NAND FLASH学习笔记之MTD下nand flash驱动（六）

六、驱动层之Flash读操作

MTD对NAND芯片的读写 主要分三部分:

A、struct mtd_info中的读写函数，如read，write_oob等，这是MTD原始设备层与FLASH硬件层之间的接口；

B、struct nand_ecc_ctrl中的读写函数，如read_page_raw，write_page等，主要用来做一些与ecc有关的操作；

C、struct nand_chip中的读写函数，如read_buf，cmdfunc等，与具体的NANDcontroller相关，就是这部分函数与硬件交互，通常需要我们自己来实现。

注: nand_chip中的读写函数虽然与具体的NAND controller相关，但是MTD也为我们提供了默认的读写函数，如果NAND controller比较通用(使用PIO模式)，那么对NAND芯片的读写与MTD提供的这些函数一致，就不必自己实现这些函数。

 

上面三部分读写函数相互配合完成对NAND芯片的读写，具体流程如下：

首先，MTD上层需要读写NAND芯片时，会调用struct mtd_info中的读写函数，接着struct mtd_info中的读写函数就会调用struct nand_chip或struct nand_ecc_ctrl中的读写函数，最后，若调用的是struct nand_ecc_ctrl中的读写函数，那么它又会接着调用struct nand_chip中的读写函数。

 


以读为例：

MTD上层会调用struct mtd_info中的读page函数，即nand_read函数。

接着nand_read函数会调用struct nand_chip中cmdfunc函数，这个cmdfunc函数与具体的NAND controller相关，它的作用是使NAND controller向NAND芯片发出读命令，NAND芯片收到命令后，就会做好准备等待NAND controller下一步的读取。接着nand_read函数又会调用struct nand_ecc_ctrl中的read_page函数，而read_page函数又会调用struct nand_chip中read_buf函数，从而真正把NAND芯片中的数据读取到buffer中(所以这个read_buf的意思其实应该是read
into buffer，另外，这个buffer是struct mtd_info中的nand_read函数传下来的)。

read_buf函数返回后，read_page函数就会对buffer中的数据做一些处理，比如校验ecc，以及若数据有错，就根据ecc对数据修正之类的，最后read_page函数返回到nand_read函数中。

对NAND芯片的其它操作，如写，擦除等，都与读操作类似

 

 

JZ4780之NAND FLASH读函数调用流程：

          mtd上层选中并调用mtd_info中的读函数

  ->nand_read(mtd_info)

   ->nand_do_read_ops

               (1)->chip->cmdfunc(mtd,NAND_CMD_READ0, 0x00, page);

               (2)->chip->ecc.read_page()

                  (1) ->    read_buf()(read into buffer)

                  (2) -> 调用一系列函数进行相关的ecc校验

 

问题：nand_chip（nand flash的描述符）的读写操作是怎么和MTD的读写操作联系起来的呢？

1）probe->scan_tail;

           在填充MTD的时候，使用mtd->read = nand_read;这里和mtd挂钩。

 

  2）在nand_read实现中又调用了nand_do_read_ops(mtd,from, &chip->ops);这里和nand_chip联系起来了。

以读为例对代码进行分析如下：

读分析

MTD 读取数据的入口是 nand_read，然后调用 nand_do_read_ops，此函数主体如下：

《一》nand_read代码如下：
static int nand_read(struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len,
size_t *retlen, uint8_t *buf)

{
struct mtd_oob_ops ops;
int ret;

nand_get_device(mtd, FL_READING);
ops.len = len;
ops.datbuf = buf;
ops.oobbuf = NULL;
ops.mode = MTD_OPS_PLACE_OOB;
ret = nand_do_read_ops(mtd, from, &ops);
*retlen = ops.retlen;
nand_release_device(mtd);
return ret;
}

《二》nand_do_read_ops代码如下：
static int nand_do_read_ops(struct mtd_info *mtd, loff_t from,
struct mtd_oob_ops *ops)
{
/******省略****/
。。。。。。。。。。。。。。
while(1) {
/******省略****/
.。。。。。。。。。。。。。。。
if (likely(sndcmd)) {/*#define NAND_CMD_READ0 0*/
/*1)***读取数据前肯定要先发送对应的读页命令******/
chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_READ0, 0x00, page);
sndcmd = 0;
}
/* Now read the page into the buffer */
if (unlikely(ops->mode == MTD_OOB_RAW))
ret = chip->ecc.read_page_raw(mtd, chip,bufpoi, page);
else if (!aligned && NAND_SUBPAGE_READ(chip) && !oob)
ret = chip->ecc.read_subpage(mtd, chip, col, bytes, bufpoi);
else

/******执行到这里read_page函数读取对应的数据了******/
ret = chip->ecc.read_page(mtd, chip, bufpoi,page);
if (ret < 0)
break;
/* Transfer not aligned data */
if (!aligned) {
if (!NAND_SUBPAGE_READ(chip) && !oob)
chip->pagebuf = realpage;
memcpy(buf, chip->buffers->databuf + col, bytes);
}
buf += bytes;
。。。。。。。。。。。。。。。。。。

if (mtd->ecc_stats.failed - stats.failed)
return -EBADMSG;
return mtd->ecc_stats.corrected - stats.corrected ? -EUCLEAN : 0;
}

