Linux NAND FLASH驱动代码分析

FLASH驱动在嵌入式系统中有着举足轻重的位置，而目前市场上NAND flash的价格又要便宜与NOR FLASH,随着越来越多的平台支持从NAND FLASH中启动，掌握NAND flash的驱动编写有着重要的现实意义，由于内核已经完成了大部分的工作，实际工作中大部分工程师对NAND FLASH驱动只是简单的修改，对其工作原理并不太清楚，下面我们来分析一下NAND FLASH的代码流程，从中体会块设备的代码之美。

在学习NAND FLASH驱动之前，我们需要对块设备中下面的重要2点有个认识：

1.gendisk: 描述块设备实体(一整个nandflash芯片)的结构体

整个块设备的注册过程都是围绕gendisk来开展的

2. add_disk() // 将一个分区信息(如/dev/mtdblock3)注册到内核列表中

下面我们来分析具体的驱动：

一、s3c2410nandflash控制器初始化步骤:

s3c2410_nand_init(&s3c2410_nand_driver)

-> driver_regiSTer->bus_add_driver()->driver_attach->bus_for_each_dev(__driver_attach)->driver_probe_device()->dev->probe() [最后这个函数实质是s3c2410_nand_probe()]

-> s3c2410_nand_probe()

-> s3c24xx_nand_probe()

-> s3c2410_nand_inithw() // 初始化nandflash控制器

-> s3c2410_nand_init_chip()// 初始化s3c2410 nandflash驱动最底层的访问控制函数

-> chip->write_buf = s3c2410_nand_write_buf;

-> chip->read_buf = s3c2410_nand_read_buf;

-> chip->select_chip = s3c2410_nand_select_chip;

-> chip->cmd_ctrl = s3c2410_nand_hwcONtrol()

-> nand_scan()

-> s3c2410_nand_add_parTItion()

->add_mtd_device()

二.将nandflash的一个分区注册成一个块设备,并通过io请求来访问的步骤: <=> 块设备驱动程序的注册过程

module_init(init_mtdblock)

-> init_mtdblock()

-> register_mtd_blktrans(&mtdblock_tr)

-> register_blkdev() // step 1: 注册为块设备

-> blk_init_queue() // step 2: io请求队列初始化

-> kernel_thread(mtd_blktrans_thread) // 块设备(nandflash)读写访问io请求处理线程

-> tr->add_mtd()

mtdblock_add_mtd()

-> add_mtd_blktrans_dev()

-> alloc_disk()

-> add_disk() // step 3: 初始化一个gendisk结构体并注册成一个disk

-> blk_register_region()

-> register_disk()

-> blk_register_queue()

1)nandflash io请求处理线程mtd_blktrans_thread()等在一个等待队列上

mtd_blktrans_thread()

-> DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);

-> elv_next_request() // 检查有没有io请求

-> add_wait_queue(&tr->blkcore_priv->thread_wq) // 等在等待队列上

-> set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)

-> schedule(); // 让出cpu使用权

-> //等待,直到有io请求到来被唤醒

-> do_blktrans_request()

-> blk_fs_request()

-> 检查访问的便宜量不能大于整个nandflash的容量

-> 假设为读访问:

-> tr->readsect()

mtdblock_readsect() // mtd_block.c

-> do_cached_read() // mtd_block.c

-> mtd->read()

nand_read() // nand_base.c

-> nand_do_read_ops()

-> nand_read_page_raw()

-> s3c2410_nand_read_buf() // 通过s3c2410nandflash控制器发命令读取nandflash内容

// s3c2410.c

-> 假设为写访问:

-> tr->writesect()

mtdblock_writesect()

-> end_request()

2)当io请求来时,唤醒线程mtd_blktrans_thread()

mtd_blktrans_request()

-> wake_up(&tr->blkcore_priv->thread_wq)

3)nandflash io请求处理线程mtd_blktrans_thread()开始处理io请求:

-> do_blktrans_request()

-> 见上

从上面的代码流程可见，NAND flash驱动作为一个块设备的典型案例，为位于MTD的下层，其数据的读写通过mtd_blktrans_thread内核线程来处理IO请求。