Nand Flash驱动程序编写

NAND FLASH是一个存储芯片那么: 这样的操作很合理"读地址A的数据，把数据B写到地址A"问1. 原理图上NAND FLASH和S3C2440之间只有数据线，怎么传输地址？答1．在DATA0～DATA7上既传输数据，又传输地址当ALE为高电平时传输的是地址，问2. 从NAND FLASH芯片手册可知，要操作NAND FLASH需要先发出命令怎么传入命令？答2．在DATA0～DATA7上既传输数据，又传输地址，也传输命令当ALE为高电平时传输的是地址，当CLE为高电平时传输的是命令当ALE和CLE都为低电平时传输的是数据问3. 数据线既接到NAND FLASH，也接到NOR FLASH，还接到SDRAM、DM9000等等那么怎么避免干扰？答3. 这些设备，要访问之必须"选中"，没有选中的芯片不会工作，相当于没接一样问4. 假设烧写NAND FLASH，把命令、地址、数据发给它之后， NAND FLASH肯定不可能瞬间完成烧写的，怎么判断烧写完成？答4. 通过状态引脚RnB来判断：它为高电平表示就绪，它为低电平表示正忙问5. 怎么操作NAND FLASH呢？答5. 根据NAND FLASH的芯片手册，一般的过程是：发出命令发出地址发出数据/读数据 NAND FLASH S3C2440发命令选中芯片 CLE设为高电平 NFCMMD=命令值在DATA0~DATA7上输出命令值发出一个写脉冲发地址选中芯片 NFADDR=地址值 ALE设为高电平在DATA0~DATA7上输出地址值发出一个写脉冲发数据选中芯片 NFDATA=数据值 ALE,CLE设为低电平在DATA0~DATA7上输出数据值发出一个写脉冲读数据选中芯片 val=NFDATA 发出读脉冲读DATA0~DATA7的数据用UBOOT来体验NAND FLASH的操作：1. 读ID S3C2440 u-boot选中 NFCONT的bit1设为0 md.l 0x4E000004 1; mw.l 0x4E000004 1发出命令0x90 NFCMMD=0x90 mw.b 0x4E000008 0x90发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00读数据得到0xEC val=NFDATA md.b 0x4E000010 1读数据得到device code val=NFDATA md.b 0x4E000010 1 0xda退出读ID的状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff 2. 读内容: 读0地址的数据使用UBOOT命令:nand dump 0Page 00000000 dump: 17 00 00 ea 14 f0 9f e5 14 f0 9f e5 14 f0 9f e5 S3C2440 u-boot选中 NFCONT的bit1设为0 md.l 0x4E000004 1; mw.l 0x4E000004 1发出命令0x00 NFCMMD=0x00 mw.b 0x4E000008 0x00发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00发出命令0x30 NFCMMD=0x30 mw.b 0x4E000008 0x30读数据得到0x17 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1读数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1读数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1读数据得到0xea val=NFDATA md.b 0x4E000010 1退出读状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xffNAND FLASH驱动程序层次看内核启动信息S3C24XX NAND Driver, （c） 2004 Simtec Electronicss3c2440-nand s3c2440-nand: Tacls=3, 30ns Twrph0=7 70ns, Twrph1=3 30nsNAND device: Manufacturer ID: 0xec, Chip ID: 0xda （Samsung NAND 256MiB 3,3V 8-bit）Scanning device for bad blocksBad eraseblock 256 at 0x02000000Bad eraseblock 257 at 0x02020000Bad eraseblock 319 at 0x027e0000Bad eraseblock 606 at 0x04bc0000Bad eraseblock 608 at 0x04c00000Creating 4 MTD partitions on "NAND 256MiB 3,3V 8-bit":0x00000000-0x00040000 : "bootloader"0x00040000-0x00060000 : "params"0x00060000-0x00260000 : "kernel"0x00260000-0x10000000 : "root"搜"S3C24XX NAND Driver"S3c2410.c （driversmtd and）s3c2410_nand_inithws3c2410_nand_init_chipnand_scan // drivers/mtd/nand/nand_base.c 根据nand_chip的底层操作函数识别NAND FLASH，构造mtd_info nand_scan_ident nand_set_defaults if （！