Linux下NAND FLASH驅(qū)動(dòng)開發(fā)

【 Nand flash 驅(qū)動(dòng)工作原理】

在介紹具體如何寫 Nand Flash 驅(qū)動(dòng)之前，我們先要了解，大概的，整個(gè)系統(tǒng)，和 Nand Flash 相關(guān)的部分的驅(qū)動(dòng)工作流程，這樣，對(duì)于后面的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，才能更加清楚機(jī)制，才更容易實(shí)現(xiàn)，否則就是，即使寫完了代碼，也還是沒(méi)搞懂系統(tǒng)是如何工作的了。

讓我們以最常見的， Linux 內(nèi)核中已經(jīng)有的三星的 Nand Flash 驅(qū)動(dòng)，來(lái)解釋 Nand Flash 驅(qū)動(dòng)具體流程和原理。

此處是參考 2.6.29 版本的 Linux 源碼中的 /drivers/mtd/nand/s3c2410.c ，以 2410 為例。

1. 在 nand flash 驅(qū)動(dòng)加載后，第一步，就是去調(diào)用對(duì)應(yīng)的 init 函數(shù)， s3c2410_nand_init, 去將在 nand flash 驅(qū)動(dòng)注冊(cè)到 Linux 驅(qū)動(dòng)框架中。

2. 驅(qū)動(dòng)本身，真正開始，是從 probe 函數(shù)， s3c2410_nand_probe->s3c24xx_nand_probe,

在 probe 過(guò)程中，去用 clk_enable 打開 nand flash 控制器的 clock 時(shí)鐘，用 request_mem_region 去申請(qǐng)驅(qū)動(dòng)所需要的一些內(nèi)存等相關(guān)資源。然后，在 s3c2410_nand_inithw 中，去初始化硬件相關(guān)的部分，主要是關(guān)于時(shí)鐘頻率的計(jì)算，以及啟用 nand flash 控制器，使得硬件初始化好了，后面才能正常工作。

3. 需要多解釋一下的，是這部分代碼：

for (setno = 0; setno nr_sets; setno++, nmtd++) {

pr_debug(initialising set %d (%p, info %p)/n, setno, nmtd, info);

/* 調(diào)用 init chip 去掛載你的 nand 驅(qū)動(dòng)的底層函數(shù)到 nand flash 的結(jié)構(gòu)體中，以及設(shè)置對(duì)應(yīng)的 ecc mode ，掛載 ecc 相關(guān)的函數(shù) */

s3c2410_nand_init_chip(info, nmtd, sets);

/* scan_ident ，掃描 nand 設(shè)備，設(shè)置 nand flash 的默認(rèn)函數(shù)，獲得物理設(shè)備的具體型號(hào)以及對(duì)應(yīng)各個(gè)特性參數(shù)，這部分算出來(lái)的一些值，對(duì)于 nand flash 來(lái)說(shuō)，是最主要的參數(shù)，比如 nand falsh 的芯片的大小，塊大小，頁(yè)大小等。 */

nmtd->scan_res = nand_scan_ident(nmtd->mtd,

(sets) ? sets->nr_chips : 1);

if (nmtd->scan_res == 0) {

s3c2410_nand_update_chip(info, nmtd);

/* scan tail ，從名字就可以看出來(lái)，是掃描的后一階段，此時(shí)，經(jīng)過(guò)前面的 scan_ident ，我們已經(jīng)獲得對(duì)應(yīng) nand flash 的硬件的各個(gè)參數(shù)，然后就可以在 scan tail 中，根據(jù)這些參數(shù)，去設(shè)置其他一些重要參數(shù)，尤其是 ecc 的 layout ，即 ecc 是如何在 oob 中擺放的，最后，再去進(jìn)行一些初始化操作，主要是根據(jù)你的驅(qū)動(dòng)，如果沒(méi)有實(shí)現(xiàn)一些函數(shù)的話，那么就用系統(tǒng)默認(rèn)的。 */

nand_scan_tail(nmtd->mtd);

/* add partion ，根據(jù)你的 nand flash 的分區(qū)設(shè)置，去分區(qū) */

s3c2410_nand_add_partition(info, nmtd, sets);

