S3C2440 nand_flash驱动程序

2024-08-05 来源：cnblogs

一、一个简单的nand_flash驱动

1.定义nand_chip、mtd_info两个结构体

如上图所示：

nand_chip 结构体：是给nand_scan函数用的，而nand_scan函数提供了选中nand、发出命令、发出地址、发出数据、读取数据、判断状态等功能，所以nand_chip结构体上必须定义一系列实现上面功能能的函数，包括选中函数，负责发地址与命令的函数，以及判断状态的函数，最重要的就是io读取的虚拟地址。

mtd_info结构体：MTD（Memory Technology Device）即内存技术设在linux内核中，引入mtd层为NOR Flash和NAND Flash设备提供统一的接口，将文件系统于底层Flash存储设备进行了隔离。

MTD设备可以分为四层，从上到下依次为：设备节点层，MTD设备层，MTD原始设备层，Flash硬件驱动层。

Flash硬件驱动层：负责对Flash硬件的读、写和擦除操作。MTD设备的NAND flash芯片的驱动在drivers/mtd/nand目录下，nor flash芯片驱动位于drivers/mtd/chips目录下。

MTD原始设备层：用于描述MTD原始设备的数据结构体是mtd_info ，它定义了大量的关于MTD的数据和操作函数，其中mtdcore.c:实现原始设备接口的相关实现，mtdpart.c：实现mtd分区接口相关实现。

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)，其中mtdchar.c实现mtd字符设备接口相关实现，mtdblock.c用于实现块设备接口相关实现。

设备节点层：通过mknode在/dev子目录下建立MTD块设备节点,通过此设备节点即可访问MTD字符设备和块设备。

2.在init函数中初始化结构体

1 static int lhy_nand_init(void){

3 /* 1.分配一个nand_chip结构体 */

4 lhy_nand = kzalloc(sizeof(struct nand_chip), GFP_KERNEL);

5 /* 2.设置 */

6 /* 2.1设置nand_chip是给nand_scan函数用的，如果不知道怎么设置，先看nand_scan怎么用

7 * 它应该提供：选中，发命令，发地址，发数据，读数据，判断状态等功能

8 */

9 lhy_nand->select_chip = lhy_select_chip; //选中，芯片选择函数

10 lhy_nand->cmd_ctrl = lhy_nand_cmd_ctrl; //负责发送地址，命令

11 lhy_nand->IO_ADDR_R = 'NFDATA 的虚拟地址';

12 lhy_nand->IO_ADDR_R = 'NFDATA 的虚拟地址';

13 lhy_nand->dev_ready = lhy_dev_ready;

14 /* 3.硬件相关的操作 */

16 /* 4.使用nand_scan */

17 lhy_mtd = kzalloc(sizeof(struct mtd_info), GFP_KERNEL);

18 lhy_mtd->priv = lhy_nand; //私有数据为我们的nand_chip结构体

19 lhy_mtd->owner = THIS_MODULE;

21 nand_scan(lhy_mtd,1); //扫描识别nand flash，并且构造mtd，最大芯片个数为1

22 /* 5.add_mtd_partitions */

25 return 0;

26 }

3.实现上述方法：

1 /* 芯片选择 */

2 static void lhy_select_chip(struct mtd_info *mtd,int chipnr)

3 {

4 if(chipnr == -1){

5 /* 取消选中，NFCONT[1]设为0 */

6 }else{

7 /* 选中：NFCONT[1]设为1 */

8 }

9 }

10 //发送命令，地址，数据

11 static void lhy_nand_cmd_ctrl(struct mtd_info *mtd, int cmd, unsigned int ctrl)

12 {

13 if (ctrl & NAND_CLE){

14 /* 发命令： NFCMMD=dat*/

15 writeb(cmd, host->io_base + (1 << host->board->cle));

16 }else{

17 writeb(cmd, host->io_base + (1 << host->board->ale));

18 }

19 }

20 //判断状态

21 static int lhy_dev_ready(struct mtd_info *mtd)

22 {

23 return 'NFSTAT 的 bit[0]';

24 }

附上驱动程序nand_flash1：

1 /*

2 * 参考：linux-2.6.31driversmtdnands3c2410.c atmel_nand.c

3 */

5 #include

6 #include

7 #include

8 #include

9 #include

10 #include

11 #include

12 #include

13 #include

14 #include

15 #include

17 static struct nand_chip *lhy_nand;

18 static struct mtd_info *lhy_mtd; //定义一个mtd_info结构体

20 /* 芯片选择 */

21 static void lhy_select_chip(struct mtd_info *mtd,int chipnr)

22 {

23 if(chipnr == -1){

24 /* 取消选中，NFCONT[1]设为0 */

25 }else{

26 /* 选中：NFCONT[1]设为1 */

27 }

28 }

29 //发送命令，地址，数据

30 static void lhy_nand_cmd_ctrl(struct mtd_info *mtd, int cmd, unsigned int ctrl)