chip->select_chip） chip->select_chip = nand_select_chip; // 默认值不适用 if （chip->cmdfunc == NULL） chip->cmdfunc = nand_command; chip->cmd_ctrl（mtd, command, ctrl）; if （！chip->read_byte） chip->read_byte = nand_read_byte; readb（chip->IO_ADDR_R）; if （chip->waitfunc == NULL） chip->waitfunc = nand_wait; chip->dev_ready nand_get_flash_type chip->select_chip（mtd, 0）; chip->cmdfunc（mtd, NAND_CMD_READID, 0x00, -1）; *maf_id = chip->read_byte（mtd）; dev_id = chip->read_byte（mtd）; nand_scan_tail mtd->erase = nand_erase; mtd->read = nand_read; mtd->write = nand_write; s3c2410_nand_add_partition add_mtd_partitions add_mtd_device list_for_each（this, &mtd_notifiers） { // 问. mtd_notifiers在哪设置 // 答. drivers/mtd/mtdchar.c,mtd_blkdev.c调用register_mtd_user struct mtd_notifier *not = list_entry（this, struct mtd_notifier, list）; not->add（mtd）; // mtd_notify_add 和 blktrans_notify_add 先看字符设备的mtd_notify_add class_device_create class_device_create 再看块设备的blktrans_notify_add list_for_each（this, &blktrans_majors） { // 问. blktrans_majors在哪设置 // 答. driversmtdmdblock.c或mtdblock_ro.c register_mtd_blktrans struct mtd_blktrans_ops *tr = list_entry（this, struct mtd_blktrans_ops, list）; tr->add_mtd（tr, mtd）; mtdblock_add_mtd （driversmtdmdblock.c） add_mtd_blktrans_dev alloc_disk gd->queue = tr->blkcore_priv->rq; // tr->blkcore_priv->rq = blk_init_queue（mtd_blktrans_request, &tr->blkcore_priv->queue_lock）; add_disk 测试4th:1. make menuconfig去掉内核自带的NAND FLASH驱动-> Device Drivers -> Memory Technology Device （MTD） support -> NAND Device Support < > NAND Flash support for S3C2410/S3C2440 SoC2. make uImage 使用新内核启动, 并且使用NFS作为根文件系统3. insmod s3c_nand.ko4. 格式化（参考下面编译工具） flash_eraseall /dev/mtd3 // yaffs 5. 挂接 mount -t yaffs /dev/mtdblock3 /mnt6. 在/mnt目录下建文件编译工具：1. tar xjf mtd-utils-05.07.23.tar.bz22. cd mtd-utils-05.07.23/util修改Makefile:#CROSS=arm-linux-改为CROSS=arm-linux-3. make4. cp flash_erase flash_eraseall /work/nfs_root/first_fs/bin/<br><br><br>

