学习笔记 --- LINUX MTD设备之NORFLASH驱动分析

之前文章分析了MTD的框架与NANDFLASH的驱动，NORFLASH也是MTD设备的一种，他的驱动和NANDFLASH差不多，也是内核帮我们完成了NOR操作协议层，内核提供的协议层接口是map_info结构体，我们要写一个新的NOR驱动就只需要填充这个协议接口。

1 标准内核的NORFLASH驱动配置（内核默认的NOR驱动）

其实大部分NORFLASH都一样，内核的前辈们已经帮我们设计好了NORFLASH的驱动，把不同厂商的NOR提取出最小差异，所以一般只要在标准的内核中进入内核配置菜单设置三项就可以了：

make menuconfig

-> Device Drivers

  -> Memory Technology Device (MTD) support

    -> Mapping drivers for chip access

    <M> CFI Flash device in physical memory map 

    (0x0) Physical start address of flash mapping  // 1 物理基地址

    (0x1000000) Physical length of flash mapping   // 2 长度

    (2)   Bank width in octets (NEW)               // 3 位宽

设置好了这三个，然后编译模块，insmod模块，就算完成了NORFLASH的驱动了

2 自己写一个NORFLASH驱动

  步骤和NANDFLASH差不多，这里NOR主要设置好三项：

  1 物理基地址

  2 大小(设置为>=NORFLASH容量)

  3 设置位宽(字节为单位)

/* *参考drivers\mtd\maps\physmap.c*/#include <linux/module.h>#include <linux/types.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/init.h>#include <linux/slab.h>#include <linux/device.h>#include <linux/platform_device.h>#include <linux/mtd/mtd.h>#include <linux/mtd/map.h>#include <linux/mtd/partitions.h>#include <linux/mtd/physmap.h>#include <asm/io.h>static struct map_info *s3c_nor_map;static struct mtd_info *s3c_nor_mtd;static struct mtd_partition s3c_nor_parts[] = {   //4个分区，分区地址和uboot对应      [0] = {          .name   = "bootloader",          .size   = 0x00040000,          .offset = 0,      },      [1] = {          .name   = "params",          .offset = MTDPART_OFS_APPEND, //接着上面结束地址          .size   = 0x00020000,      },      [2] = {          .name   = "kernel",          .offset = MTDPART_OFS_APPEND,          .size   = 0x00200000,      },      [3] = {          .name   = "root",          .offset = MTDPART_OFS_APPEND,          .size   = MTDPART_SIZ_FULL,      }  };  static int __init nor_init(void){ /* 分配一个map_info结构体 */    s3c_nor_map = kzalloc(sizeof(struct map_info), GFP_KERNEL);    /* 设置上面分配的map_info结构体 */    s3c_nor_map->name = "s3c_nor";//设置名字    s3c_nor_map->phys = 0;  //设置物理地址    s3c_nor_map->size = 0x1000000;//设置norflash大小    s3c_nor_map->bankwidth = 2;//设置位宽    s3c_nor_map->virt  = ioremap(s3c_nor_map->phys, s3c_nor_map->size);//将物理地址映射为虚拟地址    simple_map_init(s3c_nor_map);//这里面设置了读写和擦除等函数    printk("use cfi_probe\n");　/* 调用NOR FLASH协议层提供的函数来识别 */    s3c_nor_mtd = do_map_probe("cfi_probe", s3c_nor_map);    if (!s3c_nor_mtd)    {        printk("use jedec_probe\n");        s3c_nor_mtd = do_map_probe("jedec_probe", s3c_nor_map);     }    if (!s3c_nor_mtd)    {          iounmap(s3c_nor_map->virt);        kfree(s3c_nor_map);        return -EIO;     }     /* 添加分区 */    add_mtd_partitions(s3c_nor_mtd, s3c_nor_parts, 2);        return 0;}static void __exit nor_exit(void){     del_mtd_partitions(s3c_nor_mtd); iounmap(s3c_nor_map->virt); kfree(s3c_nor_map);}module_init(nor_init);module_exit(nor_exit);MODULE_LICENSE("GPL");