31 {

32 if (ctrl & NAND_CLE){

33 /* 发命令： NFCMMD=dat*/

34 writeb(cmd, host->io_base + (1 << host->board->cle));

35 }else{

36 writeb(cmd, host->io_base + (1 << host->board->ale));

37 }

38 }

39 //判断状态

40 static int lhy_dev_ready(struct mtd_info *mtd)

41 {

42 return 'NFSTAT 的 bit[0]';

43 }

45 static int lhy_nand_init(void){

47 /* 1.分配一个nand_chip结构体 */

48 lhy_nand = kzalloc(sizeof(struct nand_chip), GFP_KERNEL);

49 /* 2.设置 */

50 /* 2.1设置nand_chip是给nand_scan函数用的，如果不知道怎么设置，先看nand_scan怎么用

51 * 它应该提供：选中，发命令，发地址，发数据，读数据，判断状态等功能

52 */

53 lhy_nand->select_chip = lhy_select_chip; //选中，芯片选择函数

54 lhy_nand->cmd_ctrl = lhy_nand_cmd_ctrl; //负责发送地址，命令

55 lhy_nand->IO_ADDR_R = 'NFDATA 的虚拟地址';

56 lhy_nand->IO_ADDR_R = 'NFDATA 的虚拟地址';

57 lhy_nand->dev_ready = lhy_dev_ready;

58 /* 3.硬件相关的操作 */

60 /* 4.使用nand_scan */

61 lhy_mtd = kzalloc(sizeof(struct mtd_info), GFP_KERNEL);

62 lhy_mtd->priv = lhy_nand; //私有数据为我们的nand_chip结构体

63 lhy_mtd->owner = THIS_MODULE;

65 nand_scan(lhy_mtd,1); //扫描识别nand flash，并且构造mtd，最大芯片个数为1

66 /* 5.add_mtd_partitions */

69 return 0;

70 }

72 static void lhy_nand_exit(void){

73 if(lhy_nand)

74 kfree(lhy_nand);

75 if(lhy_mtd)

76 kfree(lhy_mtd);

77 }

79 module_init(lhy_nand_init);

80 module_exit(lhy_nand_exit);

81 MODULE_LICENSE('GPL');

84 /*

85 S3C2440 U-BOOT 的NAND操作

87 1.读取ID

88 选中 NFCONT的bit1设为0 md.1 0x4E000004 1; mw.1 0x4e000004 1

89 发出命令0x90 NFCMMD=0X90 mw.b 0x4E000008 0x90

90 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

91 读出数据得到0XEC val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

92 读数据得到device code val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

93 退出读ID状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff

95 2.读内容读0地址的数据

96 输入命令： nand dump 0 得到nand

98 选中 NFCONT的bit1设为0 md.1 0x4E000004 1; mw.1 0x4e000004 1

99 发出命令0x00 NFCMMD=0X00 mw.b 0x4E000008 0x00

100

101 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

102 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

103 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

104 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

105 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

106

107 发出命令0x30 NFCMMD=0X00 mw.b 0x4E000008 0x30

108

109 //接下来就是从0地址开始一个字节一个字节的读出数据，和前面nand dump 0 的数据一样

110 读出数据得到0x17 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

111 读出数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

112 读出数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

113

114 退出读状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff

115

116 3.NAND flash 驱动层次 Atmel_nand.c Mtdchar.c

117 块设备：知道怎么优化

118 NAND Flash协议：知道发什么来读写，擦除，识别

119 硬件相关：知道怎样发命令/地址，读写数据

120

121 硬件相关：

122 ①分配nand_chip 结构体

123 ②设置nand_chip

124 ③硬件相关设备

125 ④使用 nand_scan / add_mtd_partitions

126

127 */

二、完善前面的程序

1.定义芯片的内存地址，由于其地址是互相相连的所以我们可以使用结构体来省事。

//寄存器结构体

struct lhy_nand_regs{

unsigned long NFCONF ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x00)

unsigned long NFCONT ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x04)

unsigned long NFCMD ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x08)

unsigned long NFADDR ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x0C)

unsigned long NFDATA ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x10)

unsigned long NFECCD0 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x14)

unsigned long NFECCD1 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x18)

unsigned long NFECCD ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x1C)

unsigned long NFSTAT ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x20)

unsigned long NFESTAT0 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x24)

unsigned long NFESTAT1 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x28)

unsigned long NFMECC0 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x2C)

unsigned long NFMECC1 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x30)

unsigned long NFSECC ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x34)

unsigned long NFSBLK ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x38)

unsigned long NFEBLK ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x3C)

};