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struct nand_chip {
/*8 位NAND 芯片的读写地址*/
void __iomem *IO_ADDR_R;
void __iomem *IO_ADDR_W;uint8_t （*read_byte）（struct mtd_info *mtd）;
u16 （*read_word）（struct mtd_info *mtd）;void （*write_buf）（struct mtd_info *mtd, const uint8_t *buf, int len）;
void （*read_buf）（struct mtd_info *mtd, uint8_t *buf, int len）;
/*读取数据并验证*/
int （*verify_buf）（struct mtd_info *mtd, const uint8_t *buf, int len）;
/*选定芯片*/
void （*select_chip）（struct mtd_info *mtd, int chip）;
/*检查坏块*/
int （*block_bad）（struct mtd_info *mtd, loff_t ofs, int getchip）;
/*mark（标记）bad block*/
int （*block_markbad）（struct mtd_info *mtd, loff_t ofs）;
/*发送命令/地址*/
void （*cmd_ctrl）（struct mtd_info *mtd, int dat,unsigned int ctrl）;
/*读取芯片状态*/
int （*dev_ready）（struct mtd_info *mtd）;
/*发送命令*/
void （*cmdfunc）（struct mtd_info *mtd, unsigned command, int column, int page_addr）;
/*等待就绪*/
int （*waitfunc）（struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *this）;
/*擦除命令函数*/
void （*erase_cmd）（struct mtd_info *mtd, int page）;
/*扫描坏块表*/
int （*scan_bbt）（struct mtd_info *mtd）;
int （*errstat）（struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *this, int state, int status, int page）;
/*高级页面写功能*/
int （*write_page）（struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *chip,const uint8_t *buf, int page, int cached, int raw）;int chip_delay;
struct nand_ecc_ctrl ecc;
struct nand_buffers *buffers;
...................
};
struct nand_ecc_ctrl {
nand_ecc_modes_t mode;
int steps;
int size;
int bytes;
int total;
int prepad;
int postpad;
struct nand_ecclayout *layout;/*hwctl函数：
*这个函数用来控制硬件产生ecc
*其实它主要的工作就是控制NAND controller 向 NAND 芯片发出NAND_ECC_READ 、NAND_ECC_WRITE 和NAND_ECC_READSYN *等命令，与struct nand_chip 结构体中的cmdfunc 类似
*/
void （*hwctl）（struct mtd_info *mtd, int mode）;/*根据data 计算ecc 值*/
int （*calculate）（struct mtd_info *mtd,const uint8_t *dat,uint8_t *ecc_code）;
/*根据ecc 值，判断读写数据时是否有错误发生，若有错，则立即试着纠正，纠正失败则返回错误*/
int （*correct）（struct mtd_info *mtd, uint8_t *dat,uint8_t *read_ecc,uint8_t *calc_ecc）;
/*read_page_raw write_page_raw函数
*从NAND 芯片中读取一个page 的原始数据和向NAND 芯片写入一个page 的原始数据，所谓的原始数据，即不对读写的数据做ecc处理 *该读写什么值就读写什么值。另外，这两个函数会读写整个page 中的所有内容，即不但会读写一个page 中MAIN部分，还会读写OOB 部分。
*/
int （*read_page_raw）（struct mtd_info *mtd,struct nand_chip *chip,uint8_t *buf）;
void （*write_page_raw）（struct mtd_info *mtd,struct nand_chip *chip,const uint8_t *buf）;/*
*read_page 和write_page 在读写过程中会加入ecc 的计算，校验，和纠正等处理。
*/
int （*read_page）（struct mtd_info *mtd,struct nand_chip *chip,uint8_t *buf）;
void （*write_page）（struct mtd_info *mtd,struct nand_chip *chip,const uint8_t *buf）;/*
*读写oob 中的内容，不包括MAIN 部分。
*/
int （*read_oob）（struct mtd_info *mtd,struct nand_chip *chip,int page,int sndcmd）;
int （*write_oob）（struct mtd_info *mtd,struct nand_chip *chip,int page）;
};
其实，以上提到的这几个read_xxx 和write_xxx 函数，最终都会调用struct nand_chip 中的read_buf 和write_buf 这两个函数，所以如果没有特殊需求的话，我认为不必自己实现，使用MTD 提供的default 的函数即可。--------------------------------------------------------#include <linux/module.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/ioport.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/clk.h>#include <linux/mtd/mtd.h>
#include <linux/mtd/nand.h>
#include <linux/mtd/nand_ecc.h>
#include <linux/mtd/partitions.h>#include <asm/io.h>#include <asm/arch/regs-nand.h>
#include <asm/arch/nand.h>struct s3c_nand_regs {
unsigned long nfconf ;
unsigned long nfcont ;
unsigned long nfcmd ;
unsigned long nfaddr ;
unsigned long nfdata ;
unsigned long nfeccd0 ;
unsigned long nfeccd1 ;
unsigned long nfeccd ;
unsigned long nfstat ;
unsigned long nfestat0;
unsigned long nfestat1;
unsigned long nfmecc0 ;
unsigned long nfmecc1 ;
unsigned long nfsecc ;
unsigned long nfsblk ;
unsigned long nfeblk ;
};static struct nand_chip *s3c_nand_chip;
static struct mtd_info *s3c_mtd;
static struct s3c_nand_regs *s3c_nand_regs;static struct mtd_partition s3c_nand_parts[] = {
[0] = {
.name = "bootloader",
.size = 0x00040000,
.offset = 0,
},
[1] = {
.name = "params",
.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
.size = 0x00020000,
},
[2] = {
.name = "kernel",
.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
.size = 0x00200000,
},
[3] = {
.name = "root",
.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
.size = MTDPART_SIZ_FULL,
}
};
/*判断忙*/
static int s3c_dev_ready（struct mtd_info *mtd）
{
/*返回"NFSTAT的bit[0]";*/
return （s3c_nand_regs->nfstat & （1<<0））;
}static void s3c_cmd_ctrl（struct mtd_info *mtd, int dat,unsigned int ctrl）
{ if （ctrl & NAND_CLE）
{
/* 发命令: NFCMMD=dat */
s3c_nand_regs->nfcmd = dat;
//writeb（cmd, host->io_base + （1 << host->board->cle））;/*命令*/
}
else
{
/* 发地址: NFADDR=dat */
s3c_nand_regs->nfaddr = dat;
//writeb（cmd, host->io_base + （1 << host->board->ale））;/*地址*/
}
}
static void s3c_select_chip（struct mtd_info *mtd, int chip）
{
if（chip ==-1）
{
/*表示取消选中 NFCONT[1]设为1 */
s3c_nand_regs->nfcont |=（1<<1）;
}
else
{
s3c_nand_regs->nfcont &=~（1<<1）;
/*选中芯片 NFCONT[1]设为0 */
}
}
static int s3c_nand_init（void）
{ struct clk *clk;

