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2012-05-17 14:39:52

一、 步骤六:U-boot支持yaffs格式的文件下载

前面我们已经移植、修改好了基于cramfs格式的根文件系统,本节我们来修改u-boot的源码,使之支持yaffs格式的根文件系统。

cramfsyaffs文件系统的区别:

       通常一个Nnad Flash存储设备由若干块组成,1个块由若干页组成。

一般128MB以下容量的Nand Flash芯片,一页大小为528B,被依次分为2256B的主数据区和16B的额外空间;128MB以上容量的Nand Flash芯片,一页大小通常为2KB

由于Nand Flash出现位反转的概率较大,一般在读写时需要使用ECC进行错误检验和恢复。

    Yaffs/yaffs2文件系统的设计充分考虑到Nand Flash以页为存取单位等的特点,将文件组织成固定大小的段(Chunk)。以528B的页为例,Yaffs/yaffs2文件系统使用前512B存储数据和16B的额外空间存放数据的ECC和文件系统的组织信息等(称为OOB数据)。通过OOB数据,不但能实现错误检测和坏块处理,同时还可以避免加载时对整个存储介质的扫描,加快了文件系统的加载速度。以下是Yaffs/yaffs2文件系统页的结构说明:

      

Yaffs页结构说明

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = ==== 

字节                   用途

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = ==== 

0 - 511                存储数据(分为两个半部)

512 - 515               系统信息

 516                  数据状态字

517                  块状态字

518 - 519               系统信息

520 - 522               后半部256字节的ECC

523 - 524               系统信息

525 - 527               前半部256字节的ECC

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = ====

 

好了,在了解Nand Flash组成和Yaffs/yaffs2文件系统结构后,我们再回到u-boot中。目前,在u-boot中已经有对CramfsJffs2等文件系 统的读写支持,但与带有数据校验等功能的OOB区的Yaffs/Yaffs2文件系统相比,他们是将所有文件数据简单的以线性表形式组织的。所以,我们只 要在此基础上通过修改u-bootNand Flash读写命令,增加处理00B区域数据的功能,即可以实现对Yaffs/Yaffs2文件系统的读写支持。

我们需要按照以下步骤修改:

1)        include/configs/unsp2440.h中添加yaffs2烧写宏定义

#define CONFIG_MTD_NAND_YAFFS   1    //定义一个管理对Yaffs2支持的宏

 

 

2)        增加yaffs烧写命令:

#gedit common/cmd_nand.c   //U_BOOT_CMD中添加

U_BOOT_CMD(nand, CONFIG_SYS_MAXARGS, 1, do_nand,

       "NAND sub-system",

       "info - show available NAND devices\n"

       "nand device [dev] - show or set current device\n"

       "nand read - addr off|partition size\n"

       "nand write - addr off|partition size\n"

       "    read/write 'size' bytes starting at offset 'off'\n"

       "    to/from memory address 'addr', skipping bad blocks.\n"

       #if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS)

           "nand_write[.yaffs2] -addr of | partition size - write 'size' byte yaffs image\n"

           "starting at offset off'from memory address addr'(.yaffs2 for 2048+64 NAND)\n"

    #endif

       "nand erase [clean] [off size] - erase 'size' bytes from\n"

       "offset 'off' (entire device if not specified)\n"

       。。。。

#endif

);

 

3)        在该文件中对nand操作的do_nand函数中添加yaffs2nand的操作,如下

 

       if (strncmp(cmd, "read", 4) == 0 || strncmp(cmd, "write", 5) == 0)

       {

              int read;

              if (argc < 4)

                     goto usage;

              addr = (ulong)simple_strtoul(argv[2], NULL, 16);

              read = strncmp(cmd, "read", 4) == 0; /* 1 = read, 0 = write */

              printf("\nNAND %s: ", read ? "read" : "write");

              if (arg_off_size(argc - 3, argv + 3, nand, &off, &size) != 0)

                     return 1;

              s = strchr(cmd, '.');

              if (!s || !strcmp(s, ".jffs2") ||!strcmp(s, ".e") || !strcmp(s, ".i"))

