U-BOOT Nand命令支持
原文链接：http://blogold.chinaunix.net/u1/47239/showart_376731.html
u-boot1.1.6 nand_legacy 驱动提供了 u-boot 对 nand 相关命令的一个轻量级的实现，但好象可扩展性不足。本文主要分析 u-boot 1.16/drivers/nand 文件夹下的源程序。
一 . 关键数据结构
1.struct mtd_info
该结构在 include/linux/mtd/Mtd.h 中定义，字段比较多，有很多还是函数指针，它是 MTD 设备操作的通用接口，这个结构中有一个比较重要的成员 void *priv ， priv 被声明成 void 指针，在下文的分析中会知道 priv 实际上指向了 nand_chip 结构。
2.struct nand_chip
该结构在 include/linux/mtd/Nand.h 中定义，从名字上看就知道 u-boot 用它来描述 Nand Flash 芯片的结构，比如它定义了页地址的偏移，页地址的位掩码等。 struct nand_chip 不用我们手动的初始化，而是由另外一个结构， struct nand_flash_dev 在程序中动态的初始化。
3.struct nand_flash_dev
该结构的定义有两处地方分别是
① include/linux/mtd/nand_legacy.h 由 nand_legacy 模块使用
② include/linux/mtd/nand.h 由 u-boot 通用 nand 架构使用
特别是在移植的时候要小心把两者混淆。我们先来看看改结构的定义
struct nand_flash_dev {
char *name;
int id;
unsigned long pagesize;
unsigned long chipsize;
unsigned long erasesize;
unsigned long options;
};
name : Nand Flash 名称
id : u-boot 内部 id 编号 ???
chipsize : 以 MB 为单位的芯片大小，比如 64 （ M ）
erasesize : 擦除块的大小，比如 0x4000 （ 16K ）
options : 一些选项，比较重要的是 Flash 的数据位宽，如果你的 Nand Flash 是 16 位宽的，则必须包含 NAND_BUSWIDTH_16 选项。我们必须根据所使用的 Nand Flash 来填充里面的字段。
4. 关键数据结构在程序中的使用
struct nand_info_t nand_info[ CFG_MAX_NAND_DEVICE ];
在 drivers/nand/nand.c 中定义。 CFG_MAX_NAND_DEVICE 是板子的 Nand Flash 芯片的数量必须在板子的配置文件中定义（比如 include/configs/smdk2410.h ）。
static struct nand_chip nand_chip[CFG_MAX_NAND_DEVICE];
在 drivers/nand/nand.c 中定义。 CFG_MAX_NAND_DEVICE 的定义同上。
struct nand_flash_dev nand_flash_ids[] = { … };
在 drivers/nand/nand_ids.c 中定义。这里要注意一点，在 include/linux/mtd/nand_ids.h 里面也 nand_flash_ids[] 的定义，那是由 nand legacy 驱动模块使用的。两者不能混淆 !!! 。在 nand_flash_ids 的定义中我找到了适合我的 Nand Flash 的结构描述 :
{"NAND 64MiB 3,3V 8-bit", 0x76, 512, 64, 0x4000, 0}
二 .Nand Flash 初始化
1.nand_init （ drivers/nand/nand.c ）
nand_init 函数在 lib_xxx/Board.c 的 start_armboot 中调用。是 u-boot Nand 的主函数。 nand_init 的主要功能是对 CFG_MAX_NAND_DEVICE 个 Nand 设备进行初始化（调用 nand_init_chip ） , 累加 Nand Flash 的总大小。在 nand_init 结束时，可以配置是否执行 board_nand_select_device, 选择 Nand 芯片。
2.nand_init_chip （ drivers/nand/nand.c ）
static void nand_init_chip （ struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *nand, ulong base_addr ）调用各个开发板提供的 board_nand_init 函数（ board/<board name>/<board name>.c ）让开发板获得初始化 Nand Flash 芯片的机会。调用 nand_scan 。
3.nand_scan （ drivers/nand/nand_base.c ）
int nand_scan( struct mtd_info *mtd, int maxchips )
这是 u-boot 初始化 nand 设备的核心函数。它主要完成以下工作
1 ）初始化 nand_chip 的函数指针，这些函数一般在 board/<board name>/<board name>.c 中定义。
…
struct nand_chip *this = mtd->priv
....
if( this-> cmdfunc == NULL )
this->cmdfunc = nand_command;
…
上面是初始化 nand_chip 中 cmdfunc 指针的代码，如果在 board_init_nand 中开发板没有提供自己的 nand_command 函数， u-boot 将使用默认的 nand_command 函数（我觉得 u-boot 提供的这些默认的函数都不适合特定的硬件，所以很多都要自己重新写）。
2 ）使用上面注册的函数指针，读取 Nand Flash 的设备，并且在上文提到的 nand_flash_ids[] 中找是否有匹配项，若找到匹配的项，则初始化 nand_chip 和 mtd_info ，它们的初始化代码老长的一段，一般没什么问题。
三 . Nand Flash 操作
1. Read
函数调用层次 : （如下图）。
以 common/env_nand.c 里面读取 Nand Flash 中的环境变量为例
common/env_nand.c
ret = nand_read( &nand_info[0], CFG_ENV_OFFSET, &total, (u_char*)env_ptr );
nand_info[] 就是我们在 1.4 讲到的 nand_info_t （ mtd_info 的别名）数组。此处的 nand_read 是个 inline 函数，下面是它的实现 :
include/nand.h
static inline int nand_read(nand_info_t *info, ulong ofs, ulong *len, u_char *buf)
{
return info->read(info, ofs, *len, (size_t*)len, buf);
}
可以看出 nand_read 实际上调用的是 nand_info 的 read 方法。 nand_info 的 read 方法是在 2.3 中讲到的 nand_scan 中初始化
drivers/nand/nand_base.c
int nand_scan(struct mtd_info *mtd, int machips)
{
…
mtd->read = nand_read;
…
}
此处又一个 nand_read ！！！
drivers/nand/nand_base.c
static int nand_read(struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len, size_t *retlen, u_char *buf)
{
return nand_read_ecc( mtd, from, len, retlen, buf, NULL, NULL );
}
又一层包装 !!!
drivers/nand/nand_base.c
static int nand_read_ecc(…)
{
…
}
终于到达最后一层了， nand_read_ecc 通过调用 nand_chip 里面提供的函数对 nand flash 完成读的操作。具体可以看看代码，老长的一段。