[Linux]nand驱动程序

2021-07-02 / 2021-07-03 / linux C语言

[Linux]nand驱动程序

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艾恩凝

2021/7/2

introuction

nand flash 算是块设备，一般设备分为字符设备和块设备，块设备不同于字符设备，个人看来最大的区别就是块设备为了提高性能，不能可读可写任意切换，块设备就是对这个进行优化，使速度更加快速。

nand flash驱动主要是控制2440芯片，下图硬件相关那，程序本身不重要，最主要的是理解内核对nand flash驱动的支持

nand flash framework

code

  1#include <linux/module.h>
  2#include <linux/types.h>
  3#include <linux/init.h>
  4#include <linux/kernel.h>
  5#include <linux/string.h>
  6#include <linux/ioport.h>
  7#include <linux/platform_device.h>
  8#include <linux/delay.h>
  9#include <linux/err.h>
 10#include <linux/slab.h>
 11#include <linux/clk.h>
 12 
 13#include <linux/mtd/mtd.h>
 14#include <linux/mtd/nand.h>
 15#include <linux/mtd/nand_ecc.h>
 16#include <linux/mtd/partitions.h>
 17 
 18#include <asm/io.h>
 19 
 20#include <asm/arch/regs-nand.h>
 21#include <asm/arch/nand.h>
 22
 23struct s3c_nand_regs {
 24		unsigned long nfconf  ;
 25		unsigned long nfcont  ;
 26		unsigned long nfcmd   ;
 27		unsigned long nfaddr  ;
 28		unsigned long nfdata  ;
 29		unsigned long nfeccd0 ;
 30		unsigned long nfeccd1 ;
 31		unsigned long nfeccd  ;
 32		unsigned long nfstat  ;
 33		unsigned long nfestat0;
 34		unsigned long nfestat1;
 35		unsigned long nfmecc0 ;
 36		unsigned long nfmecc1 ;
 37		unsigned long nfsecc  ;
 38		unsigned long nfsblk  ;
 39		unsigned long nfeblk  ;
 40	};
 41
 42static struct nand_chip *s3c_nand;
 43static struct mtd_info *s3c_mtd;
 44static struct s3c_nand_regs *s3c_nand_regs;
 45static struct mtd_partition s3c_nand_parts[] = {
 46	[0] = {
 47        .name   = "bootloader",
 48        .size   = 0x00040000,
 49		.offset	= 0,
 50	},
 51	[1] = {
 52        .name   = "params",
 53        .offset = MTDPART_OFS_APPEND,
 54        .size   = 0x00020000,
 55	},
 56	[2] = {
 57        .name   = "kernel",
 58        .offset = MTDPART_OFS_APPEND,
 59        .size   = 0x00200000,
 60	},
 61	[3] = {
 62        .name   = "root",
 63        .offset = MTDPART_OFS_APPEND,
 64        .size   = MTDPART_SIZ_FULL,
 65	}
 66};
 67
 68static void s3c2440_select_chip(struct mtd_info *mtd, int chipnr)
 69{
 70	if (chipnr == -1)
 71	{
 72		/* 取消选中: NFCONT[1]设为0 */
 73		s3c_nand_regs->nfcont |= (1<<1);
 74	}
 75	else
 76	{
 77		/* 选中: NFCONT[1]设为1 */
 78		s3c_nand_regs->nfcont &= ~(1<<1);
 79
 80	}
 81}
 82
 83static void s3c2440_cmd_ctrl(struct mtd_info *mtd, int dat, unsigned int ctrl)
 84{
 85	if (ctrl & NAND_CLE)
 86	{
 87		/* 发命令: NFCMMD=dat */
 88		s3c_nand_regs->nfcmd = dat;
 89	}
 90	else
 91	{
 92		/* 发地址: NFADDR=dat */
 93		s3c_nand_regs->nfaddr = dat;
 94	}
 95}
 96
 97static int s3c2440_dev_ready(struct mtd_info *mtd)
 98{
 99	return (s3c_nand_regs->nfstat & (1<<0));
100}
101
102
103static int s3c_nand_init(void)
104{
105	struct clk *clk;
106
107	/* 1. 分配一个nand_chip结构体 */
108	s3c_nand = kzalloc(sizeof(struct nand_chip), GFP_KERNEL);
109
110	s3c_nand_regs = ioremap(0x4E000000, sizeof(struct s3c_nand_regs));
111	/* 2. 设置nand_chip */
112	/* 设置nand_chip是给nand_scan函数使用的, 如果不知道怎么设置, 先看nand_scan怎么使用 
113	 * 它应该提供:选中,发命令,发地址,发数据,读数据,判断状态的功能
114	 */
115	s3c_nand->select_chip = s3c2440_select_chip;
116	s3c_nand->cmd_ctrl    = s3c2440_cmd_ctrl;
117	s3c_nand->IO_ADDR_R   = &s3c_nand_regs->nfdata;
118	s3c_nand->IO_ADDR_W   = &s3c_nand_regs->nfdata;
119	s3c_nand->dev_ready   = s3c2440_dev_ready;
120	s3c_nand->ecc.mode    = NAND_ECC_SOFT;//ecc 
121
122	/* 3. 硬件相关的设置: 根据NAND FLASH的手册设置时间参数 */
123	/* 使能NAND FLASH控制器的时钟 */
124	clk = clk_get(NULL, "nand");
125	clk_enable(clk);			  /* CLKCON'bit[4] */
126
127	/* HCLK=100MHz
128	 * 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
129	 * TWRPH0: nWE的脉冲宽度, HCLK x ( TWRPH0 + 1 ), 从NAND手册可知它要>=12ns, 所以TWRPH0>=1
130	 * 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
131	 */
132#define TACLS    0
133#define TWRPH0   1
134#define TWRPH1   0
135	s3c_nand_regs->nfconf = (TACLS<<12) | (TWRPH0<<8) | (TWRPH1<<4);
136
137	/* NFCONT: 
138	 * BIT1-设为1, 取消片选 
139	 * BIT0-设为1, 使能NAND FLASH控制器
140	 */
141	s3c_nand_regs->nfcont = (1<<1) | (1<<0);
142
143	/* 4. 使用: nand_scan */
144	s3c_mtd = kzalloc(sizeof(struct mtd_info), GFP_KERNEL);
145	s3c_mtd->owner = THIS_MODULE;
146	s3c_mtd->priv  = s3c_nand;
147
148	nand_scan(s3c_mtd, 1);  /* 识别NAND FLASH, 构造mtd_info */
149
150	/* 5. add_mtd_partitions */
151	add_mtd_partitions(s3c_mtd, s3c_nand_parts, 4);
152	return 0;
153}
154
155static void s3c_nand_exit(void)
156{
157	del_mtd_partitions(s3c_mtd);
158	kfree(s3c_mtd);
159	iounmap(s3c_nand_regs);
160	kfree(s3c_nand);
161}
162
163module_init(s3c_nand_init);
164module_exit(s3c_nand_exit);
165
166MODULE_AUTHOR("https://aeneag.xyz"); 
167MODULE_VERSION("0.1");
168MODULE_DESCRIPTION("S3C2440 Mouse Driver");
169MODULE_LICENSE("GPL");