2.映射寄存器地址内存并其配置

static int lhy_nand_init(void){

/* 1.分配一个nand_chip结构体 */

lhy_nand = kzalloc(sizeof(struct nand_chip), GFP_KERNEL);

lhy_nand_regs = ioremap(0x4E000000,sizeof(struct lhy_nand_regs)); //映射寄存器

/* 2.设置 */

/* 2.1设置nand_chip是给nand_scan函数用的，如果不知道怎么设置，先看nand_scan怎么用

* 它应该提供：选中，发命令，发地址，发数据，读数据，判断状态等功能

lhy_nand->select_chip = lhy_select_chip; //选中，芯片选择函数

lhy_nand->cmd_ctrl = lhy_nand_cmd_ctrl; //负责发送地址，命令

lhy_nand->IO_ADDR_R = lhy_nand_regs->NFDATA; //读寄存器

lhy_nand->IO_ADDR_W = lhy_nand_regs->NFDATA; //写寄存器

lhy_nand->dev_ready = lhy_dev_ready; //判断状态

/* 3.硬件相关的操作根据nand flash的手册设置时间参数

* HCLK = 100MHz

* TACLS: 发出CLE/ALE之后多长时间发出nWE信号，从NAND手册可知CLE/ALE与nWE可以同时发出，所以TACLS=0

* TWRPH0: nWE的信号的脉冲宽度,HCLK *(TWPRH0 + 1)，从NAND手册可知它要>=12ns，所以TWRPH0>=1

* TWRPH1:表示nWE信号变为高电平后，CLE/ALE多长时间才能变为低电平，从手册可知他要>=5ns，所以TWRPH1>=0

#define TACLS 0

#define TWRPH0 1

#define TWRPH1 0

lhy_nand_regs->NFCONF |= (TACLS<<12) | (TWRPH0<<8) | (TWRPH1<<4);

/* NFCONT的bit1设为1,表示片选 */

lhy_nand_regs->NFCONT = (1<<1) | (1<<0);

/* 4.使用nand_scan */

lhy_mtd = kzalloc(sizeof(struct mtd_info), GFP_KERNEL);

lhy_mtd->priv = lhy_nand; //私有数据为我们的nand_chip结构体

lhy_mtd->owner = THIS_MODULE;

nand_scan(lhy_mtd,1); //扫描识别nand flash，并且构造mtd，最大芯片个数为1

/* 5.add_mtd_partitions */

return 0;

}

附上驱动程序nand_flash2：

1 /*

2 * 参考：linux-2.6.31driversmtdnands3c2410.c atmel_nand.c

3 */

5 #include

6 #include

7 #include

8 #include

9 #include

10 #include

11 #include

12 #include

13 #include

14 #include

15 #include

17 //寄存器结构体

18 struct lhy_nand_regs{

19 unsigned long NFCONF ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x00)

20 unsigned long NFCONT ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x04)

21 unsigned long NFCMD ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x08)

22 unsigned long NFADDR ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x0C)

23 unsigned long NFDATA ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x10)

24 unsigned long NFECCD0 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x14)

25 unsigned long NFECCD1 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x18)

26 unsigned long NFECCD ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x1C)

27 unsigned long NFSTAT ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x20)

28 unsigned long NFESTAT0 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x24)

29 unsigned long NFESTAT1 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x28)

30 unsigned long NFMECC0 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x2C)

31 unsigned long NFMECC1 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x30)

32 unsigned long NFSECC ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x34)

33 unsigned long NFSBLK ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x38)

34 unsigned long NFEBLK ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x3C)

35 };

37 static struct nand_chip *lhy_nand;

38 static struct mtd_info *lhy_mtd; //定义一个mtd_info结构体

39 static struct lhy_nand_regs *lhy_nand_res; //定义寄存器的结构体指针

41 /* 芯片选择 */

42 static void lhy_select_chip(struct mtd_info *mtd,int chipnr)

43 {

44 if(chipnr == -1){

45 /* 取消选中，NFCONT[1]设为0 */

46 lhy_nand_regs->NFCONT |= (1<<1);

47 }else{

48 /* 选中：NFCONT[1]设为1 */

49 lhy_nand_regs->NFCONT &= ~(1<<1);

50 }

51 }

52 //发送命令，地址，数据

53 static void lhy_nand_cmd_ctrl(struct mtd_info *mtd, int cmd, unsigned int ctrl)

54 {

55 if (ctrl & NAND_CLE){

56 /* 发命令： NFCMMD=dat*/

57 lhy_nand_regs->NFCMD = cmd;

58 }else{

59 writeb(cmd, host->io_base + (1 << host->board->ale));

60 lhy_nand_regs->NFADDR = cmd;

61 }

62 }

63 //判断状态

64 static int lhy_dev_ready(struct mtd_info *mtd)

65 {

66 return (lhy_nand_regs->NFSTAT & (1<<0));

67 }

69 static int lhy_nand_init(void){

71 /* 1.分配一个nand_chip结构体 */

72 lhy_nand = kzalloc(sizeof(struct nand_chip), GFP_KERNEL);

