1、 背景介紹

板子上的zynq通過emc外接一塊nor flash，地址分配如下：

Nor flash的起始地址為0x80000000。當zynq上運行Linux后可以通過對該地址起始的區域進行擦除、讀寫操作從而對NOR FLASH進行操作。具體參看前一篇博客點擊打開鏈接

不過，這種實現方式雖然簡單，但對用戶來說使用不方便，沒有用戶會自己計算需要擦除多少扇區或讀寫多少扇區的。基于這點考慮，在nor flash上面掛載文件系統就顯得格外重要。

2、 MTD介紹

在linux中掛載文件系統需要借助MTD系統，結構圖如下：

具體每層的含義以及每層之間是如何交互的可以參看宋寶華的《Linux驅動開發詳解》這本書。

對于NOR FLASH來說，MTD往下的層次結構如下：

上圖中提到了需要使用CFI JFDEC等驅動，這些驅動已經實現了大多數常見的NOR FLASH操作，驅動開發人員完全不需要實現最底層的FLASH操作序列。

為了使用這些驅動，加載NOR FLASH時需要進行下面操作：

根據板子上的NOR FLASH編寫對應的代碼，代碼中需要做的事情不多。

（1） 定義 map_info 的實例，初始化其中的成員，根據目標板的情況為 name、size、bankwidth 和 phys 賦值。

（2） 如果 Flash 要分區，則定義 mtd_partition 數組，將實際電路板中 Flash 分區信息記錄于其中。

（3） 以 map_info 和探測的接口類型（如"cfi_probe"、"jedec_probe"等）為參數調用do_map_ probe()，探測Flash 得到mtd_info。do_map_probe()會根據傳入的參數 name 通過 get_mtd_chip_driver()得到具體的MTD驅動，調用與接口對應的 probe()函數探測設備，利用 map_info 中的配置，do_map_probe()可以自動識別支持 CFI 或 JEDEC（電子元件工業聯合會）接口的 Flash 芯片，MTD以后會自動采用適當的命令參數對 Flash進行讀寫或擦除。

（4） 在模塊初始化時以 mtd_info 為參數調用 add_mtd_device()或以mtd_info、mtd_partition數組及分區數為參數調用 add_mtd_partitions()注冊設備或分區。當然，在這之前可以調用 parse_mtd_partitions()查看Flash 上是否已有分區信息，并將查看出的分區信息通過 add_mtd_partitions()注冊。

最后將代碼編譯到內核中即可。

3、 代碼實現
下面是根據板子的具體配置編寫的NOR FLASH驅動代碼，其實也就是執行上面的幾個操作，配置一下相關的信息。
#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include
#include

#include

#include

#include "mtdcore.h"

#define WINDOW_ADDR 0x80000000
#define WINDOW_SIZE 0x8000000
#define BUSWIDTH 2

#define PROBETYPES { "cfi_probe", NULL }

#define MSG_PREFIX "S3C2410-NOR:"
#define MTDID "s3c2410-nor"
#define CONFIG_MTD_PARTITIONS

static struct mtd_info *mymtd;

struct map_info s3c2410nor_map = // map_info
{
.name = "NOR Flash on S3C2410",
.size = WINDOW_SIZE,
.bankwidth = BUSWIDTH,
.phys = WINDOW_ADDR,
};

#ifdef CONFIG_MTD_PARTITIONS

static struct mtd_partition static_partitions[] =
{
{
.name = "test1", .size = 0x200000, .offset = 0x020000
} ,
{
.name = "test2", .size = 0x400000, .offset = 0x200000
} ,
};
#endif

static int mtd_parts_nb = 0;
static struct mtd_partition *mtd_parts = 0;

int __init init_s3c2410nor(void)
{
static const char *rom_probe_types[] = PROBETYPES;
const char **type;
const char *part_type = 0;

