Linux MTD: NAND Flash驱动与硬件的交互解析

本文主要探讨了在Linux内核中，如何通过MTD（Memory Technology Device）框架实现NAND Flash硬件驱动与MTD原始设备之间的交互。作者从下往上，即从硬件驱动开始，逐步解析它们如何建立联系。 MTD是Linux内核中用于访问非易失性存储器如闪存的抽象层，它将底层硬件的具体细节隐藏，提供了一个通用的接口供上层应用程序和系统使用。NAND Flash是广泛应用于嵌入式系统和移动设备的一种存储技术，它的驱动需要与MTD框架协同工作。 文章从`s3c24xx_nand_probe`这个入口函数开始分析，这是驱动程序探测设备并初始化的过程。在这个函数中，首先通过`to_platform_device`和`to_nand_plat`获取平台设备和相关的NAND Flash配置信息。接着，分配并初始化一个`struct s3c2410_nand_info`结构体，用于存储NAND Flash的相关参数。`dev_set_drvdata`被用来将驱动数据与设备对象关联，以便后续使用。 驱动程序还需要设置必要的同步机制，例如使用`spin_lock_init`初始化自旋锁，以保证多线程环境下的安全访问。同时，`init_waitqueue_head`初始化等待队列，用于在I/O操作时处理阻塞和唤醒。 驱动程序还需要获取和启动时钟源，以便控制NAND Flash的读写操作。然后，通过`request_mem_region`请求内存区域，确保驱动可以访问NAND Flash的物理地址空间。接下来，配置NAND控制器的寄存器，并调用`platform_set_drvdata`将驱动数据设置到平台设备上。 在完成了这些初始化步骤之后，驱动会注册到MTD子系统，这通常通过调用`add_mtd_devices`或`register_nand_device`完成。这样，MTD框架就可以识别并管理这个NAND Flash设备，提供给上层的文件系统和其他用户空间组件使用。 一旦注册成功，MTD框架就会处理所有的读写请求，通过其内部的层间通信，将这些请求转化为对NAND Flash硬件的指令。MTD层会处理ecc校验、坏块管理等高级功能，而硬件驱动则负责执行实际的I/O操作，如读取或写入数据到物理芯片。 总结来说，MTD原始设备与NAND Flash硬件驱动之间的对话是一个复杂而有序的过程，涉及到设备探测、初始化、同步机制设置、内存区域请求以及注册到MTD框架等多个环节。通过这样的设计，Linux内核能够灵活地支持多种类型的NAND Flash设备，同时简化了驱动开发和系统的维护工作。