block_count;	
			*part_Id 	= partInfo.partitionId;	
			break;
		default:
			return -1;
	}	
 
	return 0;
}
 
int get_mmc_mbr(char *device_name, unsigned char *mbr)
{
	int rv;
	struct mmc *mmc;
	int dev_num;
 
	dev_num = simple_strtoul(device_name, NULL, 0);
	
	mmc = find_mmc_device(dev_num);
	if (!mmc)
	{
		printf("mmc/sd device is NOT founded.\n");
		return -1;
	}	
	
	rv = mmc_init(mmc);
	if (rv)
	{
		printf("mmc/sd device's initialization is failed.\n");
		return -1;
	}
 
	rv = mmc->block_dev.block_read(dev_num, 0, 1, mbr);
 
	if(rv == 1)
		return 0;
	else
		return -1; 
}
 
void decode_partitionInfo(unsigned char *in, PartitionInfo *partInfo)
{
	partInfo->bootable	= *in;
	partInfo->partitionId	= *(in + 4); 
 
	memcpy((unsigned char *)&(partInfo->block_start), (in + 8), 4);
	memcpy((unsigned char *)&(partInfo->block_count), (in +12), 4);
}

（2）函数的细节分析

暂略。

三、总结

经过上述内容，一个mbr数组就写进了iNand的0扇区（主引导扇区），也就完成了对iNand设备的分区。不过这里的分区是狭义上的分区，指的是将mbr数组写入主引导扇区。广义的分区还包括对分区进行格式化。由上面代码可知，似乎还没有进行格式化。

后续将简单分析find_mmc_device、mmc_init、struct mmc函数内容。

补充说明

（1）SD/iNand是由一个一个的扇区组成的，回忆裸机中讲到的210的启动时，BL1在SD卡的1扇区开始往后存放，SD卡的0扇区是不用的，因为它要用来放置MBR。

（2）MBR用来描述块设备的分区信息。事先定义了一个通用的数据结构来描述块设备的分区，我们只要按照这个标准将分区信息写入MBR中即可对该设备完成分区。MBR默认就是在块设备的第0个扇区上存放的。

（3）在uboot和内核之间iNand设备的分区信息是靠iNand自己传递的，所以uboot不用给内核传参时传递分区表信息。如果开发板用的是nandFlash的话，分区表一般是在内核中自己用代码构建的。所以nand版本的内核移植的时候一般都需要去移植更改nand分区表。

相关阅读:
Centos系统常见配置（详细）总结
 【Java小项目】--- 飞机大战(源码+注释)
MindFusion Scheduler for JavaScript 2.0 Crack
ESB结合UMC云平台开发说明
 select......for update会锁表还是锁行？
VsCode中搭建TypeScript调试环境
 java计算机毕业设计同德佳苑物业信息源程序+mysql+系统+lw文档+远程调试
 7.区块链系列之hardhat框架部署合约
 SpringCloud
Docker核心：深入理解Dockerfile，通过Dockerfile构建自己的镜像并发布到远程（DockerHub、阿里云）
原文地址：https://blog.csdn.net/oqqHuTu12345678/article/details/127650497

分区大小	分区用途
10MB	空出iNand的前10MB空间（这部分有MBR、uboot的BL1与BL2、Linux kernel）
256MB	CONFIG_PART_SIZE（p1分区）
120MB	SYSTEM_PART_SIZE（p2分区）
100MB	CACHE_PART_SIZE（p3分区）
剩余空间	用户空间（p4分区）