              {

                     if (read)

                            ret = nand_read_skip_bad(nand, off, &size, (u_char *)addr);

                     else

                            ret = nand_write_skip_bad(nand, off, &size, (u_char *)addr);

              }

     #if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS)

         else if(s!=NULL & (!strcmp(s,".yaffs2")))

         {

                 nand->rw_oob = 1;

nand->skipfirstblk = 1;  //写入yaffs,不支持读入

                 ret = nand_write_skip_bad(nand,off,&size,(u_char *)addr);

                 nand->skipfirstblk = 0;

                 nand->rw_oob = 0;

               }

       #endif

      else if (!strcmp(s, ".oob"))

       。。。。

 

4)        include/linux/mtd/mtd.h头文件的mtd_info结构体中添加上面用到rw_oobskipfirstblk数据成员,如下:

struct mtd_info

{

       u_char type;

       u_int32_t flags;

       uint64_t size;  /* Total size of the MTD */

       #if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS)

           u_char rw_oob;

           u_char skipfirstblk;

       #endif

。。。。

}

 

5)        nand_write_skip_bad函数中添加对Nand OOB的相关操作,如下:

#gedit drivers/mtd/nand/nand_util.c     //nand_write_skip_bad函数中添加

 

int nand_write_skip_bad(nand_info_t *nand, loff_t offset, size_t *length,u_char *buffer)

{

       int rval;

       size_t left_to_write = *length;

       size_t len_incl_bad;

       u_char *p_buffer = buffer;

#if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS) //addr yaffs2 file system support

    if(nand->rw_oob == 1)

    {

        size_t oobsize = nand->oobsize;    //定义oobsize的大小

        size_t datasize = nand->writesize;//可用的数据的大小

        int datapages = 0;

//长度不是528整数倍,认为数据出错。文件大小必须要是(512+16)的整数倍

        if(((*length)%(nand->oobsize + nand->writesize))!=0)

        {

            printf("Attempt to write error length data!\n");

            return -EINVAL;

        }

        datapages = *length/(datasize + oobsize);

        *length = datapages * datasize;

        left_to_write = *length;

}

#endif

       /* Reject writes, which are not page aligned */

       if ((offset & (nand->writesize - 1)) != 0 ||

           (*length & (nand->writesize - 1)) != 0) {

              printf ("Attempt to write non page aligned data\n");

              return -EINVAL;

       }

       len_incl_bad = get_len_incl_bad (nand, offset, *length);

       if ((offset + len_incl_bad) > nand->size)

{

              printf ("Attempt to write outside the flash area\n");

              return -EINVAL;

       }

       if (len_incl_bad == *length) {

              rval = nand_write (nand, offset, length, buffer);

              if (rval != 0)

                     printf ("NAND write to offset %llx failed %d\n",

                            offset, rval);

              return rval;

       }

#if !defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS)

       if(len_ind_bad == *length)

       {

           rval = nand_write(nand,offset,length,buffer);

           if(rval!=0)

               printf("NAND write to offset %llx failed %d\n",offset,rval);

           return rval;

        }

#endif

       while (left_to_write > 0) {

              size_t block_offset = offset & (nand->erasesize - 1);

              size_t write_size;

              WATCHDOG_RESET ();

              if (nand_block_isbad (nand, offset & ~(nand->erasesize - 1))) {

                     printf ("Skip bad block 0x%08llx\n",

                            offset & ~(nand->erasesize - 1));

                     offset += nand->erasesize - block_offset;

                     continue;

              }

 

#if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS)

       if(nand->skipfirstblk==1)

       {

            nand->skipfirstblk =0;

            printf("skip first good block %llx\n",offset &~(nand->erasesize-1));

              offset += nand->erasesize - block_offset;

            continue;

}

#endif

              if (left_to_write < (nand->erasesize - block_offset))

                     write_size = left_to_write;

              else

                     write_size = nand->erasesize - block_offset;

              rval = nand_write (nand, offset, &write_size, p_buffer);

              if (rval != 0)