printk(KERN_NOTICE MSG_PREFIX "0x%08x at 0x%08x\n", WINDOW_SIZE,WINDOW_ADDR);
s3c2410nor_map.virt = ioremap(WINDOW_ADDR, WINDOW_SIZE);
if (!s3c2410nor_map.virt)
{
printk(MSG_PREFIX "failed to ioremap\n");
return - EIO;
}
simple_map_init(&s3c2410nor_map);
mymtd = 0;
type = rom_probe_types;
for (; !mymtd && *type; type++)
{
mymtd = do_map_probe(*type, &s3c2410nor_map);
}
if (mymtd)
{
mymtd->owner = THIS_MODULE;
#ifdef CONFIG_MTD_PARTITIONS

if (mtd_parts_nb == 0) //using default partitions
{
mtd_parts = static_partitions;
mtd_parts_nb = ARRAY_SIZE(static_partitions);
part_type = "static";
}

#endif

add_mtd_device(mymtd);
printk("mtd parts is %d\n",mtd_parts_nb);

if (mtd_parts_nb == 0)
{
printk(KERN_NOTICE MSG_PREFIX "no partition infoavailable\n");
}
else
{
printk(KERN_NOTICE MSG_PREFIX "using %s partitiondefinition\n",part_type);
add_mtd_partitions(mymtd, mtd_parts, mtd_parts_nb);
}
return 0;
}
iounmap((void*)s3c2410nor_map.virt);
return - ENXIO;
}

static void __exit cleanup_s3c2410nor(void)
{
if (mymtd)
{
del_mtd_partitions(mymtd);
del_mtd_device(mymtd);
map_destroy(mymtd);
}
if (s3c2410nor_map.virt)
{
iounmap((void*)s3c2410nor_map.virt);
s3c2410nor_map.virt = 0;
}
}

module_init(init_s3c2410nor);
module_exit(cleanup_s3c2410nor);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Alexander Larsson ");
MODULE_DESCRIPTION("Simulated MTD driver for testing");

需要配置的是

#defineWINDOW_ADDR 0x80000000 //和vivado里面的emc起始地址一致

#defineWINDOW_SIZE 0x8000000 //nor flash大小

#defineBUSWIDTH 2 //這里需要注意，在vivado中配置的寬度為16，見下圖，但這里填寫的是字節寬度，所以為2

代碼中選擇手動配置好分區信息，就不需要從devicetree配置中去讀了，再說也不知道把NOR FLASH的分區信息放在devicetree中的何處。上面代碼中建了2個分區

將代碼放在drivers/mtd/chips下

makefile中暴力加入：
obj-y +=S3C2410.o

就可以將模塊編譯進內核中了。

4、 測試
在linux啟動過程中能看到下面信息：

可以看到這里打印出了NOR FLASH的起始地址（這里是物理地址，虛實映射在init函數中做了），兩個分區信息，分區情況和代碼中寫的一致。

可以通過cat/proc/mtd查看系統內所有的分區信息

Mtd0為NORFLASH的全部區域，大小為0x8000000，和代碼中的WINDOW_SIZE一樣，test1，test2自然也在這里。這里需要注意的是，自己建立的分區大小和偏移量需要為erasesize的整數倍，因為MTD是按塊進行擦除的，否則會出現以下錯誤：

接下來可以進行文件讀寫測試，如圖

上面對test1進行了擦除，掛載文件系統，寫入文件，重新上電后查看文件信息

可以看到文件依然存在，測試通過。

5、 總結
由于被同事忽悠，之前以為掛載文件系統是一件很復雜的事情，現在發現linux中現有的驅動已經幫做了很多事情，我們需要做的只是簡單的配置，正如宋寶華在《Linux設備驅動開發詳解》這本書中所說，由于引入了 MTD 系統以及 MTD 下層的通用 NOR 和NAND 驅動，Linux 中 NOR和NAND Flash 芯片級驅動的設計難度甚至要低于一個普通的 GPIO 字符設備。