linux下Nand Flash的JFFS2文件系统的移植

sarah

uclinux下Nand Flash的JFFS2文件系统的移植
现在（2005-12-5），linux对mtd设备支持的好得多，远没有我当时（大概2.5年前吧）做得那么复杂了，这里仍然要发原文，是因为想给初学者提供一个参考思路，介绍一下我对linux的学习了解的整个过程，希望对大家有借鉴意义。但是，建议还是使用最新的mtd补丁，新版本的mtd包括了对2k page 的nand flash的支持，要使用大于128MB的Nand flash，就用这个吧。文件系统方面，建议在Nor flash上，使用jffs2（jffs3也有，但是，我没用过，没有发言权）。在Nand flash上强烈建议使用yaffs，这比jffs2快很多，而且支持direct模式，在其他系统，比如：uCOS-II、winCE等都可以使用。我已经做到了在uCOS-II下和Linux下通过yaffs文件系统实现共享。但是，要想使用2k page的nand flash，只有使用yaffs2了。现在，yaffs2开源的代码有点问题，不能直接和mtd设备配合使用，稍作修改可以实现，有兴趣，我可以专门再写一片yaffs2的移植心得。
下面是，很早以前的心得了.....
uclinux下Nand Flash的JFFS2文件系统的移植（1）
继续上一篇《uClinux下移植Ne2000兼容的网卡驱动程序》中介绍的平台和操作系统，开始写JFF2的感想。虽然JFFS2的移植弄出来有一段时间了，但是，前一段时间忙着期末考试，无心写心得。昨天总算考完了，我就继续罗嗦那段时期的经历吧，希望把我遇到的问题和解决的方法和大家共享。错误之处也请不吝指出。
我使用的uClinux的硬件平台还是44B0那个板子具体的情况参见《uClinux下移植Ne2000兼容的网卡驱动程序》中的介绍。Flash我用的是三星公司的K9F2808——16MByte的Nand Flash。
开始，先看看有没有其他人的经验或者文章什么。用uclinux和jffs2关键词google了一下，找到了很多乱七八糟的东西，感觉唯一有用的也就是《The Linux MTD, JFFS HOWTO》，这篇文章写的比较细，我就是看这个逐渐地入了门。
首先，make menuconfig，把mtd打开。可是，发现我拿到的内核中，没有这个mtd选项。比较一下，发现uClinux-dist-20030305里面，编译4510的时候，就有mtd这个选项。比较郁闷，不过还是不甘心，仔细看看arch/armnommu/config.in文件，发现如下：
if [ "$CONFIG_ALIGNMENT_TRAP" = "y" ]; then
   source drivers/mtd/Config.in
fi
这就是问题了。不过还是不清楚这个CONFIG_ALIGNMENT_TRAP是干什么的。从字面上猜测可能是处理非对齐异常的。不过，如果我在前面定义了CONFIG_ALIGNMENT_TRAP，那么我的内核就不能正常的运行，看了半天源码，也没看懂，算了，索性把这个就给注释掉了（因为uClinux-dist-20030305里面就没有这个if）。这样，mtd就可以使用了。
接下来就是定制内核，在MTD中，开启CONFIG_MTD_PARTITIONS、CONFIG_MTD_CHAR、CONFIG_MTD_BLOCK，选中NAND Device Support中的全部选项（因为我用的是Nand Flash）。再到File system中选重JFFS2文件系统。
系统是怎么加载底层的Flash设备呢，很容易在/drivers/mtd/nand/目录下找到相关的代码。先看看Makefile，有如下一行：
obj-$(CONFIG_MTD_NAND_SPIA)   += spia.o
看来只有编译的时候定义了CONFIG_MTD_NAND_SPIA，spia.c才可以被编译。spia.c是一个关键的问题，Nand Flash的驱动程序就是从这里加载的。我不想改spia.c中的东西，就照着spia.c复制了一个文件arm_nand.c，在/drivers/mtd/nand/Makefile中添加
obj-$(CONFIG_MTD_NAND_ARM)   +=arm_nand.o
并修改drivers/mtd/nand/config.in文件，添加如下内容：
if [ "$CONFIG_ARM" = "y" ]; then
    dep_tristate 'NAND Flash device on ARM board' CONFIG_MTD_NAND_ARM $CONFIG_MTD_NAND
fi
这样，在定制内核的时候，只要是ARM的开发平台就可以使用我的这个arm_nand.c驱动程序了。这个arm_nand.c代码（原来的spia.c），很容易读懂，就是不熟悉Nand Flash的人，对照着芯片的Datasheet也很快就能看明白，需要改的就是你的板子上的Nand Flash几个控制信号线（主要是ALE、CLE、CE）的地址，输入输出的地址等等。我为了以后方便，把这些地址都通过宏定义放到了config.in中。
