如何编写linux下nand flash驱动(2)

上述的具体代码实现，可以去看

drivers\mtd\nand\nand_base.c中的nand_command_lp()函数中的代码：

 

/* Command latch cycle */

//对命令锁存，然后才能发送命令

         chip->cmd_ctrl(mtd, command & 0xff,

                          NAND_NCE | NAND_CLE | NAND_CTRL_CHANGE);

 

         if (column != -1 || page_addr != -1) {

                   int ctrl = NAND_CTRL_CHANGE | NAND_NCE | NAND_ALE;

 

//先发送2次col地址，构成整个列地址

                   /* Serially input address */

                   if (column != -1) {

                            /* Adjust columns for 16 bit buswidth */

                            if (chip->options & NAND_BUSWIDTH_16)

                                     column >>= 1;

                            chip->cmd_ctrl(mtd, column, ctrl);

                            ctrl &= ~NAND_CTRL_CHANGE;

                            chip->cmd_ctrl(mtd, column >> 8, ctrl);

                   }

//再发送3次row地址，构成整个行地址

                   if (page_addr != -1) {

                            chip->cmd_ctrl(mtd, page_addr, ctrl);

                            chip->cmd_ctrl(mtd, page_addr >> 8,

                                            NAND_NCE | NAND_ALE);

                            /* One more address cycle for devices > 128MiB */

                            if (chip->chipsize > (128 << 20))

                                     chip->cmd_ctrl(mtd, page_addr >> 16,

                                                      NAND_NCE | NAND_ALE);

                   }

         }

这样就可以定位到我们要操作的位置，进行操作了。

 

2.软件方面：

Linux驱动原理

具体内部很多实现，已经包含在drivers\mtd\nand\nand_base.c中了

【nand flash驱动加载识别nand类型过程】

在驱动加载的时候，会去调用：

nand_get_flash_type（）

其中，就会对nand的类型和其他相关参数进行检查。

1）  选中对应设备，如果此时只有一个nand 芯片，则此步可以省略

         /* Select the device */

         chip->select_chip(mtd, 0);

x

2）  发读命令，去读取设备类型代码

         /* Send the command for reading device ID */

         chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_READID, 0x00, -1);

3）  判断是哪个厂商的，哪个类型的flash

         /* Read manufacturer and device IDs */

         *maf_id = chip->read_byte(mtd);

         dev_id = chip->read_byte(mtd);

 

4）  在事先已经定义好的nand flash类型中查找属于何种厂商和型号

         /* Lookup the flash id */

         for (i = 0; nand_flash_ids[i].name != NULL; i++) {

                   if (dev_id == nand_flash_ids[i].id) {

                            type =  &nand_flash_ids[i];

                            break;

                   }

         }

 

5）  继续判断具体nand flash的各个参数，包括

芯片信息，Pagesize页大小，oobsize即oob的大小，blocksize块大小，buswidth总线宽度是8位还是16位。

 

如果页大小不是之前老的nand的512B，而是新的nand的2K或更大，则后面对应的发送给nand flash命令的的时候，调用的函数就由nand_command()变成nand_command_lp()了。

后者主要比前者多一发个命令：

chip->cmd_ctrl(mtd, column >> 8, ctrl);

即，多发一个列地址命令。

因为大页面（>2KB）的寻址需要2次column，而小页面（512B）只需要1次的列地址。

具体可以参考nand flash的datasheet。

 

6）  接着会做一些其他初始化操作，包括最后调用nand_set_defaults()去实现的默认函数的挂载，如果你的nand flash驱动没有实现的话，就是挂载默认的了。

 

 

【模块加载原理】

这个内容太大，此处只是简单说说。

驱动加载的功能主要是probe函数实现的，主要去识别设备的类型和各个参数，并且为设备的使用进行正常的初始化。

对应卸载时候执行的remove函数，施放对应的，之前申请的一些资源。

 