74 lhy_nand_regs = ioremap(0x4E000000,sizeof(struct lhy_nand_regs)); //映射寄存器

75 /* 2.设置 */

76 /* 2.1设置nand_chip是给nand_scan函数用的，如果不知道怎么设置，先看nand_scan怎么用

77 * 它应该提供：选中，发命令，发地址，发数据，读数据，判断状态等功能

78 */

79 lhy_nand->select_chip = lhy_select_chip; //选中，芯片选择函数

80 lhy_nand->cmd_ctrl = lhy_nand_cmd_ctrl; //负责发送地址，命令

81 lhy_nand->IO_ADDR_R = lhy_nand_regs->NFDATA; //读寄存器

82 lhy_nand->IO_ADDR_W = lhy_nand_regs->NFDATA; //写寄存器

83 lhy_nand->dev_ready = lhy_dev_ready; //判断状态

84 /* 3.硬件相关的操作根据nand flash的手册设置时间参数

85 * HCLK = 100MHz

86 * TACLS: 发出CLE/ALE之后多长时间发出nWE信号，从NAND手册可知CLE/ALE与nWE可以同时发出，所以TACLS=0

87 * TWRPH0: nWE的信号的脉冲宽度,HCLK *(TWPRH0 + 1)，从NAND手册可知它要>=12ns，所以TWRPH0>=1

88 * TWRPH1:表示nWE信号变为高电平后，CLE/ALE多长时间才能变为低电平，从手册可知他要>=5ns，所以TWRPH1>=0

89 */

90 #define TACLS 0

91 #define TWRPH0 1

92 #define TWRPH1 0

93 lhy_nand_regs->NFCONF |= (TACLS<<12) | (TWRPH0<<8) | (TWRPH1<<4);

95 /* NFCONT的bit1设为1,表示片选 */

96 lhy_nand_regs->NFCONT = (1<<1) | (1<<0);

97 /* 4.使用nand_scan */

98 lhy_mtd = kzalloc(sizeof(struct mtd_info), GFP_KERNEL);

99 lhy_mtd->priv = lhy_nand; //私有数据为我们的nand_chip结构体

100 lhy_mtd->owner = THIS_MODULE;

101

102 nand_scan(lhy_mtd,1); //扫描识别nand flash，并且构造mtd，最大芯片个数为1

103 /* 5.add_mtd_partitions */

104

105 return 0;

106 }

107

108 static void lhy_nand_exit(void){

109 if(lhy_nand)

110 kfree(lhy_nand);

111 if(lhy_mtd)

112 kfree(lhy_mtd);

113 if(lhy_nand_regs)

114 iounmap(lhy_nand_regs);

115 }

116

117 module_init(lhy_nand_init);

118 module_exit(lhy_nand_exit);

119 MODULE_LICENSE('GPL');

120

121

122 /*

123 S3C2440 U-BOOT 的NAND操作

124

125 1.读取ID

126 选中 NFCONT的bit1设为0 md.1 0x4E000004 1; mw.1 0x4e000004 1

127 发出命令0x90 NFCMMD=0X90 mw.b 0x4E000008 0x90

128 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

129 读出数据得到0XEC val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

130 读数据得到device code val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

131 退出读ID状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff

132

133 2.读内容读0地址的数据

134 输入命令： nand dump 0 得到nand

135

136 选中 NFCONT的bit1设为0 md.1 0x4E000004 1; mw.1 0x4e000004 1

137 发出命令0x00 NFCMMD=0X00 mw.b 0x4E000008 0x00

138

139 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

140 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

141 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

142 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

143 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

144

145 发出命令0x30 NFCMMD=0X00 mw.b 0x4E000008 0x30

146

147 //接下来就是从0地址开始一个字节一个字节的读出数据，和前面nand dump 0 的数据一样

148 读出数据得到0x17 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

149 读出数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

150 读出数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

151

152 退出读状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff

153

154 3.NAND flash 驱动层次 Atmel_nand.c Mtdchar.c

155 块设备：知道怎么优化

156 NAND Flash协议：知道发什么来读写，擦除，识别

157 硬件相关：知道怎样发命令/地址，读写数据

158

159 硬件相关：

160 ①分配nand_chip 结构体

161 ②设置nand_chip

162 ③硬件相关设备

163 ④使用 nand_scan / add_mtd_partitions

164

165

166 */

三、增加ECC校验码

前面的程序是可以直接用的，但是加载驱动时会报ECC校验错误。

在flash设备中，每一页都有64b是不参与编址的，这一块是不参与统一编址OBB(out of bank)。

原因：nand flash内存中，数据很容易发生位反转，为了防止数据发生错误，引入了ECC校验。

解决方案：写一页数据时，这一页的数据生成ECC校验码，然后把ECC校验码写入OBB中。

读取数据时：首先读取page，读OOB里的ECC，根据page的内容实时计算ECC，看是否与OOB中的

ECC相同，若是相同则说明数据没有错误，否则通过ECC校验码也可以算出是哪一位发生错误。

实现方法：可以设置为软件实现或者硬件实现，只要在nand_chip中的ECC结构体的mode中设置为NAND_ECC_SOFT，就是开启了软件ECC校验。

nand_chip->ecc.mode = NAND_ECC_SOFT; /*使能ECC校验码 enable ECC */

附上驱动程序nand_flash3.c

1 /*

2 * 参考：linux-2.6.31driversmtdnands3c2410.c atmel_nand.c

3 */

5 #include

6 #include

7 #include

8 #include

9 #include

10 #include

11 #include

12 #include

13 #include

14 #include

15 #include

17 //寄存器结构体

18 struct lhy_nand_regs{

19 unsigned long NFCONF ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x00)

