总览
本文使用 linux-2.6.22.6 内核, 使用jz2440开发板.
NOR Flash 基础知识
NAND 和 NOR Flash的比较
| NOR FLASH |
NAND FLASH |
| 接口时序同SRAM,易使用 |
地址/数据线复用，数据位较窄 |
| 读取速度较快 |
读取速度较慢 |
| 擦除速度慢，以64-128KB的块为单位 |
擦除速度快，以8－32KB的块为单位 |
| 写入速度慢 |
写入速度快 |
| 随机存取速度较快，支持XIP(eXecute In Place，芯片内执行)，适用于代码存储。在嵌入式系统中，常用于存放引导程序、根文件系统等。 |
顺序读取速度较快，随机存取速度慢，适用于数据存储(如大容量的多媒体应用)。在嵌入式系统中，常用于存放用户文件系统等。 |
| 单片容量较小，1-32MB |
单片容量较大，8-128MB，提高了单元密度 |
| 最大擦写次数10万次 |
最大擦写次数100万次 |
硬件接口
看相关数据手册, 以jz2440v3开发板为例:
MX29LV160DBTI-70G.pdf NOR Flash 数据手册S3C2440A_UserManual_Rev13.pdf CPU 数据手册
注意几点:
- NOR Flash 的特性和RAM一样, 可以直接用物理地址来操作.
- 当开发板以NOR Flash启动时, 0开始的地址就是指向NOR Flash的.
- NOR Flash 数据位宽有两种接法, 16bit 和 8bit. jz2440用的16bit接法
- 因此, 用uboot测试时, 需要使用
mw.w md.w 来操作内存地址
mw Memory Write. uboot下的写内存指令md Memory Display. uboot下的读内存指令- 使用16bit接法时, CPU的地址线0是不接的. 因而指令上有个错位.
- 譬如: jz2440发出 (555h<<1), NOR Flash才能收到555h这个地址.
- NOR Flash 有两种模式, jedec, cfi
- jedec, 无法直接从芯片内读取详细信息, 需要根据芯片ID软件查表.
- cfi, Common Flash Interface, 可以直接查询芯片详细信息.
- 目前大多数 NOR Flash 都支持 cfi 规范.
读写实验
mw.w aaa aa
mw.w 554 55
mw.w aaa 90
md.w 0 1
md.w 2 1
mw.w 0 f0
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NOR Flash 系统框架
系统自带驱动
$ make clean
$ make menuconfig
$ make modules
cp ./drivers/mtd/maps/physmap.ko ~/share/jz2440/drivers/nor/
$ ls /dev/mtd*
$ insmod physmap.ko
$ ls /dev/mtd*
$ cat /proc/mtd
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框架分析
其基本框架和 NAND Flash 是一样的
下面, 分析一下 CFI NOR Flash 的内核代码框架
module_init(physmap_init)
platform_driver_register(&physmap_flash_driver);
platform_device_register(&physmap_flash);
# 匹配后, 自然是调用probe函数
physmap_flash_probe
probe_type = rom_probe_types;
do_map_probe(*probe_type, &info->map);
do_map_probe
drv = get_mtd_chip_driver(name);
list_entry(pos, typeof(*this), list)
drv->probe(map);
add_mtd_device
static struct mtd_chip_driver cfi_chipdrv;
cfi_probe
mtd_do_chip_probe(map, &cfi_chip_probe);
mtd_do_chip_probe
genprobe_ident_chips
cp->probe_chip
check_cmd_set
cfi_probe_chip
cfi_send_gen_cmd
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这样就比较清楚了, 整个Linux代码尽可能的做到功能上的(代码上没有完全做到)分层分离.
大框架下有小框架. 譬如 NOR Flash 属于整个MTD大框架的一部分. 但其内部也有自己的一套小框架.
在 NOR Flash 这个例子里面,
将通用的底层驱动代码放在文件 /drivers/mtd/maps/physmap.c
然后probe时, 具体的硬件操作被拆分三个部分 cfi_probe.c jedec_probe.c map_rom.c
由于probe里面也有共性的东西, 又被提炼成 gen_probe.c 放在一起.
最后, 看一个最简单的例子, ram模拟mtd设备. 将底层硬件相关操作减到了最少.
这个RAM mtd设备和 NAND/NOR Flash 平级, 挂在 mtdcore.c 下.
module_param_call(phram, phram_setup, NULL, NULL, 000);
phram_setup
register_device(name, start, len);
new->mtd.XXX = XXX;
add_mtd_device
add_mtd_device
not = list_entry(this, struct mtd_notifier, list);
not->add(mtd);
static struct mtd_notifier notifier;
mtd_notify_add
class_device_create("mtd%d")
class_device_create("mtd%dro")
init_mtdchar
register_chrdev(MTD_CHAR_MAJOR, "mtd", &mtd_fops)
static struct mtd_notifier blktrans_notifier;
blktrans_notify_add
tr = list_entry(this, struct mtd_blktrans_ops, list);
tr->add_mtd(tr, mtd);
static struct mtd_blktrans_ops mtdblock_tr;
mtdblock_add_mtd
add_mtd_blktrans_dev
alloc_disk
add_disk
init_mtdblock
register_mtd_blktrans
register_blkdev
blk_init_queue
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源码
s3c_nor.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 <asm/io.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("DRAAPHO");
static struct map_info *s3c_nor_map;
static struct mtd_info *s3c_nor_mtd;
static struct mtd_partition s3c_nor_parts[] = {
[0] = {
.name = "bootloader_nor",
.size = 0x00040000,
.offset = 0,
},
[1] = {
.name = "root_nor",
.offset = MTDPART_OFS_APPEND,
.size = MTDPART_SIZ_FULL,
}
};
static int s3c_nor_init(void)
{
s3c_nor_map = kzalloc(sizeof(struct map_info), GFP_KERNEL);;
s3c_nor_map->name = "s3c_nor";
s3c_nor_map->phys = 0;
s3c_nor_map->size = 0x2000000;
s3c_nor_map->bankwidth = 2;
s3c_nor_map->virt = ioremap(s3c_nor_map->phys, s3c_nor_map->size);
simple_map_init(s3c_nor_map);
printk("use cfi_probe\n");
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;
}
add_mtd_partitions(s3c_nor_mtd, s3c_nor_parts, 2);
return 0;
}
static void s3c_nor_exit(void)
{
del_mtd_partitions(s3c_nor_mtd);
iounmap(s3c_nor_map->virt);
kfree(s3c_nor_map);
}
module_init(s3c_nor_init);
module_exit(s3c_nor_exit);
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Makefile
obj-m := s3c_nor.o
KERN_SRC := /home/draapho/share/jz2440/kernel/linux-2.6.22.6/
PWD := $(shell pwd)
modules:
make -C $(KERN_SRC) M=$(PWD) modules
clean:
make -C $(KERN_SRC) M=$(PWD) clean
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测试
$ make modules
$ ls /dev/mtd*
$ insmod s3c_nor.ko
$ ls /dev/mtd*
$ flash_eraseall -j /dev/mtd5
$ mount -t jffs2 /dev/mtdblock5 /mnt
$ tar xjf mtd-utils-05.07.23.tar.bz2
$ cd mtd-utils-05.07.23/util
$ vim Makefile
CROSS=arm-linux-
$ make
$ cp flash_erase flash_eraseall /bin
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原创于 DRA&PHO