2023年01月11日 | U-boot在S3C2440上的移植详解（五）

一、移植环境

• 主  机：VMWare--Fedora 9

• 开发板：Mini2440--64MB Nand,Kernel:2.6.30.4

• 编译器：arm-linux-gcc-4.3.2.tgz

• u-boot：u-boot-2009.08.tar.bz2

二、移植步骤

9）实现u-boot对yaffs/yaffs2文件系统下载的支持。

    注意：此篇对Nand的操作是基于MTD架构方式，在“u-boot-2009.08在2440上的移植详解（三）”中讲到过。

    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2个256B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Cramfs、Jffs2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-boot的Nand 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。

实现对Yaffs或者Yaffs2文件系统的读写支持步骤如下：

①、在include/configs/my2440.h头文件中定义一个管理对Yaffs2支持的宏和开启u-boot中对Nand Flash默认分区的宏，如下：

#gedit include/configs/my2440.h  //添加到文件末尾即可

#define CONFIG_MTD_NAND_YAFFS2   1 //定义一个管理对Yaffs2支持的宏

//开启Nand Flash默认分区，注意此处的分区要和你的内核中的分区保持一致
#define MTDIDS_DEFAULT "nand0=nandflash0"
#define MTDPARTS_DEFAULT "mtdparts=nandflash0:192k(bootloader)," 
                     "64k(params)," 
                     "2m(kernel)," 
                     "-(root)"

②、在原来对Nand操作的命令集列表中添加Yaffs2对Nand的写命令，如下：

接着，在该文件中对nand操作的do_nand函数中添加yaffs2对nand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);
        }

//添加yaffs2相关操作，注意该处又关联到nand_write_skip_bad函数

#if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS2)
        else if (s != NULL && (!strcmp(s, ".yaffs2")))
        {
            nand->rw_oob = 1;
            nand->skipfirstblk = 1;
            ret = nand_write_skip_bad(nand,off,&size,(u_char *)addr);
            nand->skipfirstblk = 0;
            nand->rw_oob = 0;
        }
#endif

        else if (!strcmp(s, ".oob"))
        {
            /* out-of-band data */
            mtd_oob_ops_t ops =
            {
                .oobbuf = (u8 *)addr,
                .ooblen = size,
                .mode = MTD_OOB_RAW
            };

            if (read)
                ret = nand->read_oob(nand, off, &ops);
            else
                ret = nand->write_oob(nand, off, &ops);
        }
        else
        {
            printf("Unknown nand command suffix '%s'.n", s);
            return 1;
        }

        printf(" %zu bytes %s: %sn", size, read ? "read" : "written", ret ? "ERROR" : "OK");

        return ret == 0 ? 0 : 1;
    }

③、在include/linux/mtd/mtd.h头文件的mtd_info结构体中添加上面用到rw_oob和skipfirstblk数据成员，如下：

#gedit include/linux/mtd/mtd.h   //在mtd_info结构体中添加

#if defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS2)
    u_char rw_oob;
    u_char skipfirstblk;
#endif
④、在第二步关联的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  //在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_YAFFS2) //add yaffs2 file system support
    if(nand->rw_oob==1)   
    {
        size_t oobsize = nand->oobsize;
        size_t datasize = nand->writesize;
        int datapages = 0;

        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 datan");
        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 arean");
        return -EINVAL;
    }

#if !defined(CONFIG_MTD_NAND_YAFFS2) //add yaffs2 file system support
    if (len_incl_bad == *length) {
        rval = nand_write (nand, offset, length, buffer);
        if (rval != 0)
            printf ("NAND write to offset %llx failed %dn",
                offset, rval);