3 FLASH驅(qū)動程序開發(fā)
3．1 Linux系統(tǒng)下的驅(qū)動程序
Linux系統(tǒng)將所有的設備都看作具體的文件，通過文件系統(tǒng)對設備進行管理。所以在Linux架構(gòu)中，和設備相關(guān)的處理分成兩層：文件系統(tǒng)層和設備驅(qū)動層。設備驅(qū)動層用來屏蔽具體設備的細節(jié)，文件系統(tǒng)層向用戶提供一組統(tǒng)一的接口。這種設備管理方法可以很好的實現(xiàn)設備無關(guān)性，使Linux系統(tǒng)可以隨著外部設備的發(fā)展進行擴展，比如要添加一個設備，只要根據(jù)該硬件設備特性向文件系統(tǒng)提供一組接口，應用程序通過系統(tǒng)調(diào)用接口來訪問設備。
Linux系統(tǒng)里將FLASH設備歸屬到MTD設備下管理，相對于常規(guī)塊設備驅(qū)動程序，MTD設備驅(qū)動程序能更好的支持和管理閃存。具體講，基于MTD的 FLAsH驅(qū)動程序，對上層可以很好的支持JFFS(針對NorFLASH)和YAFFS(針對NandFLASH)等文件系統(tǒng)，對下層FLASH的讀寫，擦除，壞塊處理都能進行很好的管理，它在硬件設備和上層文件系統(tǒng)間提供一個抽象接口。
3．2 FLASH驅(qū)動程序開發(fā)流程
FLASH驅(qū)動程序有兩種編程方式。一種是直接編程進內(nèi)核(Kernel)，另一種是編程成模塊(Modules)，如果編程進內(nèi)核，會增加內(nèi)核的大小，還要改動內(nèi)核源文件，不能動態(tài)卸載，不利于調(diào)試，所以FLASH驅(qū)動編程采用模塊化方式較好。
FLASH驅(qū)動開發(fā)流程要經(jīng)過四步：模塊化設計，編譯，加載，調(diào)用驗證。如圖4所示。
3．2．1 驅(qū)動程序的模塊化設計
構(gòu)成FLASH驅(qū)動程序的所有子程序，要進行模塊化設計，必須加入兩個函數(shù)：入口函數(shù)module init()和出口函數(shù)module_exit()。在執(zhí)行程序時module_init()會調(diào)用int_init cfi probe_init(void)，負責初始化MTD芯片，同時這個函數(shù)還調(diào)用register_mtd_chip_driver()，將cfi_chipdrv加入至 MTD驅(qū)動器列表chip_drvs_list中。初始化成功返回0，否則返回負值。實現(xiàn)代碼為：
另一個函數(shù)module_exit()執(zhí)行時，會調(diào)用staticvoid_exit cfi_probe_exit(void)，負責清除MTD芯片驅(qū)動工作。同時這個函數(shù)還調(diào)用unregister_mtd_chip_driver()，將cfi_chipdrv從MTD芯片驅(qū)動器列表chip_drvs_list中刪除。實現(xiàn)代碼為：
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其中：-O指定代碼優(yōu)化的級別；-D內(nèi)核模塊必須按照特殊定義的參數(shù)進行編譯，這些參數(shù)跟在選項-D后；MODULE通知頭文件要給出適當?shù)膬?nèi)核模塊定義；-KERNEL-通知頭文件形成的目標代碼在內(nèi)核態(tài)運行。得到的文件*．O就是一個FLASH驅(qū)動程序的目標文件，這樣FLAsH驅(qū)動程序編譯好。編譯好的模塊*．O放在／lib／roodules／2．4．18／misc下，然后用dep-mod-a使此模塊成為可加載模塊。
3．2．3 驅(qū)動程序的加載