/*1.分配一个nand_chip结构体*/
s3c_nand_chip = kzalloc（sizeof（struct nand_chip）, GFP_KERNEL）;

s3c_nand_regs = ioremap（0x4E000000, sizeof（struct s3c_nand_regs））;

/*2.设置nandc_chip结构体*/
s3c_nand_chip->IO_ADDR_R = &s3c_nand_regs->nfdata;
s3c_nand_chip->IO_ADDR_W = &s3c_nand_regs->nfdata;
s3c_nand_chip->cmd_ctrl = s3c_cmd_ctrl;
s3c_nand_chip->dev_ready = s3c_dev_ready;
s3c_nand_chip->select_chip = s3c_select_chip;
s3c_nand_chip->ecc.mode = NAND_ECC_SOFT;
//s3c_nand_chip->chip_delay = 20; /* 使能NAND FLASH控制器的时钟 */
clk = clk_get（NULL, "nand"）;
clk_enable（clk）; /* CLKCON"bit[4] */
/*初始化nand控制器设置寄存器*/
#define TACLS 0
#define TWRPH0 3
#define TWRPH1 0
/* HCLK=100MHz
* TACLS: 发出CLE/ALE之后多长时间才发出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的脉冲宽度, HCLK x （ TWRPH0 + 1 ）, 从NAND手册可知它要>=12ns, 所以TWRPH0>=1
* TWRPH1: nWE变为高电平后多长时间CLE/ALE才能变为低电平, 从NAND手册可知它要>=5ns, 所以TWRPH1>=0
*/
s3c_nand_regs->nfconf=（TACLS<<12）|（TWRPH0<<8）|（TWRPH1<<4）; /* NFCONT:
* BIT1-设为1, 取消片选
* BIT0-设为1, 使能NAND FLASH控制器
* BIT4-设为0, 未初始化hardware ECC
*/
s3c_nand_regs->nfcont = （1<<1） | （1<<0）;

/*分配一个mtd_info结构体*/
s3c_mtd = kzalloc（sizeof（struct mtd_info）, GFP_KERNEL）; /*设置s3c_mtd结构体*/
s3c_mtd->owner = THIS_MODULE;
s3c_mtd->priv = s3c_nand_chip; /* 识别NAND FLASH, 构造mtd_info */
nand_scan（s3c_mtd, 1）; /*设置分区表*/
add_mtd_partitions（s3c_mtd, s3c_nand_parts, 4）;

add_mtd_device（s3c_mtd）;
return 0;
}static void s3c_nand_exit（void）
{
kfree（s3c_mtd）;
kfree（s3c_nand_chip）;
iounmap（s3c_nand_regs）;
}module_init（s3c_nand_init）;
module_exit（s3c_nand_exit）;
MODULE_LICENSE（"GPL"）;本文永久更新链接地址：http://www.linuxidc.com/Linux/2016-12/138152.htm