Linux下NAND FLASH驅動開發

【 Nand flash 驅動工作原理】

在介紹具體如何寫 Nand Flash 驅動之前，我們先要了解，大概的，整個系統，和 Nand Flash 相關的部分的驅動工作流程，這樣，對于后面的驅動實現，才能更加清楚機制，才更容易實現，否則就是，即使寫完了代碼，也還是沒搞懂系統是如何工作的了。

讓我們以最常見的， Linux 內核中已經有的三星的 Nand Flash 驅動，來解釋 Nand Flash 驅動具體流程和原理。

此處是參考 2.6.29 版本的 Linux 源碼中的 /drivers/mtd/nand/s3c2410.c ，以 2410 為例。

1. 在 nand flash 驅動加載后，第一步，就是去調用對應的 init 函數， s3c2410_nand_init, 去將在 nand flash 驅動注冊到 Linux 驅動框架中。

2. 驅動本身，真正開始，是從 probe 函數， s3c2410_nand_probe->s3c24xx_nand_probe,

在 probe 過程中，去用 clk_enable 打開 nand flash 控制器的 clock 時鐘，用 request_mem_region 去申請驅動所需要的一些內存等相關資源。然后，在 s3c2410_nand_inithw 中，去初始化硬件相關的部分，主要是關于時鐘頻率的計算，以及啟用 nand flash 控制器，使得硬件初始化好了，后面才能正常工作。

3. 需要多解釋一下的，是這部分代碼：

for (setno = 0; setno nr_sets; setno++, nmtd++) {

pr_debug(initialising set %d (%p, info %p)/n, setno, nmtd, info);

/* 調用 init chip 去掛載你的 nand 驅動的底層函數到 nand flash 的結構體中，以及設置對應的 ecc mode ，掛載 ecc 相關的函數 */

s3c2410_nand_init_chip(info, nmtd, sets);

/* scan_ident ，掃描 nand 設備，設置 nand flash 的默認函數，獲得物理設備的具體型號以及對應各個特性參數，這部分算出來的一些值，對于 nand flash 來說，是最主要的參數，比如 nand falsh 的芯片的大小，塊大小，頁大小等。 */

nmtd->scan_res = nand_scan_ident(nmtd->mtd,

(sets) ? sets->nr_chips : 1);

if (nmtd->scan_res == 0) {

s3c2410_nand_update_chip(info, nmtd);

/* scan tail ，從名字就可以看出來，是掃描的后一階段，此時，經過前面的 scan_ident ，我們已經獲得對應 nand flash 的硬件的各個參數，然后就可以在 scan tail 中，根據這些參數，去設置其他一些重要參數，尤其是 ecc 的 layout ，即 ecc 是如何在 oob 中擺放的，最后，再去進行一些初始化操作，主要是根據你的驅動，如果沒有實現一些函數的話，那么就用系統默認的。 */

nand_scan_tail(nmtd->mtd);

/* add partion ，根據你的 nand flash 的分區設置，去分區 */

s3c2410_nand_add_partition(info, nmtd, sets);

}

if (sets != NULL)

sets++;

}

4. 等所有的參數都計算好了，函數都掛載完畢，系統就可以正常工作了。

上層訪問你的 nand falsh 中的數據的時候，通過 MTD 層，一層層調用，最后調用到你所實現的那些底層訪問硬件數據 / 緩存的函數中。

【 Linux 下 nand flash 驅動編寫步驟簡介】

關于上面提到的，在 nand_scan_tail 的時候，系統會根據你的驅動，如果沒有實現一些函數的話，那么就用系統默認的。如果實現了自己的函數，就用你的。

估計很多人就會問了，那么到底我要實現哪些函數呢，而又有哪些是可以不實現，用系統默認的就可以了呢。

此問題的，就是我們下面要介紹的，也就是，你要實現的，你的驅動最少要做哪些工作，才能使整個 nand flash 工作起來。

1. 對于驅動框架部分

其實，要了解，關于驅動框架部分，你所要做的事情的話，只要看看三星的整個 nand flash 驅動中的這個結構體，就差不多了：

static struct platform_driver s3c2410_nand_driver = {

.probe = s3c2410_nand_probe,

.remove = s3c2410_nand_remove,

.suspend = s3c24xx_nand_suspend,

.resume = s3c24xx_nand_resume,

.driver = {

.name = s3c2410-nand,

.owner = THIS_MODULE,

},

};

對于上面這個結構體，沒多少要解釋的。從名字，就能看出來：

( 1 ) probe 就是系統“探測”，就是前面解釋的整個過程，這個過程中的多數步驟，都是和你自己的 nand flash 相關的，尤其是那些硬件初始化部分，是你必須要自己實現的。

( 2 ) remove ，就是和 probe 對應的，“反初始化”相關的動作。主要是釋放系統相關資源和關閉硬件的時鐘等常見操作了。

(3)suspend 和 resume ，對于很多沒用到電源管理的情況下，至少對于我們剛開始寫基本的驅動的時候，可以不用關心，放個空函數即可。

2. 對于 nand flash 底層操作實現部分

而對于底層硬件操作的有些函數，總體上說，都可以在上面提到的 s3c2410_nand_init_chip 中找到：

static void s3c2410_nand_init_chip(struct s3c2410_nand_info *info,

struct s3c2410_nand_mtd *nmtd,

struct s3c2410_nand_set *set)

{

struct nand_chip *chip = nmtd->chip;

void __iomem *regs = info->regs;

chip->write_buf = s3c2410_nand_write_buf ;

chip->read_buf = s3c2410_nand_read_buf ;

chip->select_chip = s3c2410_nand_select_chip ;

chip->chip_delay = 50;

chip->priv = nmtd;

chip->options = 0;

chip->controller = info->controller;

switch (info->cpu_type) {

case TYPE_S3C2410:

/* nand flash 控制器中，一般都有對應的數據寄存器，用于給你往里面寫數據，表示將要讀取或寫入多少個字節 (byte,u8)/ 字 (word,u32) ，所以，此處，你要給出地址，以便后面的操作所使用 */

chip->IO_ADDR_W = regs + S3C2410_NFDATA;