移植nand支持到uboot， 使用nand.c ,linux mtd 架構(gòu)

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u-boot-1.1.6與1.1.4相比，兩者有較大的不同，1.1.6 更像是復(fù)制了 kernel 的方法來實現(xiàn)。

下面對nand flash的初始化代碼nand_init()進(jìn)行分析：

1.如果定義(CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND)沒定義(CFG_NAND_LEGACY) 則start_armboot()調(diào)用driver/nand/nand.c中的nand_init()，否則如果定義(CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND)并且有定義了CFG_NAND_LEGACY，則調(diào)用自己定義的nand_init()�，F(xiàn)在使用 driver/nand/nand.c中的nand_init()。
2.nand_init()調(diào)用本文件中的nand_init_chip()對nand進(jìn)行初始化。
3.nand_init_chip()首先調(diào)用board_nand_init()。
4.board_nand_init()是需要自己添加的函數(shù)，這個函數(shù)的主要功能是對struct nand_chip結(jié)構(gòu)體的函數(shù)指針賦值，讓它們指向自己為nand驅(qū)動編寫的一些函數(shù)，對未賦值的指針，uboot會在后面為其賦上通用nand驅(qū)動函數(shù)指針。此函數(shù)可放到自己板子目錄的文件下。
5.nand_init_chip()接著調(diào)用nand_scan().
6.nand_scan()定義在drivers/nand/nand_base.c文件中。它首先對struct nand_chip結(jié)構(gòu)體中在board_nand_init()函數(shù)中未賦值的指針賦上通用nand驅(qū)動函數(shù)指針。
7.nand_scan()->select_chip = nand_select_chip;

此函數(shù)用于打開或關(guān)閉nand芯片，0為打開，1為關(guān)閉。在這個函數(shù)中會調(diào)用nand_chip結(jié)構(gòu)體中的 hwcontrol函數(shù)指針。 hwcontrol在board_nand_init()函數(shù)中被賦值。主要作用是向 nand flash發(fā)送一些nand flash開啟與關(guān)閉命令。
8.nand_scan()剩余部分初始化nand_chip和mtd_info結(jié)構(gòu)體。
9.nand_scan()最后在返回時調(diào)用drivers/nand/nand_bbt.c文件中的nand_default_bbt()。
nand_default_bbt()選擇一個壞塊描述表，返回時調(diào)用本文件中的nand_scan_bbt()（尋找建立一個壞塊描述表）
10.最后返回到nand_init()，這樣nand驅(qū)動的初始化完成了。

通過上述步驟我們可以知道，移植nand主要按如下步驟：

1、在board/xxx下建立c文件

2、在此文件上添加函數(shù)board_nand_init()，實現(xiàn)nand_chip的初始化功能

3、添加初始化的函數(shù)

4、在include/configs/xxx.h中定義相關(guān)宏，比如#define CFG_MAX_CHIPS

完成上述移植后，實際上啟動后的uboot中的nand命令是通過include/nand.h實現(xiàn)的，例如nand erase調(diào)用了：

static inline int nand_erase(nand_info_t *info, ulong off, ulong size)

看看人家怎么做的：

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為了讓uboot支持自己QT板子的nand flash而進(jìn)行修改的部分 
1.前面的移植請參考我寫的一篇《U-Boot的編譯與移植到QT-S3C44B0X開發(fā)板上》，現(xiàn)在在board/51EDA/QT/目錄下建立nand.c文件。
2.在nand.c中添加自己的board_nand_init()函數(shù)。設(shè)定nand_chip結(jié)構(gòu)中的hwcontrol和dev_ready指針指向自己的函數(shù)QT_hwcontrol和QT_device_ready。并建立自己的QT_hwcontrol和QT_device_ready函數(shù)。
3.由于自己板子的nand flash的命令發(fā)送方式與uboot提供的通用nand flash命令發(fā)送方式不同，所以在nand.c文件中建立自己的命令發(fā)送函數(shù)QT_nand_command()，并在 board_nand_init()函數(shù)中將nand_chip結(jié)構(gòu)中的cmdfunc指針指向QT_nand_command()函數(shù)，使其使用自己定義的發(fā)送命令函數(shù)。
4.在include/configs/QT.h中定義CFG_NAND_BASE用于指定自己板子nand flash的I/O地址。
5.在CONFIG_COMMANDS中打開CFG_CMD_NAND選項。
6.在include/configs/QT.h中定義NAND_MAX_CHIPS指定自己板子的nand flash芯片數(shù)。
7.在include/configs/QT.h中定義CFG_MAX_NAND_DEVICE指定想要支持的nand flash設(shè)備數(shù)。

