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2010-04-07 09:30:46
今天学习了NandFlash的驱动，硬件操作非常简单，就是这个linux下的驱动比较复杂，主要还是MTD层的问题，用了一下午时间整理出来一份详细的分析，只是分析函数结构和调用关系，具体代码实现就不看了，里面有N个结构体，搞得我头大。
我用linux2.6.25内核，2440板子，先从启动信息入手。
内核启动信息，NAND部分：
S3C24XX NAND Driver, (c) 2004 Simtec Electronics
s3c2440-nand s3c2440-nand: Tacls=2, 20ns Twrph0=3 30ns, Twrph1=2 20ns
NAND device: Manufacturer ID: 0xec, Chip ID: 0x76 (Samsung NAND 64MiB 3,3V 8-bit)
Scanning device for bad blocks
Creating 3 MTD partitions on "NAND 64MiB 3,3V 8-bit":
0x00000000-0x00040000 : "boot"
0x0004c000-0x0024c000 : "kernel"
0x0024c000-0x03ffc000 : "yaffs2"
第一行，在driver/mtd/nand/s3c2410.c中第910行，s3c2410_nand_init函数：
printk("S3C24XX NAND Driver, (c) 2004 Simtec Electronics\n");
行二行，同一文件，第212行，s3c2410_nand_inithw函数：
dev_info(info->device, "Tacls=%d, %dns Twrph0=%d %dns, Twrph1=%d %dns\n", tacls, to_ns(tacls, clkrate), twrph0, to_ns(twrph0, clkrate), twrph1, to_ns(twrph1, clkrate));
第三行，在driver/mtd/nand/nand_base.c中第2346行，
printk(KERN_INFO "NAND device: Manufacturer ID:" " 0x%02x, Chip ID: 0x%02x (%s %s)\n", *maf_id, dev_id, nand_manuf_ids[maf_idx].name, type->name);
第四行，在driver/mtd/nand/nand_bbt.c中第380行，creat_bbt函数：
Printk(KERN INFO " Scanning device for bad blocks \n");
第五行，在driver/mtd/mtdpart.c中第340行，add_mtd_partitions函数：
printk (KERN_NOTICE "Creating %d MTD partitions on \"%s\":\n", nbparts, master->name);
下面三行，是flash分区表，也在mtdpart.c同一函数中，第430行：
printk (KERN_NOTICE "0x%08x-0x%08x : \"%s\"\n", slave->offset, slave->offset + slave->mtd.size, slave->mtd.name);
MTD体系结构：
在linux中提供了MTD（Memory Technology Device，内存技术设备）系统来建立Flash针对linux的统一、抽象的接口
引入MTD后，linux系统中的Flash设备驱动及接口可分为4层:
设备节点
MTD设备层
MTD原始设备层
硬件驱动层
硬件驱动层：Flash硬件驱动层负责底层硬件设备实际的读、写、擦除，Linux MTD设备的NAND型Flash驱动位于driver/mtd/nand子目录下
s3c2410对应的nand Flash驱动为s3c2410.c
MTD原始设备层：MTD原始设备层由两部分构成，一部分是MTD原始设备的通用代码，另一部分是各个特定Flash的数据，比如分区
主要构成的文件有：
drivers/mtd/mtdcore.c 支持mtd字符设备
driver/mtd/mtdpart.c 支持mtd块设备
MTD设备层：基于MTD原始设备，Linux系统可以定义出MTD的块设备（主设备号31) 和字符设备（设备号90），构成MTD设备层
简单的说就是：使用一个mtd层来作为具体的硬件设备驱动和上层文件系统的桥梁。mtd给出了系统中所有mtd设备（nand，nor，diskonchip）的统一组织方式。
mtd层用一个数组struct mtd_info *mtd_table[MAX_MTD_DEVICES]保存系统中所有的设备，mtd设备利用struct mtd_info 这个结构来描述，该结构中描述了存储设备的基本信息和具体操作所需要的内核函数，mtd系统的那个机制主要就是围绕这个结构来实现的。结构体在include/linux/mtd/mtd.h中定义：
struct mtd_info {
u_char type; //MTD 设备类型
u_int32_t flags; //MTD设备属性标志
u_int32_t size; //标示了这个mtd设备的大小
u_int32_t erasesize; //MTD设备的擦除单元大小，对于NandFlash来说就是Block的大小
u_int32_t oobblock; //oob区在页内的位置，对于512字节一页的nand来说是512
u_int32_t oobsize; //oob区的大小，对于512字节一页的nand来说是16
u_int32_t ecctype; //ecc校验类型
u_int32_t eccsize; //ecc的大小
char *name; //设备的名字
int index; //设备在MTD列表中的位置
struct nand_oobinfo oobinfo; //oob区的信息，包括是否使用ecc，ecc的大小
//以下是关于mtd的一些读写函数，将在nand_base中的nand_scan中重载
int (*erase)
int (*read)
int (*write)
int (*read_ecc)
int (*write_ecc)
int (*read_oob)
int (*read_oob)
void *priv;//设备私有数据指针，对于NandFlash来说指nand芯片的结构
下面看nand_chip结构，在include/linux/mtd/nand.h中定义：
struct nand_chip {
void __iomem *IO_ADDR_R; //这是nandflash的读写寄存器
void __iomem *IO_ADDR_W;
//以下都是nandflash的操作函数，这些函数将根据相应的配置进行重载
u_char (*read_byte)(struct mtd_info *mtd);
void (*write_byte)(struct mtd_info *mtd, u_char byte);
u16 (*read_word)(struct mtd_info *mtd);
void (*write_word)(struct mtd_info *mtd, u16 word);
void (*write_buf)(struct mtd_info *mtd, const u_char *buf, int len);
void (*read_buf)(struct mtd_info *mtd, u_char *buf, int len);
int (*verify_buf)(struct mtd_info *mtd, const u_char *buf, int len);
void (*select_chip)(struct mtd_info *mtd, int chip);
int (*block_bad)(struct mtd_info *mtd, loff_t ofs, int getchip);
int (*block_markbad)(struct mtd_info *mtd, loff_t ofs);
void (*hwcontrol)(struct mtd_info *mtd, int cmd);
int (*dev_ready)(struct mtd_info *mtd);
void (*cmdfunc)(struct mtd_info *mtd, unsigned command, int column, int page_addr);
int (*waitfunc)(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *this, int state);
int (*calculate_ecc)(struct mtd_info *mtd, const u_char *dat, u_char *ecc_code);
int (*correct_data)(struct mtd_info *mtd, u_char *dat, u_char *read_ecc, u_char *calc_ecc);
void (*enable_hwecc)(struct mtd_info *mtd, int mode);
void (*erase_cmd)(struct mtd_info *mtd, int page);
int (*scan_bbt)(struct mtd_info *mtd);
int eccmode; //ecc的校验模式（软件，硬件）
int chip_delay; //芯片时序延迟参数
int page_shift; //页偏移，对于512B/页的，一般是9
u_char *data_buf; //数据缓存区