}

if (sets != NULL)

sets++;

}

4. 等所有的參數(shù)都計(jì)算好了，函數(shù)都掛載完畢，系統(tǒng)就可以正常工作了。

上層訪問(wèn)你的 nand falsh 中的數(shù)據(jù)的時(shí)候，通過(guò) MTD 層，一層層調(diào)用，最后調(diào)用到你所實(shí)現(xiàn)的那些底層訪問(wèn)硬件數(shù)據(jù) / 緩存的函數(shù)中。

【 Linux 下 nand flash 驅(qū)動(dòng)編寫步驟簡(jiǎn)介】

關(guān)于上面提到的，在 nand_scan_tail 的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)你的驅(qū)動(dòng)，如果沒(méi)有實(shí)現(xiàn)一些函數(shù)的話，那么就用系統(tǒng)默認(rèn)的。如果實(shí)現(xiàn)了自己的函數(shù)，就用你的。

估計(jì)很多人就會(huì)問(wèn)了，那么到底我要實(shí)現(xiàn)哪些函數(shù)呢，而又有哪些是可以不實(shí)現(xiàn)，用系統(tǒng)默認(rèn)的就可以了呢。

此問(wèn)題的，就是我們下面要介紹的，也就是，你要實(shí)現(xiàn)的，你的驅(qū)動(dòng)最少要做哪些工作，才能使整個(gè) nand flash 工作起來(lái)。

1. 對(duì)于驅(qū)動(dòng)框架部分

其實(shí)，要了解，關(guān)于驅(qū)動(dòng)框架部分，你所要做的事情的話，只要看看三星的整個(gè) nand flash 驅(qū)動(dòng)中的這個(gè)結(jié)構(gòu)體，就差不多了：

static struct platform_driver s3c2410_nand_driver = {

.probe = s3c2410_nand_probe,

.remove = s3c2410_nand_remove,

.suspend = s3c24xx_nand_suspend,

.resume = s3c24xx_nand_resume,

.driver = {

.name = s3c2410-nand,

.owner = THIS_MODULE,

},

};

對(duì)于上面這個(gè)結(jié)構(gòu)體，沒(méi)多少要解釋的。從名字，就能看出來(lái)：

( 1 ) probe 就是系統(tǒng)“探測(cè)”，就是前面解釋的整個(gè)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程中的多數(shù)步驟，都是和你自己的 nand flash 相關(guān)的，尤其是那些硬件初始化部分，是你必須要自己實(shí)現(xiàn)的。

( 2 ) remove ，就是和 probe 對(duì)應(yīng)的，“反初始化”相關(guān)的動(dòng)作。主要是釋放系統(tǒng)相關(guān)資源和關(guān)閉硬件的時(shí)鐘等常見操作了。

(3)suspend 和 resume ，對(duì)于很多沒(méi)用到電源管理的情況下，至少對(duì)于我們剛開始寫基本的驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，可以不用關(guān)心，放個(gè)空函數(shù)即可。

2. 對(duì)于 nand flash 底層操作實(shí)現(xiàn)部分

而對(duì)于底層硬件操作的有些函數(shù)，總體上說(shuō)，都可以在上面提到的 s3c2410_nand_init_chip 中找到：

static void s3c2410_nand_init_chip(struct s3c2410_nand_info *info,

struct s3c2410_nand_mtd *nmtd,

struct s3c2410_nand_set *set)

{

struct nand_chip *chip = nmtd->chip;

void __iomem *regs = info->regs;

chip->write_buf = s3c2410_nand_write_buf ;

chip->read_buf = s3c2410_nand_read_buf ;

chip->select_chip = s3c2410_nand_select_chip ;

chip->chip_delay = 50;

chip->priv = nmtd;

chip->options = 0;

chip->controller = info->controller;

switch (info->cpu_type) {

case TYPE_S3C2410:

/* nand flash 控制器中，一般都有對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器，用于給你往里面寫數(shù)據(jù)，表示將要讀取或?qū)懭攵嗌賯€(gè)字節(jié) (byte,u8)/ 字 (word,u32) ，所以，此處，你要給出地址，以便后面的操作所使用 */

chip->IO_ADDR_W = regs + S3C2410_NFDATA;