加載模塊要用到兩個命令：insmod(加載)，rmmod(卸載)。加載時，module_init()函數(shù)被調(diào)用，這個函數(shù)向系統(tǒng)設備表登記 FLAsH設備。卸載時，module_exit()函數(shù)被調(diào)用，它釋放FLASH設備在系統(tǒng)設備表中占有的表項。注冊成功后就可以用mknod命令將 FLASH設備映射為一個特別文件，其他程序使用FLASH設備時，只要對此文件進行操作就行。Linux在／dev目錄中為每個設備建立了一個文件，用 ls-1命令列出函數(shù)返回值，若小于O，表示注冊失??；否則表示注冊成功。注冊以后，Linux將FLAsH設備名與主、次設備號聯(lián)系起來。當對 FLASH訪問時，Linux通過請求訪問FLASH設備名得到主、次設備號；然后把此訪問發(fā)送到FLASH設備驅(qū)動，F(xiàn)LASH驅(qū)動再根據(jù)次設備號調(diào)用不同的函數(shù)。
3．2．4 驅(qū)動程序的調(diào)用驗證
模塊加載到內(nèi)核后，然后就要調(diào)用驗證。在Linux根目錄下有dev子目錄，這里面是節(jié)點名，這些結(jié)點是通過mknod建立的，里面有MTD字符設備節(jié)點和MTD塊設備節(jié)點，通過訪問這些節(jié)點來訪問設備驅(qū)動程序。Open一般是設備節(jié)點上的第一個操作，訪問設備時其實就是系統(tǒng)調(diào)用open()函數(shù)，然后 open()函數(shù)打開設備準備進行I／O操作，該函數(shù)注冊進mtd_fops結(jié)構(gòu)中。
上面就是NorFLASH和NandFLASH驅(qū)動程序架構(gòu)，具體開發(fā)驅(qū)動程序時，就要填充架構(gòu)里的程序代碼，來完成驅(qū)動程序。這個框架中有一個函數(shù)表，具體到Linux系統(tǒng)里，需要提供一個結(jié)構(gòu)來向系統(tǒng)說明FLASH驅(qū)動程序所提供的一組入口點，這個結(jié)構(gòu)就是fop函數(shù)表。
FLASH驅(qū)動程序運行時，向內(nèi)核注冊，告訴系統(tǒng)fop函數(shù)表是跟FLASH驅(qū)動程序相關(guān)聯(lián)的。當用戶去訪問驅(qū)動程序時，系統(tǒng)就告訴文件系統(tǒng)的管理程序，調(diào)用fop函數(shù)表就可以，然后調(diào)用函數(shù)表里的函數(shù)，完成用戶要求。當從設備來收發(fā)數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)不是調(diào)用read()，write()這兩個函數(shù)，fop結(jié)構(gòu)里沒這兩個函數(shù)，而是要用到一個函數(shù)blk_init_queue()，這個函數(shù)向上注冊了一個請求處理函數(shù)request，對FLASH設備的讀取和發(fā)送數(shù)據(jù)，都是從請求隊列發(fā)出一個請求，請求調(diào)用請求處理函數(shù)，由請求處理函數(shù)執(zhí)行具體的讀寫操作。設計驅(qū)動程序90％工作來完成fop函數(shù)表及re- quest函數(shù)，10％完成驅(qū)動程序中的一些函數(shù)接口。完成了這些函數(shù)加上上面的FLASH驅(qū)動程序架構(gòu)就構(gòu)成了完整的FLASH驅(qū)動程序。
4 結(jié) 語
基于Samsung公司的s3c2410處理器平臺，分析和設計NorFLASH和NandFLASH的接口和驅(qū)動，詳細介紹兩種FLASH的硬件結(jié)構(gòu)、性能差異、讀寫時序、以及驅(qū)動開發(fā)。NorFLASH和NandFLASH因其在存儲數(shù)據(jù)和程序以及性價比方面的優(yōu)勢，占據(jù)的存儲器市場份額越來越多，并在嵌入式系統(tǒng)中得到廣泛應用。
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