上面这些代码都不需要我们去实现的,使用MTD层的自定义代码就行。下面将要分析chip->cmdfunc，我们从probe函数中可以知道
/* step3. replace NAND command function with large page version */
if (mtd->writesize > 512)
chip->cmdfunc = jz4780_nand_command_lp;

jz4780_nand_command_lp的分析
static void jz4780_nand_command_lp(struct mtd_info *mtd,
unsigned int command, int column, int page_addr)
{
register struct nand_chip *chip = mtd->priv;

struct jz4780_nand *nand;
nand_flash_if_t *nand_if;
nand_flash_info_t *nand_info;
nand = mtd_to_jz4780_nand(mtd);
nand_if = nand->nand_flash_if_table[nand->curr_nand_flash_if];
nand_if->curr_command = command;
nand_info = nand->curr_nand_flash_info;

/* Emulate NAND_CMD_READOOB */
if (command == NAND_CMD_READOOB) {
column += mtd->writesize;
command = NAND_CMD_READ0;
}
/* Command latch cycle */
/* 此处就是就是发送读命令的第一个周期1st Cycle的命令，即0x00，	对应着上述步骤中的① */

chip->cmd_ctrl(mtd, command & 0xff,
NAND_NCE | NAND_CLE | NAND_CTRL_CHANGE);

jz4780_nand_delay_after_command(nand, nand_info, command);

if (column != -1 || page_addr != -1) {
int ctrl = NAND_CTRL_CHANGE | NAND_NCE | NAND_ALE;

/* Serially input address */
/* 发送两个column列地址，对应着上述步骤中的② */

if (column != -1) {
chip->cmd_ctrl(mtd, column, ctrl);
ctrl &= ~NAND_CTRL_CHANGE;
chip->cmd_ctrl(mtd, column >> 8, ctrl);
}
if (page_addr != -1) {
/* 接下来是发送三个Row，行地址，对应着上述步骤中的② */
chip->cmd_ctrl(mtd, page_addr, ctrl);
chip->cmd_ctrl(mtd, page_addr >> 8,
NAND_NCE | NAND_ALE);
/* One more address cycle for devices > 128MiB */
if (chip->chipsize > (128 << 20))
chip->cmd_ctrl(mtd, page_addr >> 16,
NAND_NCE | NAND_ALE);
}
}
jz4780_nand_delay_after_address(nand, nand_info, command);
chip->cmd_ctrl(mtd, NAND_CMD_NONE, NAND_NCE | NAND_CTRL_CHANGE);

switch (command) {
。。。。。。。。。。。。。。。
/******省略****/
.。。。。。。。。。。。。。。。

/* 接下来发送读命令的第二个周期2nd Cycle的命令，即0x30，对应着	上述步骤中的④ */
case NAND_CMD_READ0:
chip->cmd_ctrl(mtd, NAND_CMD_READSTART,
NAND_NCE | NAND_CLE | NAND_CTRL_CHANGE);
chip->cmd_ctrl(mtd, NAND_CMD_NONE,
NAND_NCE | NAND_CTRL_CHANGE);
/* This applies to read commands */
default:
/*
* If we don't have access to the busy pin, we apply the given
* command delay.
*/
if (!chip->dev_ready) {
nand->udelay(chip->chip_delay);
return;
}
}
/*
* Apply this short delay always to ensure that we do wait tWB in
* any case on any machine.
*/
/* 此处是对应着④中的tWB的等待时间*/
nand->ndelay(100);

/* 接下来就是要等待一定的时间，使得Nand Flash硬件上准备好数据，以供你之后读取，即对应着步骤⑤ */
nand->nand_wait_ready(mtd);
}

/*还有一个步骤没有实现那就是步骤⑥了一点一点的把数据读出来*/
nand_read_page_hwecc分析
static int nand_read_page_hwecc(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *chip,
uint8_t *buf, int oob_required, int page)

{

int i, eccsize = chip->ecc.size;
int eccbytes = chip->ecc.bytes;
int eccsteps = chip->ecc.steps;
uint8_t *p = buf;
uint8_t *ecc_calc = chip->buffers->ecccalc;
uint8_t *ecc_code = chip->buffers->ecccode;
uint32_t *eccpos = chip->ecc.layout->eccpos;
unsigned int max_bitflips = 0;

for (i = 0; eccsteps; eccsteps--, i += eccbytes, p += eccsize) {
chip->ecc.hwctl(mtd, NAND_ECC_READ);
chip->read_buf(mtd, p, eccsize);//这个函数必须有我们来实现
chip->ecc.calculate(mtd, p, &ecc_calc[i]);
}
chip->read_buf(mtd, chip->oob_poi, mtd->oobsize);
for (i = 0; i < chip->ecc.total; i++)
ecc_code[i] = chip->oob_poi[eccpos[i]];
eccsteps = chip->ecc.steps;
p = buf;
for (i = 0 ; eccsteps; eccsteps--, i += eccbytes, p += eccsize) {
int stat;
stat = chip->ecc.correct(mtd, p, &ecc_code[i], &ecc_calc[i]);
if (stat < 0) {
mtd->ecc_stats.failed++;
} else {
mtd->ecc_stats.corrected += stat;
max_bitflips = max_t(unsigned int, max_bitflips, stat);
}
}
return max_bitflips;
}
上面的 read_buf，就是真正的去读取数据的函数了，由于不同的Nand Flash controller 控制器所实现的方式不同，所以这个函数必须在你的 Nand Flash驱动中实现，即MTD 层，能帮我们实现的都实现了，不能实现的，那肯定是我们自己的事情了。。。

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