1.3.3. 读操作的硬件到软件的映射

下面这部分主要介绍一下，关于硬件的设计和规范，是如何映射到具体的软件实现的，看了这部分内容之后，你对如何根据硬件的规范去用软件代码实现对应的功能，就有了大概的了解了，然后去实现对应的某硬件的驱动，就有了大概的脉络了。

关于硬件部分的细节，前面其实已经介绍过了，但是为了方便说明，此处还是以读操作为例去讲解硬件到软件是如何映射的。

再次贴出上面的那个图：

图 1.14. Nand Flash数据读取操作的时序图

对于上面的从1到6，每个阶段所表示的含义，再简单解释一下：

此阶段，是读命令第一个周期，发送的命令为0x00。
此阶段，依次发送列地址，关于这些行地址，列地址等是如何计算出来的，后面的内容会有详细解释。
此阶段是发送对应的行地址
此阶段是发送读命令第二周期2nd cycle所对应的命令，0x30
此阶段是等待时间，等待Nand Flash硬件上准备好对应的数据，以便后续读出。
此阶段，就是一点点地把所需要的数据读出来。

上面的是内容，说的是硬件是如何设计的，而这硬件的设计，即硬件的逻辑时序是如何规定的，对应的软件实现，也就要如何实现。不过可以看出的是，其中很多步骤，比如步骤1和步骤4，那都是固定的，而且，即使其中的步骤2和步骤3，即使是不同厂家和不同的Nand Flash芯片，除了要写入的列地址和行地址可能不同之外，也都是逻辑一样的，同样地，步骤5和6，也都是一样的，唯一不同的，是每家不同的Nand Flash控制器不同，所以具体到步骤6的时候，去读出数据的方式不同，所以，那一部分肯定是你要实现Nand Flash驱动的时候要自己实现的，而对应的其他几个公有的步骤呢，就有了Linux的MTD层帮你实现好了，所以，下面就来介绍一下，关于读取一个Nand Flash的页Page，Linux的MTD层，是如何具体的帮你实现的：

关于Nand Flash的读操作，即读取一页的数据，这样的读数据的操作，很明显，是从上层文件系统传递过来的，其细节我们在此忽略，但是要知道，上层读取数据的请求，传递到了MTD这一层，其入口是哪个函数，然后我们才能继续往下面分析细节。

关于下面所要的介绍的代码，如果没有明确指出，都是位于此文件：

代码位置：\drivers\mtd\nand\nand_base.c

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：

static int nand_do_read_ops(struct mtd_info *mtd, loff_t from, struct mtd_oob_ops *ops)
{
    ............
    while(1) {
        ......
        chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_READ0, 0x00, page); 
        ......
        ret = chip->ecc.read_page(mtd, chip, bufpoi, 
        buf += bytes;
        ......
        readlen - = bytes;
        if (! readlen)
        break;
        / * For subsequent reads align to page boundary. */
        col = 0;
        / * Increment page address */
        realpage++;
        page = realpage & chip->pagemask;
        ......
        }
    ......
    }

    ............
    return mtd->ecc_stats.corrected - stats.corrected ? - EUCLEAN : 0;
}

	要读取数据，肯定是要先发送对应的读页（read page）的命令
	发送完命令，接着就可以去调用read_page函数读取对应的数据了

对于上述中的函数cmdfunc，一般来说可以不用自己的驱动中实现，而直接使用MTD层提供的已有的函数，nand_command_lp，其细节如下：

static void nand_command_lp(struct mtd_info *mtd, unsigned int command, int column, int page_addr)
{
    ......
    / * Command latch cycle */
    chip->cmd_ctrl(mtd, command & 0xff, NAND_NCE | NAND_CLE | NAND_CTRL_CHANGE);

    if (column ! = - 1 | | page_addr ! = - 1) {
        int ctrl = NAND_CTRL_CHANGE | NAND_NCE | NAND_ALE;
        / * Serially input address */
        if (column ! = - 1) {
            / * Adjust columns for 16 bit buswidth */
            if (chip->options & NAND_BUSWIDTH_16)
            column >>= 1;
            chip->cmd_ctrl(mtd, column, ctrl);
            ctrl &= ~NAND_CTRL_CHANGE;
            chip->cmd_ctrl(mtd, column >> 8, ctrl);
        }
        if (page_addr ! = - 1) {
            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);
        }
    }
    chip->cmd_ctrl(mtd, NAND_CMD_NONE, NAND_NCE | NAND_CTRL_CHANGE);
    / *
    * program and erase have their own busy handlers
    * status, sequential in, and deplete1 need no delay
    */
    switch (command) {
        ......
        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:
        ......
    }

    / * Apply this short delay always to ensure that we do wait tWB in
    * any case on any machine. */
    /* */
    ndelay(100);

    nand_wait_ready(mtd);
}

	此处就是就是发送读命令的第一个周期1st Cycle的命令，即0x00，对应着上述时序图中的1
	接下来是发送两个column，列地址，对应着上述时序图中的2
	然后发送三个row行地址，对应着上述时序图中的3
	接下来发送读命令的第二个周期2nd Cycle的命令，即0x30，对应着上述时序图中的4
	此处是对应着上述时序图中4的tWB的等待时间
	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，以供之后读取，即对应着时序图中的5

对于之前的的函数read_page，一般来说也可以不用自己的驱动中实现，而直接使用MTD层提供的已有的函数，nand_read_page_hwecc，该函数所要实现的功能，正是上面余下没介绍的6，即一点点的读出我们要的数据：

static int nand_read_page_hwecc(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *chip, uint8_t *buf, int page)
{
    ......
    for (i = 0; eccsteps; eccsteps-- , i += eccbytes, p += eccsize) {
        chip->ecc.hwctl(mtd, NAND_ECC_READ);

        chip->read_buf(mtd, p, eccsize);

        chip->ecc.calculate(mtd, p, &ecc_calc[i]);
    }
    ......
}

真正的数据读取，就是下面这个read_buf函数了

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，那肯定要你的驱动自己实现。

对于我们这里的s3c2410的例子来说，就是s3c2410_nand_read_buf：

文件位置：\drivers\mtd\nand\s3c2410.c

static void s3c2410_nand_read_buf(struct mtd_info *mtd, u_char *buf, int len)
{
    struct nand_chip *this = mtd->priv;
    readsb(this->IO_ADDR_R, buf, len);
}

真正的地址去读取数据

可以看出，此处的实现相当地的简单，就是读取对应的IO的地址，然后就可以把数据读出来就可以了。

不过，要注意的是，并不是所有的驱动都是这么简单，具体情况则是不同的Nand Flash控制器对应不同实现方法。

至此，关于整个的Nand Flash的读取一页的数据的操作，是如何将硬件的逻辑时序图，映射到对应的软件的实现的，就已经介绍完了。而看懂了这个过程，你才会更加明白，原来MTD层，已经帮助我们实现了很多很多通用的操作所对应的软件部分，而只需要我们实现剩下那些和具体硬件相关的操作的函数，就可以了，可以说大大减轻了驱动开发者的工作量。

因为，如果没了MTD层，那么上面那么多的函数，几乎都要我们自己实现，单单是代码量，就很庞大，而且再加上写完代码后的驱动测试功能是否正常，使得整个驱动开发，变得难的多得多。


1.3.2.1. Linux MTD中检测不同类型Nand Flash的ID部分的代码		1.3.4. Nand flash驱动工作原理

【详解】如何编写Linux下Nand Flash驱动1.3. 软件方面

1.3.3. 读操作的硬件到软件的映射

【详解】如何编写Linux下Nand Flash驱动

1.3. 软件方面