Linux开发十六_nand驱动

来源：互联网发布：手机淘宝更新在哪里编辑：程序博客网时间：2024/06/08 16:50

Linux开发十六

nand驱动

象棋小子 1048272975

nand flash具有大容量、改写速度快、接口简单等优点，适用于大量数据的存储，为固态大容量存储提供了廉价有效的解决方案。Linux内核已经支持s3c2416的nand控制器，可以支持各种容量的nand flash。

1. nand设备

nand设备包含了名字、独有的资源等等一些驱动程序的硬件或自定义信息。通过platform_add_devices(platform_device_register)函数将定义的平台设备注册到内核中，用于匹配设备驱动。

内核在drivers\mtd\nand\ s3c2410.c目录中实现了s3c2416 nand驱动， nand设备平台代码如下。

static struct mtd_partitionhome_default_nand_part[] = {

[0]= {

.name = "Bootloader",

.offset = 0,

.size = 0x100000,

.mask_flags = MTD_CAP_NANDFLASH,

[1]= {

.name = "Logo",

.offset = 0x100000,

.size = 0x200000,

.mask_flags = MTD_CAP_NANDFLASH,

[2]= {

.name = "Kernel",

.offset = 0x300000,

.size = 0x400000,

.mask_flags = MTD_CAP_NANDFLASH,

[3]= {

.name = "Rootfs",

.offset = 0x700000,

.size = MTDPART_SIZ_FULL,

};

static struct s3c2410_nand_sethome_nand_sets[] = {

[0]= {

.name = "NAND",

.nr_chips = 1,

.nr_partitions = ARRAY_SIZE(home_default_nand_part),

.partitions = home_default_nand_part,

};

static struct s3c2410_platform_nandhome_nand_info = {

.tacls = 10,

.twrph0 = 20,

.twrph1 = 10,

.ecc_mode = NAND_ECC_HW,

.nr_sets = ARRAY_SIZE(home_nand_sets),

.sets = home_nand_sets,

};

staticstruct resource s3c_nand_resource[] = {

[0] = DEFINE_RES_MEM(S3C_PA_NAND, SZ_1M),

};

structplatform_device s3c_device_nand = {

.name ="s3c2410-nand",

.id =-1,

.num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_nand_resource),

.resource =s3c_nand_resource,

};

nand ecc校验方式在home_nand_info结构体中设置，设置为NAND_ECC_HW。在板级初始化函数home2416_machine_init()中加入nand平台数据s3c_nand_set_platdata(&home_nand_info)，在static struct platform_device *home2416_devices[]板级平台设备列表中加入&s3c_device_nand，使nand设备能够注册到内核中。

2. 内核配置

Linux配置支持nand设备驱动，选中Device Drivers->Memory Technology Device(MTD) support->NAND Device Support->NAND Flash support for Samsung S3CSoCs。

nand ecc校验方式在nand platform data中设置，由于nand flash会出现位翻转的问题，一般需要对nand flash进行ecc校验和纠错。Linux内核支持无ecc、软件ecc、硬件ecc这三种方式，内核无ecc情况下，应该保证数据的其他地方有ecc校验(如yaffs允许使用自身的ecc校验)，不然数据可能是不可靠的。一般情况下是在内核做ecc校验，对于支持硬件方式产生ecc的nand控制器，驱动层应优先让内核采用硬件ecc，软件ecc会耗费更多的cpu资源，也远达不到硬件ecc的速度性能。

3. nand测试

cat /proc/mtd可以知道分区信息。我们在nand平台设备中设置了四个分区，第一个分区用来存放bootloader，第二个分区用来存放Logo，第三个分区用来存放Linux内核，剩余空间作为第四个分区根文件系统区域。

cat /proc/partitions可以知道有四个mtd设备，分别对应nand flash的四个分区。在/dev目录中创建这四个mtd设备文件。

mknod /dev/mtdblock0 c 31 0

mknod /dev/mtdblock1 c 31 1

mknod /dev/mtdblock2 c 31 2

mknod /dev/mtdblock3 c 31 3

bootloader是上电启动后最先运行的一段代码，它的固化以及启动是与芯片平台息息相关的，需要参考相应芯片平台手册。例如对于s3c2416 nand启动，要求bootloader必须放在nand flash的0地址处，其中的8k SteppingStone必须采用8位ecc校验。

对于Linux内核，根文件系统，数据(如Logo)是由bootloader来固化的，其中Linux内核是由bootloader加载的，Linux内核固化的方式，如nand flash固化地址、固化采用的ecc校验等并无强制要求，只需bootloader采用与固化时相同的方式去加载即可。

根文件系统是由Linux内核启动去挂载的。因此，Linux内核在挂载根文件系统时，就采用内核的ecc校验方式去读取nand flash。这就要求bootloader在固化根文件系统时，固化的方式(如ecc layout、ecc校验纠错方式)必须与内核nand驱动层采用的方式完全一致，不然内核将无法读取根文件系统中的数据并挂载。

我们在Linux内核配置中选择了硬件ecc，驱动层每256 byte产生3 byte的硬件ecc，ecc layout方式可以查看Linux内核源码。笔者在bootloader中实现了跟Linux内核一致的方式，可以固化并启动Linux系统，具体实现可以参考笔者的bootloader源码。

读取Bootloader分区的512字节数据，bootloader有相应的ecc校验方式，与Linux的ecc校验方式不一致，Linux内核无法读取数据。