20150418 S3C2440 nand_flash驱动程序
2015-04-18 Lover雪儿
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){
2
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 */
15
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;
20
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 */
23
24
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-2.6.31\drivers\mtd\nand\s3c2410.c atmel_nand.c
3 */
4
5 #include <linux/slab.h>
6 #include <linux/module.h>
7 #include <linux/moduleparam.h>
8 #include <linux/platform_device.h>
9 #include <linux/mtd/mtd.h>
10 #include <linux/mtd/nand.h>
11 #include <linux/mtd/partitions.h>
12 #include <linux/clk.h>
13 #include <linux/io.h>
14 #include <mach/board.h>
15 #include <mach/cpu.h>
16
17 static struct nand_chip *lhy_nand;
18 static struct mtd_info *lhy_mtd; //定义一个mtd_info结构体
19
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 }
44
45 static int lhy_nand_init(void){
46
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 */
59
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;
64
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 */
67
68
69 return 0;
70 }
71
72 static void lhy_nand_exit(void){
73 if(lhy_nand)
74 kfree(lhy_nand);
75 if(lhy_mtd)
76 kfree(lhy_mtd);
77 }
78
79 module_init(lhy_nand_init);
80 module_exit(lhy_nand_exit);
81 MODULE_LICENSE("GPL");
82
83
84 /*
85 S3C2440 U-BOOT 的NAND操作
86
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
94
95 2.读内容 读0地址的数据
96 输入命令： nand dump 0 得到nand
97
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 */
nandflash1.c
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-2.6.31\drivers\mtd\nand\s3c2410.c atmel_nand.c
3 */
4
5 #include <linux/slab.h>
6 #include <linux/module.h>
7 #include <linux/moduleparam.h>
8 #include <linux/platform_device.h>
9 #include <linux/mtd/mtd.h>
10 #include <linux/mtd/nand.h>
11 #include <linux/mtd/partitions.h>
12 #include <linux/clk.h>
13 #include <linux/io.h>
14 #include <mach/board.h>
15 #include <mach/cpu.h>
16
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 };
36
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
40
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 }
68
69 static int lhy_nand_init(void){
70
71 /* 1.分配一个nand_chip结构体 */
72 lhy_nand = kzalloc(sizeof(struct nand_chip), GFP_KERNEL);
73
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);
94
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 */
nandflash2.c
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-2.6.31\drivers\mtd\nand\s3c2410.c atmel_nand.c
3 */
4
5 #include <linux/slab.h>
6 #include <linux/module.h>
7 #include <linux/moduleparam.h>
8 #include <linux/platform_device.h>
9 #include <linux/mtd/mtd.h>
10 #include <linux/mtd/nand.h>
11 #include <linux/mtd/partitions.h>
12 #include <linux/clk.h>
13 #include <linux/io.h>
14 #include <mach/board.h>
15 #include <mach/cpu.h>
16
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 };
36
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
40
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 }
68
69 static int lhy_nand_init(void){
70
71 /* 1.分配一个nand_chip结构体 */
72 lhy_nand = kzalloc(sizeof(struct nand_chip), GFP_KERNEL);
73
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 */
85
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);
96
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 */
nand flash3.c
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-2.6.31\drivers\mtd\nand\s3c2410.c atmel_nand.c
3 */
4
5 #include <linux/slab.h>
6 #include <linux/module.h>
7 #include <linux/moduleparam.h>
8 #include <linux/platform_device.h>
9 #include <linux/mtd/mtd.h>
10 #include <linux/mtd/nand.h>
11 #include <linux/mtd/partitions.h>
12 #include <linux/clk.h>
13 #include <linux/io.h>
14 #include <mach/board.h>
15 #include <mach/cpu.h>
16
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 };
36
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
40
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 };
64
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 }
92
93 static int lhy_nand_init(void){
94
95 /* 1.分配一个nand_chip结构体 */
96 lhy_nand = kzalloc(sizeof(struct nand_chip), GFP_KERNEL);
97
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
228
229 */
nandflash4.c
时间： 2024-10-16 05:53:44