//這是比較深入的分析：

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U-BOOT Nand命令支持
u-boot1.1.6 nand_legacy驅(qū)動提供了u-boot對nand相關(guān)命令的一個輕量級的實現(xiàn)，但好象可擴(kuò)展性不足。本文主要分析u-boot 1.16/drivers/nand文檔夾下的源程式。
一.關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
1.struct mtd_info
該結(jié)構(gòu)在include＼linux＼mtd＼Mtd.h中定義，字段比較多，有很多還是函數(shù)指針，他是MTD設(shè)備操作的通用接口，這個結(jié)構(gòu)中有一個比較重要的成員 void *priv，priv被聲明成void指針，在下文的分析中會知道priv實際上指向了nand_chip結(jié)構(gòu)。
2.struct nand_chip
   該結(jié)構(gòu)在include＼linux＼mtd＼Nand.h中定義，從名字上看就知道u-boot用他來描述Nand Flash芯片的結(jié)構(gòu)，比如他定義了頁地址的偏移，頁地址的位掩碼等。struct nand_chip不用我們手動的初始化，而是由另外一個結(jié)構(gòu)，struct nand_flash_dev在程式中動態(tài)的初始化。
3.struct nand_flash_dev
    該結(jié)構(gòu)的定義有兩處地方分別是
①include/linux/mtd/nand_legacy.h 由nand_legacy模塊使用
②include/linux/mtd/nand.h       由u-boot通用nand架構(gòu)使用
特別是在移植的時候要小心把兩者混淆。我們先來看看改結(jié)構(gòu)的定義
struct nand_flash_dev {
       char *name;            
       int id;
       unsigned long pagesize;
       unsigned long chipsize;
       unsigned long erasesize;
       unsigned long options;
};
name : Nand Flash名稱
id : u-boot內(nèi)部id編號???
chipsize : 以MB為單位的芯片大小，比如64（M）
erasesize : 擦除塊的大小，比如0x4000（16K）
options : 一些選項，比較重要的是Flash的數(shù)據(jù)位寬，假如您的Nand Flash是16位寬的，則必須包含NAND_BUSWIDTH_16選項。我們必須根據(jù)所使用的Nand Flash來填充里面的字段。
4.關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在程式中的使用
struct nand_info_t nand_info[ CFG_MAX_NAND_DEVICE ];
在 drivers＼nand＼nand.c中定義。CFG_MAX_NAND_DEVICE是板子的Nand Flash芯片的數(shù)量必須在板子的配置文檔中定義（比如 include＼configs＼smdk2410.h）。

static struct nand_chip nand_chip[CFG_MAX_NAND_DEVICE];
在drivers＼nand＼nand.c中定義。CFG_MAX_NAND_DEVICE的定義同上。

struct nand_flash_dev nand_flash_ids[] = { … };
在drivers＼nand＼nand_ids.c中定義。這里要注意一點，在include＼linux＼mtd＼nand_ids.h里面也 nand_flash_ids[]的定義，那是由nand legacy驅(qū)動模塊使用的。兩者不能混淆!!!。在nand_flash_ids的定義中我找到了適合我的Nand Flash的結(jié)構(gòu)描述:
{"NAND 64MiB 3,3V 8-bit",        0x76, 512, 64, 0x4000, 0}
設(shè)備ID為0x76，頁大小為512Byte，總的容量為64M，擦除塊為0x4000（16K），數(shù)據(jù)位寬8Bit。假如您的Nand Flash沒有合適的描述，需要自己在該數(shù)組中添加相應(yīng)的定義。

二.Nand Flash初始化

1.nand_init（ drivers＼nand＼nand.c ）
nand_init函數(shù)在lib_xxx/Board.c的start_armboot中調(diào)用。是u-boot Nand的主函數(shù)。nand_init的主要功能是對CFG_MAX_NAND_DEVICE個Nand設(shè)備進(jìn)行初始化（調(diào)用 nand_init_chip）,累加Nand Flash的總大小。在nand_init結(jié)束時，能夠配置是否執(zhí)行board_nand_select_device,選擇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 ）調(diào)用各個研發(fā)板提供的 board_nand_init 函數(shù)（ board＼＼.c ）讓研發(fā)板獲得初始化Nand Flash芯片的機(jī)會。調(diào)用 nand_scan。
3.nand_scan （ drivers＼nand＼nand_base.c ）
int nand_scan( struct mtd_info *mtd, int maxchips )
這是u-boot初始化nand設(shè)備的核心函數(shù)。他主要完成以下工作

1）初始化nand_chip的函數(shù)指針，這些函數(shù)一般在 board＼＼.c中定義。
…
struct nand_chip *this = mtd->priv
....
if( this-> cmdfunc == NULL )
       this->cmdfunc = nand_command;
…
上面是初始化nand_chip中cmdfunc指針的代碼，假如在board_init_nand中研發(fā)板沒有提供自己的nand_command函數(shù)，u-boot 將使用默認(rèn)的nand_command函數(shù)（我覺得u-boot提供的這些默認(rèn)的函數(shù)都不適合特定的硬件，所以很多都要自己重新寫）。

2）使用上面注冊的函數(shù)指針，讀取Nand Flash的設(shè)備，并且在上文提到的nand_flash_ids[]中找是否有匹配項，若找到匹配的項，則初始化 nand_chip 和 mtd_info，他們的初始化代碼老長的一段，一般沒什么問題。

三. Nand Flash 操作
1. Read
函數(shù)調(diào)用層次:（如下圖）。 
 
以common/env_nand.c里面讀取Nand Flash中的環(huán)境變量為例
common/env_nand.c
ret = nand_read( &nand_info[0], CFG_ENV_OFFSET, &total, (u_char*)env_ptr );

nand_info[]就是我們在1.4講到的nand_info_t（mtd_info的別名）數(shù)組。此處的nand_read是個inline函數(shù)，下面是他的實現(xiàn):

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);
}

能夠看出nand_read實際上調(diào)用的是nand_info的read方法。nand_info的read方法是在2.3中講到的nand_scan中初始化
drivers/nand/nand_base.c
int nand_scan(struct mtd_info *mtd, int machips)
{
       …
       mtd->read = nand_read;
       …
}
此處又一個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 );
}

又一層包裝!!!

drivers/nand/nand_base.c
static int nand_read_ecc(…)
{
       …
}
終于到達(dá)最后一層了，nand_read_ecc通過調(diào)用nand_chip里面提供的函數(shù)對nand flash完成讀的操作。具體能夠看看代碼，老長的一段