20 unsigned long NFCONT ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x04)

21 unsigned long NFCMD ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x08)

22 unsigned long NFADDR ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x0C)

23 unsigned long NFDATA ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x10)

24 unsigned long NFECCD0 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x14)

25 unsigned long NFECCD1 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x18)

26 unsigned long NFECCD ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x1C)

27 unsigned long NFSTAT ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x20)

28 unsigned long NFESTAT0 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x24)

29 unsigned long NFESTAT1 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x28)

30 unsigned long NFMECC0 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x2C)

31 unsigned long NFMECC1 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x30)

32 unsigned long NFSECC ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x34)

33 unsigned long NFSBLK ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x38)

34 unsigned long NFEBLK ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x3C)

35 };

37 static struct nand_chip *lhy_nand;

38 static struct mtd_info *lhy_mtd; //定义一个mtd_info结构体

39 static struct lhy_nand_regs *lhy_nand_res; //定义寄存器的结构体指针

41 /* 芯片选择 */

42 static void lhy_select_chip(struct mtd_info *mtd,int chipnr)

43 {

44 if(chipnr == -1){

45 /* 取消选中，NFCONT[1]设为0 */

46 lhy_nand_regs->NFCONT |= (1<<1);

47 }else{

48 /* 选中：NFCONT[1]设为1 */

49 lhy_nand_regs->NFCONT &= ~(1<<1);

50 }

51 }

52 //发送命令，地址，数据

53 static void lhy_nand_cmd_ctrl(struct mtd_info *mtd, int cmd, unsigned int ctrl)

54 {

55 if (ctrl & NAND_CLE){

56 /* 发命令： NFCMMD=dat*/

57 lhy_nand_regs->NFCMD = cmd;

58 }else{

59 writeb(cmd, host->io_base + (1 << host->board->ale));

60 lhy_nand_regs->NFADDR = cmd;

61 }

62 }

63 //判断状态

64 static int lhy_dev_ready(struct mtd_info *mtd)

65 {

66 return (lhy_nand_regs->NFSTAT & (1<<0));

67 }

69 static int lhy_nand_init(void){

71 /* 1.分配一个nand_chip结构体 */

72 lhy_nand = kzalloc(sizeof(struct nand_chip), GFP_KERNEL);

74 lhy_nand_regs = ioremap(0x4E000000,sizeof(struct lhy_nand_regs)); //映射寄存器

75 /* 2.设置 */

76 /* 2.1设置nand_chip是给nand_scan函数用的，如果不知道怎么设置，先看nand_scan怎么用

77 * 它应该提供：选中，发命令，发地址，发数据，读数据，判断状态等功能

78 */

79 lhy_nand->select_chip = lhy_select_chip; //选中，芯片选择函数

80 lhy_nand->cmd_ctrl = lhy_nand_cmd_ctrl; //负责发送地址，命令

81 lhy_nand->IO_ADDR_R = lhy_nand_regs->NFDATA; //读寄存器

82 lhy_nand->IO_ADDR_W = lhy_nand_regs->NFDATA; //写寄存器

83 lhy_nand->dev_ready = lhy_dev_ready; //判断状态

84 nand_chip->ecc.mode = NAND_ECC_SOFT; /*使能ECC校验码 enable ECC */

86 /* 3.硬件相关的操作根据nand flash的手册设置时间参数

87 * HCLK = 100MHz

88 * TACLS: 发出CLE/ALE之后多长时间发出nWE信号，从NAND手册可知CLE/ALE与nWE可以同时发出，所以TACLS=0

89 * TWRPH0: nWE的信号的脉冲宽度,HCLK *(TWPRH0 + 1)，从NAND手册可知它要>=12ns，所以TWRPH0>=1

90 * TWRPH1:表示nWE信号变为高电平后，CLE/ALE多长时间才能变为低电平，从手册可知他要>=5ns，所以TWRPH1>=0

91 */

92 #define TACLS 0

93 #define TWRPH0 1

94 #define TWRPH1 0

95 lhy_nand_regs->NFCONF |= (TACLS<<12) | (TWRPH0<<8) | (TWRPH1<<4);

97 /* NFCONT的bit1设为1,表示片选 */

98 lhy_nand_regs->NFCONT = (1<<1) | (1<<0);