【MTD设备】

在Linux下，将nand Flash等设备归属到MTD设备下进行统一管理。

Mtd，即memory technology deveice，即将nand看出是存储设备来管理。

之所以会这么说和这么做，是因为前面提高的nand flash和普通硬盘等设备的特殊性：

IO接口，最小单位是页，写前需擦除等，导致了，不能像平常对待硬盘等操作一样去操作nand flash，只能采取一些特殊方法，这就诞生了mtd设备的统一抽象层，将nand flash，nor flash和其他类型的flash等设备，统一抽象成mtd设备来管理，根据这些设备的特点，上层实现了常见的操作函数封装，底层具体的内部实现，就需要驱动设计者自己来实现了。

 

MTD设备和硬盘设备之前的区别

HARD drives	MTD device
连续的扇区	连续的可擦除块
扇区都很小(512B,1024B)	可擦除块比较大 (32KB,128KB)
主要通过两个操作对其维护操作：读扇区，写扇区	主要通过三个操作对其维护操作：从擦除块中读，写入擦除块，擦写可擦除块
坏快被重新映射，并且被硬件隐藏起来了（至少是在如今常见的LBA硬盘设备中是如此）	坏的可擦除块没有被隐藏，软件中要处理对应的坏块问题。
HDD扇区没有擦写寿命超出的问题。	可擦除块是有擦除次数限制的，大概是104-105次.

 

【Linux下nand flash驱动编写步骤简介】

1.       了解硬件的nand flash的各个参数和工作原理

具体参考nand flash的datasheet，主要包括，自己nand flash的厂商，型号等。

Nand flash的页大小，oob大小，块大小，位宽8bit还是16bit。

工作原理，上面已经做了一定描述，不清楚的，可以参考datasheet，多看看，就会明白很多。

 

2.       按照linux下驱动编写规范编写nand flash驱动，

可以参考其他已经有的驱动，比如内核源码中已经有的

drivers\mtd\nand\s3c2410.c

就是个很好的例子。

自己以其为模板，实现自己板子的nand flash驱动。

其实主要工作就是，实现

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,

         },

};

中的

XXX_nand_probe函数

XXX_nand_remove函数

XXX_nand_enable_hwecc，如果支持硬件ecc的话。

对nand flash的读写，这两个函数，实现了对nand的具体操作。

 

【Linux下Nand Flash驱动编写简单步骤】

软件和硬件知识，都已经了解的话，由于上层的linux的 mtd框架中，已经完全封装好了，对nand flash的write page，write oob等相关函数的实现，那么剩下的只是相对来说已经是很少量的，关于nand 驱动具体内部操作方面的工作：

1.初始化

先是在nand 芯片初始化的时候，对其

XXX_nand_init_chip（）

给对应的芯片chip赋给对应的

XXX_nand_read_buf和XXX_nand_write_buf等函数：

                   chip->cmd_ctrl  = XXX_nand_hwcontrol;

                   chip->dev_ready = XXX_nand_devready;

                   chip->read_buf  = XXX_nand_read_buf;

                   chip->write_buf  = XXX_nand_write_buf;

以实现后续的对nand芯片的操作。

 

然后根据ecc类型，赋给对应的ecc的校验与纠错函数：

                          chip->ecc.hwctl     = XXX_nand_enable_hwecc;

                          chip->ecc.calculate = XXX _nand_calculate_ecc;

 

3.       实现上面提到的对应的各个函数，关于如何实现，参考一下其他nand驱动，就会理解很多了。

4.       驱动测试，参考具体的 ldd3（Linux Device Driver version 3）的测试相关部分内容。

 

说得很乱，希望对大家有些帮助。

 

【MTD设备驱动推荐文章】

关于mtd设备驱动，感兴趣的可以去参考

MTD原始设备与FLASH硬件驱动的对话

MTD原始设备与FLASH硬件驱动的对话-续

那里，算是比较详细地介绍了整个流程，方便大家理解整个mtd框架和nand flash驱动。

 

【引用文章】

Brief Intro of Nand Flash

Samsung K9F4G08U0M.pdf （Samsung Nand Flash 的Datasheet ，nand型号是K9F4G08U0M）

nand falsh read operation