              {

                     printf ("NAND write to offset %llx failed %d\n",

                            offset, rval);

                     *length -= left_to_write;

                     return rval;

              }

              left_to_write -= write_size;

              offset        += write_size;

              //p_buffer      += write_size;

#if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS)

           if(nand->rw_oob ==1)

           {

               p_buffer +=write_size+(write_size/nand->writesize*nand->oobsize);

            }

           else

           {

                  p_buffer +=write_size;

           }

#else

               p_buffer += write_size;

#endif

}

       return 0;

}

 

6)        nand_write_skip_bad函数中我们看到又对nand_write函数进行了访问,所以这一步是到nand_write函数中添加对yaffs2的支持,如下

 

static int nand_write(struct mtd_info *mtd, loff_t to, size_t len,size_t *retlen, const uint8_t *buf)

{

       struct nand_chip *chip = mtd->priv;

       int ret;

 

#if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS)

 int oldopsmode = 0;

    if(mtd->rw_oob==1)

    {

        int i=0;

        int datapages = 0;

        size_t oobsize = mtd->oobsize;//定义oobsize的大小

 

        size_t datasize = mtd->writesize;//定义正常的数据区的大小

        uint8_t oobtemp[oobsize];

        datapages = len /(datasize); //传进来的len是没有包括oob的数据长度

 

        for(i=0;i<(datapages);i++)

        {

            memcpy((void *)oobtemp,(void *)(buf + datasize *(i + 1)),oobsize);

            memmove((void *)(buf + datasize *(i+1)),(void *)(buf + datasize *(i+1) + oobsize),(datapages -(i+1))*(datasize) + (datapages -1) *oobsize);

            memcpy((void *)(buf +(datapages) *(datasize + oobsize) -oobsize),(void *)(oobtemp),oobsize);

       }

}

#endif

if ((to + len) > mtd->size)

              return -EINVAL;

       if (!len)

              return 0;

nand_get_device(chip, mtd, FL_WRITING);

chip->ops.len = len;

chip->ops.datbuf = (uint8_t *)buf;

#if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS)

    if(mtd->rw_oob!=1)

    {

        chip->ops.oobbuf = NULL;

    }

    else

    {

        chip->ops.oobbuf = (uint8_t *)(buf+len);

//oob缓存的指针指向buf的后段,即oob数据区的起始地址。

        chip->ops.ooblen = mtd->oobsize;   

        oldopsmode = chip->ops.mode;

        chip->ops.mode = MTD_OOB_RAW;

//将写入模式改为直接书写oob区,即写入数据时,不进行ECC校验的计算和写入。

//yaffs映像的oob数据中,本身就带有ECC校验)

    }

#else

    chip->ops.oobbuf = NULL;

#endif

       //chip->ops.oobbuf = NULL;

       ret = nand_do_write_ops(mtd, to, &chip->ops);

       *retlen = chip->ops.retlen;

       nand_release_device(mtd);

#if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS) //add yaffs2 file system support

    chip->ops.mode = oldopsmode;
#endif

       return ret;

}

 

OK,对yaffs2支持的代码已修改完毕,重新编译u-boot并下载到nand中,启动开发板,在u-boot的命令行输入:nand help查看nand的命令,可以看到多了一个nand write[.yaffs2]的命令,这个就是用来下载yaffs2文件系统到nand中的命令了。

 

7)        使用nand write[.yaffs2]命令把事前制作好的yaffs2文件系统下载到Nand Flash

#tftp 0x33000000 172.20.223.63:rootfs.yaffs

 //tftpyaffs2文件系统下载到内存的0x33000000位置

 

#nand erase 0x350000 0x3cac000 

//擦除Nand的文件系统分区

 

#nand write.yaffs2 0x30000000 0x250000 0x658170

 //将内存中的yaffs2文件系统写入Nand的文件系统分区,注意这里的0x658170yaffs2文件系统的实际大小,且必须能被528整除才可以

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