关于块设备与nand flash的初步小结

块设备驱动的框架：

调用过程自上而下为：应用程序读写文件—>虚拟文件系统（ext3, yaffs2, jffs2）—>由ll_rw_block函数转换成扇区的读写—>块设备驱动程序—>读写硬件

块设备驱动程序提供一个队列，将读操作和写操作放入队列内，并且在队列中优化读写顺序使得读写占用时间减小（这就是为什么有时候读的数据可能并不是真正从磁盘上读来的而是cache中），设备驱动另外必要的功能就是要注册设备。原理上字符设备也同样可以对字盘读写，只是少了块设备驱动那样的电梯调度算法。

块设备驱动中重要的数据结构：

struct gendisk：可使用函数alloc_disk分配；

一个简单的块设备驱动需要给以下结构体内的值进行赋值：

struct gendisk {
/* major, first_minor and minors are input parameters only,
* don't use directly.  Use disk_devt() and disk_max_parts().
*/

…………

struct request_queue *queue;//使用blk_init_queue函数设置队列，队列中包括读写的操作

int major; /* major number of driver *///使用register_blkdev注册到一个主设备号

int first_minor;

int minors;                     /* maximum number of minors, =1 for
                                         * disks that can't be partitioned. */

char disk_name[DISK_NAME_LEN];/* name of major driver */

struct block_device_operations *fops;
struct hd_struct part0;//使用set_capacity函数设置有多少个扇区

…………
};

最后注册gendisk,使用函数:add_disk函数。

对以上相关的结构体进行反注册的函数有：unregister_blkdev(major, "blockdisk");del_gendisk(block_disk);put_disk(block_disk);blk_cleanup_queue(block_queue);

关于调试块设备的相关命令：

mkdosfs：第一次使用一块块设备需要对其进行格式化；fdisk对一个块设备进行分区。

nand flash的驱动相关：

nand flash硬件：

如果所示：

其中：

I/O0 ~ I/O7：用于输入地址/数据/命令，输出数据；

WP#：Write Protect，写保护；

WE#：Write Enable，写使能, 在写取数据之前，要先使WE＃有效；

ALE：Address Latch Enable，地址锁存使能，在输入地址之前，要先在模式寄存器中，设置ALE使能；

CLE：Command Latch Enable，命令锁存使能，在输入命令之前，要先在模式寄存器中，设置CLE使能；PS：当ALE和CLE都不使能的时候表示当前传输的是数据；

CE#：Chip Enable，片选使能，在操作Nand Flash之前，要先选中此芯片，才能操作；

RE#：Read Enable，读使能，在读取数据之前，要先使CE＃有效；

R/B#:Ready/Busy Output，就绪/忙，主要用于在发送完编程/擦除命令后，检测这些操作是否完成,忙,表示编程/擦除操作仍在进行中，就绪表示操作完成；

S3C2440中NFCONF中三个比较重要的参数：

TACLS、TWRPH0、TWRPH1：S3C的数据手册如下：

如上图可猜测：

TACLS为CLE/ALE使能至nFRE/nFWE使能之间的时间段；TACLS设值范围0-3，持续时间的公式为TACLS*HCLK

TWRPH0为nFRE/nFWE使能的时间段；TWRPH0设值范围0-7，持续时间的公式为（TWRPH0+1）*HCLK

TWRPH1为nFRE/nFWE不使能至CLE/ALE不使能的时间段；TWRPH1设值范围0-7，持续时间的公式为（TWRPH1+1）*HCLK

查阅NAND FLASH的数据手册：

观察时序图以及下图可以发现：

TACLS：对应于nand flash手册中时序图(tCLS-tWP)和(tALS-tWP)这两个值中的较小的那个。12ns-12ns=0。所以TACLS可设置为0。

TWRPH0：对应于nand flash手册中时序图tWP和tRP这两个值中的较小的那个。（tRP也是12ns，未截图）。12ns。假设HCLK为100Mhz，根据公式（TWRPH0+1）*HCLK=12ns，可算得TWRPH0=1.2=2。

TWRPH1：对应于nand flash手册中时序图tCLH和tALH这两个值中的较小的那个。同上。

关于S3C中对NAND FLASH操作的寄存器：

nfconf  ;0x4E000000
nfcont  ;
nfcmd   ;
nfaddr  ;
nfdata  ;
nfeccd0 ;
nfeccd1 ;
nfeccd  ;
nfstat  ;
nfestat0;
nfestat1;
nfmecc0 ;
nfmecc1 ;
nfsecc  ;
nfsblk  ;
nfeblk  ;

关于NAND FLASH驱动的基本框架：

基本的结构体：

struct nand_chip、struct mtd_info、struct mtd_partition

nand_chip结构体中需要满足的结构体成员：

select_chip   //为片选NAND FLASH的操作函数
cmd_ctrl //为发送命令或者地址的操作函数（把数据放入CMD寄存器还是ADD寄存器）
IO_ADDR_R //为读数据的寄存器
IO_ADDR_W//为写数据的寄存器
dev_ready //为检测nand flash是否忙的函数
ecc.mode //为是否ECC校验的标志位如NAND_ECC_SOFT或者NAND_ECC_NONE等

mtd_info结构体中需要满足的结构体成员：

owner //THIS_MODULE;
priv  = s3c_nand;//指向nand_chip的结构体，用于nand_scan识别nand flash用。

识别之后注册分区add_mtd_partitions函数。（反注册函数del_mtd_partitions）。

PS：过程中需要使能NAND FLASH控制器的时钟，使用函数clk_get、clk_enable。

以上完成了nand flash块设备的初始化，其中调用的函数中肯定调用了一开始说的那些函数，底层设备的初始化都会一步步调用到上层的函数，因为初始化完成之后就可以用应用程序对其访问。

NOR FLASH:

上图可得其数据位有16位，地址位有22位除去两位NC为22位，2^20=1024*1024，由数据位为16位可得，总共容量有2Mb（这样我们也大概清楚为什么nand不用这样的总线寻址了，因为容量太大线太多了）。

关于为什么是LADDR1接A0而不是LADDR0接，是因为S3C2440每个地址的容量为一个字节而非此NOR中两个字节，为了让这样一倍的差距对应起来，如果ARM程序中总线的地址为0x2而对应NOR中的地址就是0x1，如果总线地址为0x3那么NOR中还是0x1，因为0x2、0x3两个地址的值都位于地址为0x1的16位寄存值中。

nor编程系统框架：

结构体：map_info、s3c_nor_parts

函数：

simple_map_init、do_map_probe、add_mtd_partitions

参考文章：

http://blog.youkuaiyun.com/juana1/article/details/6577556

http://funexploit.readthedocs.org/en/latest/sources/embeddedsystem.html