99 /* 4.使用nand_scan */

100 lhy_mtd = kzalloc(sizeof(struct mtd_info), GFP_KERNEL);

101 lhy_mtd->priv = lhy_nand; //私有数据为我们的nand_chip结构体

102 lhy_mtd->owner = THIS_MODULE;

103

104 nand_scan(lhy_mtd,1); //扫描识别nand flash，并且构造mtd，最大芯片个数为1

105 /* 5.add_mtd_partitions 添加分区 */

106 //add_mtd_partitions(tiny_nand_mtd, tiny_nand_part, 3);

107 return 0;

108 }

109

110 static void lhy_nand_exit(void){

111 if(lhy_nand)

112 kfree(lhy_nand);

113 if(lhy_mtd)

114 kfree(lhy_mtd);

115 if(lhy_nand_regs)

116 iounmap(lhy_nand_regs);

117 }

118

119 module_init(lhy_nand_init);

120 module_exit(lhy_nand_exit);

121 MODULE_LICENSE('GPL');

122

123

124 /*

125 S3C2440 U-BOOT 的NAND操作

126

127 1.读取ID

128 选中 NFCONT的bit1设为0 md.1 0x4E000004 1; mw.1 0x4e000004 1

129 发出命令0x90 NFCMMD=0X90 mw.b 0x4E000008 0x90

130 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

131 读出数据得到0XEC val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

132 读数据得到device code val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

133 退出读ID状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff

134

135 2.读内容读0地址的数据

136 输入命令： nand dump 0 得到nand

137

138 选中 NFCONT的bit1设为0 md.1 0x4E000004 1; mw.1 0x4e000004 1

139 发出命令0x00 NFCMMD=0X00 mw.b 0x4E000008 0x00

140

141 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

142 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

143 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

144 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

145 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

146

147 发出命令0x30 NFCMMD=0X00 mw.b 0x4E000008 0x30

148

149 //接下来就是从0地址开始一个字节一个字节的读出数据，和前面nand dump 0 的数据一样

150 读出数据得到0x17 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

151 读出数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

152 读出数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

153

154 退出读状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff

155

156 3.NAND flash 驱动层次 Atmel_nand.c Mtdchar.c

157 块设备：知道怎么优化

158 NAND Flash协议：知道发什么来读写，擦除，识别

159 硬件相关：知道怎样发命令/地址，读写数据

160

161 硬件相关：

162 ①分配nand_chip 结构体

163 ②设置nand_chip

164 ③硬件相关设备

165 ④使用 nand_scan / add_mtd_partitions

166

167

168 4.ECC校验码 64byte的OOB内存

169 flash每一页都有64B不参与编址，被称为OOB(out of bank)

170 原因是，nand flash的内存中，数据很容易发生位反转，为了防止数据出错，引入了ECC校验，

171 解决：①写一页的数据 ②用这一页的内容生成ECC校验码 ③把ECC校验码写入OOB中

172 读取：①读page ②读OOB里的ECC ③根据page的内容算ECC

173 ④将算的ECC校验码和读取OOB中的校验码进行校验和校准，可以算出哪一位发生错误。

174 ECC校验码生成：可以硬件也可以软件

175

176 */

四、增加分区挂接

要增加分区的话，首先要定义mtd_partition结构体，里面定义了分区的名字，起始地址，以及分区的大小等参数。

1 //定义nand flash的分区

2 static struct mtd_partition lhy_nand_part[] = {

3 [0] = {

4 .name = 'bootloader',

5 .size = 0x40000,

6 .offset = 0,

7 },

8 [1] = {

9 .name = 'params',

10 .offset = MTDPART_OFS_APPEND, //大小紧跟真前面这个分区

11 .size = 0x20000,

12 },

13 [2] = {

14 .name = 'kernel',

15 .offset = MTDPART_OFS_APPEND, //大小紧跟真前面这个分区

16 .size = 0x200000,

17 },

18 [3] = {

19 .name = 'root',

20 .offset = MTDPART_OFS_APPEND,

21 .size = MTDPART_SIZ_FULL, //剩余的所有大小

22 },

23 };

接着就是在init函数中添加分区结构体。

1 /* 5.add_mtd_partitions 添加分区 */

2 //如果想整块flash只作为一个分区，使用add_mtd_device就够了

3 //add_mtd_device(lhy_mtd);

4 //如果要创建多个分区的话，那么就要使用add_mtd_partitions

5 add_mtd_partitions(lhy_nand_mtd, lhy_nand_part, 3);

附上驱动程序nand_flash4.c

1 /*

2 * 参考：linux-2.6.31driversmtdnands3c2410.c atmel_nand.c

3 */

5 #include

6 #include

7 #include

8 #include

9 #include

10 #include

11 #include

12 #include

13 #include

14 #include

15 #include

17 //寄存器结构体

18 struct lhy_nand_regs{

19 unsigned long NFCONF ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x00)

20 unsigned long NFCONT ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x04)