上面可以知道和NAND最大的不同就是协议层的do_map_probe，这个函数第一个参数传入name，name就是不同norflash类型的名称，这里是cfi类型的norflash，还有一种是jedec类型的，前者通过CFI这样一个标准接口可以从NOR芯片上读出出硬件的信息，而不需要事先在结构体里面设置好，支持CFI接口的NOR移植起来就更加方便，而后者jedec型的就需要事先设置好NOR的信息结构体jedec_table，内核通过ID号比较得出NORFLASH匹配上的哪个结构体，再获取到这个NOR的信息，这种移植的时候就需要事先去设置好，不方便。内核支持这两种NOR的驱动，他们都通过register_mtd_chip_driver函数注册，对应的驱动程序在：cfi_probe.c与jedec_probe.c

下面分解这个函数：

do_map_probe("cfi_probe", s3c_nor_map);    drv = get_mtd_chip_driver(name)    ret = drv->probe(map);  // cfi_probe.c            cfi_probe                mtd_do_chip_probe(map, &cfi_chip_probe);                    cfi = genprobe_ident_chips(map, cp);                                genprobe_new_chip(map, cp, &cfi)                                    cp->probe_chip(map, 0, NULL, cfi)                                            cfi_probe_chip                                                // 进入CFI模式                                                cfi_send_gen_cmd(0x98, 0x55, base, map, cfi, cfi->device_type, NULL);                                                // 看是否能读出"QRY"                                                qry_present(map,base,cfi)                                                .....do_map_probe("jedec_probe", s3c_nor_map);    drv = get_mtd_chip_driver(name)    ret = drv->probe(map);  // jedec_probe            jedec_probe                mtd_do_chip_probe(map, &jedec_chip_probe);                    genprobe_ident_chips(map, cp);                        genprobe_new_chip(map, cp, &cfi)                            cp->probe_chip(map, 0, NULL, cfi)                                    jedec_probe_chip                                        // 解锁                                        cfi_send_gen_cmd(0xaa, cfi->addr_unlock1, base, map, cfi, cfi->device_type, NULL);                                        cfi_send_gen_cmd(0x55, cfi->addr_unlock2, base, map, cfi, cfi->device_type, NULL);                                                                                // 读ID命令                                        cfi_send_gen_cmd(0x90, cfi->addr_unlock1, base, map, cfi, cfi->device_type, NULL);                                                                                                          // 得到厂家ID，设备ID                                        cfi->mfr = jedec_read_mfr(map, base, cfi);                                        cfi->id = jedec_read_id(map, base, cfi);                                                                                // 和数组比较                                        jedec_match

上面这个函数设置好协议层之后，就可以注册MTD设备了，这里也和NANFLASH一样使用了分区。

最后总结一下MTD设备：

最上层APP操作文件，有两种情况：

1读写字符设备驱动文件(通过虚拟文件系统VFS)

2读写普通的文件系统的文件(通过文件系统)

第一个直接操作字符设备，而读写普通的文件系统文件（文件系统）就是操作块设备；

块设备下面有MTD设备，块设备驱动主要是做一些优化工作，MTD设备有NORFLASH和NANDFLASH，既支持块设备也支持字符设备的操作：

norflash协议层知道往某地址写某数据来实现识别、擦除和烧写等
norflash硬件操作就是用来实现一些硬件信息的设置，比如设置要地址、位宽什么的？以及设置读写函数。而我们写驱动程序要做的，就是实现这些最小的硬件差异，我们总结出来写norflash驱动程序的步骤：
（1）分配map_info结构体，并设置：物理地址，位宽，虚拟地址等
（2）设置读写函数，用默认函数即可
（3）调用NOR FLASH协议层提供的函数来识别：do_map_probe
（4）添加分区：add_mtd_partitions

顺便我们也来说一下nandflash的情况：
nandflash协议知道发什么来读写擦除，读写，识别
nandflash硬件操作知道怎么发地址命令/地址
也就是说在硬件层里面我们把协议层里面的读写擦除的条件准备好。而我们要做的就是在硬件操作里面准备好这些条件：
（１）分配nand_chip结构体，并设置它：这里面就是设置一些芯片参数
（２）硬件相关设置：这里主要就是设备芯片，使其可以正常被读写擦除等
（３）使用nand_scan：来扫描并且设置读，写函数，这些函数是内核实现好的，属于协议层
（４）add_mtd_partitions：添加分区