然后，在arm_nand.c代码中，最关键的就是partition_info的定义，我改成如下：
const static struct mtd_partition partition_info[] = {
/*    { name: "SPIA flash partition 1",
         offset: 0,
         size: 2*1024*1024 },*/
#ifdef CONFIG_ARCH_S3C44B0
       { name: "Nand flash partition",
         offset: 2*1024*1024,
         size: 14*1024*1024 }
#endif
};
#define NUM_PARTITIONS 1
很容易理解，因为我的nand flash中，前2M的空间，用于存放uclinux的kernel和romdisk，启动的时候通过bootloader加载到内存中。所以，这个空间是不能用的。剩下的14MB，就是划分成一个Flash盘准备上JFFS2了。
这样，似乎就可以了。编译内核，然后运行，
结果有如下错误：
readb called, but not implemented<2>kernel BUG at traps.c
待续
uclinux下Nand Flash的JFFS2文件系统的移植（2）
readb的这个问题其实很简单，用SourceInsight跟踪基层调用就知道，是因为在我的44b0的这个移植版本中根本就没有readb的定义，在include/asm-armnommu/arch-s3c44b0/io.h文件中添加：
#define readb(b)                __arch_getb(b)
#define readw(b)                __arch_getw(b)
#define readl(b)                __arch_getl(b)
#define writeb(v,b)             __arch_putb(v,b)
#define writew(v,b)             __arch_putw(v,b)
#define writel(v,b)             __arch_putl(v,b)
其中__arch_xxx也是在这个文件中定义，或者可以干脆直接(*(volatile unsigned xxx *)(xxx))。好了，系统启动，果然，找到Nand Flash：
NAND device: Manufacture ID: 0xec, Chip ID: 0x73 (Samsung KM29U128T)
Creating 1 MTD partitions on "Samsung KM29U128T":
0x00200000-0x01000000 : "Nand flash partition"
mtd: Giving out device 0 to Nand flash partition
系统启动以后，用cat /proc/mtd，可以显示如下信息。
dev:    size   erasesize  name
mtd0: 00e00000 00004000 "Nand flash partition"
没错了，Nand Flash的信息，容量，还有擦除的block的大小都没有问题。
然后，按照《The Linux MTD, JFFS HOWTO》所说，编译mtd工具，我是从网上下的mtd-snapshot-20030508，用mkfs.jffs2生成jffs2的映象文件（jffs2.img），这个和genromfs差不多。然后，在交叉编译mtd-snapshot-20030508，主要是用erase来擦除Flash。
接着，编辑romdisk，在/dev目录下，建立创建文件@mtd0,c,90,0、@mtdblock0,b,31,0。这就是用来访问的设备了。前者是字符设备类型，后者是block类型。
下面就可以用在目标板上
cp  /var/mnt/jffs2.img /dev/mtd0
把前面生成的jffs2格式的映象复制到mtd0设备中就是我们的Nand Flash了。
结果，发现系统死掉了。5555555555
在内核中把所有的跟踪信息开启，发现系统是在drivers/mtd/nand/nand.c中的nand_write_ecc中死掉了。用printk继续定位，把结果锁定在了下面的调用
wake_up (&this->wq);
因为我对系统内核不了解，当时连这个wake_up的函数是干什么的都不知道:(，用SourceInsight跟踪了好几天都没有头绪，最后，干脆放弃了，整天上课的时候捧着一本《Linux内核源码情景分析》来看（主要是上册），感觉写得不错，几天下来，收获颇丰。不过，感还是不能解决前面的问题……

wwwl999

不错不错!谢谢LZ!

debowe

赞一下：）

clivia

支持一下，好象没写完是吧[em02][em02][em02]

yunyunhyp

赞一个

Hugo801122

不错的文章！