21 unsigned long NFCMD ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x08)

22 unsigned long NFADDR ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x0C)

23 unsigned long NFDATA ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x10)

24 unsigned long NFECCD0 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x14)

25 unsigned long NFECCD1 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x18)

26 unsigned long NFECCD ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x1C)

27 unsigned long NFSTAT ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x20)

28 unsigned long NFESTAT0 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x24)

29 unsigned long NFESTAT1 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x28)

30 unsigned long NFMECC0 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x2C)

31 unsigned long NFMECC1 ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x30)

32 unsigned long NFSECC ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x34)

33 unsigned long NFSBLK ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x38)

34 unsigned long NFEBLK ; //偏移地址： S3C2410_NFREG(0x3C)

35 };

37 static struct nand_chip *lhy_nand;

38 static struct mtd_info *lhy_mtd; //定义一个mtd_info结构体

39 static struct lhy_nand_regs *lhy_nand_res; //定义寄存器的结构体指针

41 //定义nand flash的分区

42 static struct mtd_partition lhy_nand_part[] = {

43 [0] = {

44 .name = 'bootloader',

45 .size = 0x40000,

46 .offset = 0,

47 },

48 [1] = {

49 .name = 'params',

50 .offset = MTDPART_OFS_APPEND, //大小紧跟真前面这个分区

51 .size = 0x20000,

52 },

53 [2] = {

54 .name = 'kernel',

55 .offset = MTDPART_OFS_APPEND, //大小紧跟真前面这个分区

56 .size = 0x200000,

57 },

58 [3] = {

59 .name = 'root',

60 .offset = MTDPART_OFS_APPEND,

61 .size = MTDPART_SIZ_FULL, //剩余的所有大小

62 },

63 };

65 /* 芯片选择 */

66 static void lhy_select_chip(struct mtd_info *mtd,int chipnr)

67 {

68 if(chipnr == -1){

69 /* 取消选中，NFCONT[1]设为0 */

70 lhy_nand_regs->NFCONT |= (1<<1);

71 }else{

72 /* 选中：NFCONT[1]设为1 */

73 lhy_nand_regs->NFCONT &= ~(1<<1);

74 }

75 }

76 //发送命令，地址，数据

77 static void lhy_nand_cmd_ctrl(struct mtd_info *mtd, int cmd, unsigned int ctrl)

78 {

79 if (ctrl & NAND_CLE){

80 /* 发命令： NFCMMD=dat*/

81 lhy_nand_regs->NFCMD = cmd;

82 }else{

83 writeb(cmd, host->io_base + (1 << host->board->ale));

84 lhy_nand_regs->NFADDR = cmd;

85 }

86 }

87 //判断状态

88 static int lhy_dev_ready(struct mtd_info *mtd)

89 {

90 return (lhy_nand_regs->NFSTAT & (1<<0));

91 }

93 static int lhy_nand_init(void){

95 /* 1.分配一个nand_chip结构体 */

96 lhy_nand = kzalloc(sizeof(struct nand_chip), GFP_KERNEL);

98 lhy_nand_regs = ioremap(0x4E000000,sizeof(struct lhy_nand_regs)); //映射寄存器

99 /* 2.设置 */

100 /* 2.1设置nand_chip是给nand_scan函数用的，如果不知道怎么设置，先看nand_scan怎么用

101 * 它应该提供：选中，发命令，发地址，发数据，读数据，判断状态等功能

102 */

103 lhy_nand->select_chip = lhy_select_chip; //选中，芯片选择函数

104 lhy_nand->cmd_ctrl = lhy_nand_cmd_ctrl; //负责发送地址，命令

105 lhy_nand->IO_ADDR_R = lhy_nand_regs->NFDATA; //读寄存器

106 lhy_nand->IO_ADDR_W = lhy_nand_regs->NFDATA; //写寄存器

107 lhy_nand->dev_ready = lhy_dev_ready; //判断状态

108 nand_chip->ecc.mode = NAND_ECC_SOFT; /*使能软件ECC校验码 enable ECC */

109

110 /* 3.硬件相关的操作根据nand flash的手册设置时间参数

111 * HCLK = 100MHz

112 * TACLS: 发出CLE/ALE之后多长时间发出nWE信号，从NAND手册可知CLE/ALE与nWE可以同时发出，所以TACLS=0

113 * TWRPH0: nWE的信号的脉冲宽度,HCLK *(TWPRH0 + 1)，从NAND手册可知它要>=12ns，所以TWRPH0>=1

114 * TWRPH1:表示nWE信号变为高电平后，CLE/ALE多长时间才能变为低电平，从手册可知他要>=5ns，所以TWRPH1>=0

115 */

116 #define TACLS 0

117 #define TWRPH0 1

118 #define TWRPH1 0

119 lhy_nand_regs->NFCONF |= (TACLS<<12) | (TWRPH0<<8) | (TWRPH1<<4);

120

121 /* NFCONT的bit1设为1,表示片选 */

122 lhy_nand_regs->NFCONT = (1<<1) | (1<<0);

123 /* 4.使用nand_scan */

124 lhy_mtd = kzalloc(sizeof(struct mtd_info), GFP_KERNEL);

125 lhy_mtd->priv = lhy_nand; //私有数据为我们的nand_chip结构体

126 lhy_mtd->owner = THIS_MODULE;

127

128 nand_scan(lhy_mtd,1); //扫描识别nand flash，并且构造mtd，最大芯片个数为1

129 /* 5.add_mtd_partitions 添加分区 */

130 //如果想整块flash只作为一个分区，使用add_mtd_device就够了

131 //add_mtd_device(lhy_mtd);

132 //如果要创建多个分区的话，那么就要使用add_mtd_partitions

133 add_mtd_partitions(lhy_nand_mtd, lhy_nand_part, 3);

134 return 0;

135 }

136

137 static void lhy_nand_exit(void){

138 del_mtd_partitions(lhy_nand_mtd);

139 if(lhy_nand)

140 kfree(lhy_nand);

141 if(lhy_mtd)

142 kfree(lhy_mtd);

143 if(lhy_nand_regs)

144 iounmap(lhy_nand_regs);

145 }

146

147 module_init(lhy_nand_init);

148 module_exit(lhy_nand_exit);

149 MODULE_LICENSE('GPL');

150

151

152 /*

153 S3C2440 U-BOOT 的NAND操作

154

155 1.读取ID

156 选中 NFCONT的bit1设为0 md.1 0x4E000004 1; mw.1 0x4e000004 1

157 发出命令0x90 NFCMMD=0X90 mw.b 0x4E000008 0x90

158 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

159 读出数据得到0XEC val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

160 读数据得到device code val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

161 退出读ID状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff

162

163 2.读内容读0地址的数据

164 输入命令： nand dump 0 得到nand

165

166 选中 NFCONT的bit1设为0 md.1 0x4E000004 1; mw.1 0x4e000004 1

167 发出命令0x00 NFCMMD=0X00 mw.b 0x4E000008 0x00

168

169 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

170 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

171 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

172 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

173 发出地址0x00 NFADD=0X00 mw.b 0x4E00000c 0x00

174

175 发出命令0x30 NFCMMD=0X00 mw.b 0x4E000008 0x30

176

177 //接下来就是从0地址开始一个字节一个字节的读出数据，和前面nand dump 0 的数据一样

178 读出数据得到0x17 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

179 读出数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

180 读出数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1

181

182 退出读状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff

183

184 3.NAND flash 驱动层次 Atmel_nand.c Mtdchar.c

185 块设备：知道怎么优化

186 NAND Flash协议：知道发什么来读写，擦除，识别

187 硬件相关：知道怎样发命令/地址，读写数据

188

189 硬件相关：

190 ①分配nand_chip 结构体

191 ②设置nand_chip

192 ③硬件相关设备

193 ④使用 nand_scan / add_mtd_partitions

194

195

196 4.ECC校验码 64byte的OOB内存

197 flash每一页都有64B不参与编址，被称为OOB(out of bank)

198 原因是，nand flash的内存中，数据很容易发生位反转，为了防止数据出错，引入了ECC校验，

199 解决：①写一页的数据 ②用这一页的内容生成ECC校验码 ③把ECC校验码写入OOB中

200 读取：①读page ②读OOB里的ECC ③根据page的内容算ECC

201 ④将算的ECC校验码和读取OOB中的校验码进行校验和校准，可以算出哪一位发生错误。

202 ECC校验码生成：可以硬件也可以软件

203

204 5.测试3th

205 nfs挂载

206

207 1.去掉内核自带的NAND FLASH驱动

208 -->Device Drivers

209 -->Memory Technology Device (MTD) support

210 -->NAND Device Support

211 < > NAND Flash support for s3c2410 SoC

212 make uImage

213 2.保存以前的根文件系统的bootargs

214 nfs 30000000 192.168.1.5:/work/nfs_root/uImage_nonand

215 set bootargs console=ttySAC0 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.105:/work/nfs_root/first_fs ip=192.168.1.17:192.168.1.5:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0:off

216

217 3.ls /dev/mtd* //没有分区

218 4.insmod lhy_nand.ko

219 5.ls /dev/mtd* //四个分区，总共有四对设备节点，只读与可写

220 6.格式化nand flash，工具：mtd_utils-06.7.23.tar.bz2

221 进入utils目录，修改Makefile,#CROSS=ARM-linux 修改为 CROSS=ARM-linux，把#号去掉

222 make

223 7.cp flash_erase flash_eraseall 拷贝到网络文件系统即可

224 8.flah_eraseall /dev/mtd2

225 9.挂接mount -t yaffs /dev/mtdblock3 /mnt/，可以在里面创建文件

226 10.接着重新启动开发板，重新装载模块，挂接，看看文件是否还在里面

227