zynq-smc驱动框架解析

要搭建一个以zynq为核心的平台，必须要在zynq外部挂载一个flash设备，通常用到的flash设备主要有nor-flash、nand-flash、qspi-flash等等。对于qspi-flash，chip与cpu之间是通过SPI总线连接的，具体的驱动需要去了解spi总线驱动的框架；而nor-flash、nand-flash与cpu连接都是通过smc控制器来实现的，也就是说必须要利用smc控制器来实现对nor-flash和nand-flash的操作。

在这里，我们就一起了解下SMC控制器的驱动代码，关于nand-flash的驱动代码，将会在下一篇博客中仔细解读。

首先，你需要知道你所用的芯片集成的是哪个厂家的SMC控制器，这个可以通过查阅芯片手册就可以获知。因为CPU采用的是ZYNQ，所以查阅ug585就能知道zynq采用的是PL353 SMC控制器。那么接下来的工作就是去阅读内核中的pl35x-smc.c文件。

PL353 SMC 驱动程序

PL353 SMC 驱动程序位于drivers\memory中的pl35x-smc.c。结合我之前博客中写的如何看linux驱动程序的步骤，可以看到：

module_platform_driver(pl35x_smc_driver);            //平台总线注册了pl353_smc控制器的驱动

当设备树中的smc的硬件信息被使能后，就会调用pl35x-smc.c文件中的probe函数

static int pl35x_smc_probe(struct platform_device *pdev)
{struct pl35x_smc_data *pl35x_smc;struct device_node *child;struct resource *res;int err;struct device_node *of_node = pdev->dev.of_node;const struct of_device_id *matches = NULL;pl35x_smc = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*pl35x_smc), GFP_KERNEL);        //分配一个pl35x_smc_data结构体空间if (!pl35x_smc)return -ENOMEM;/* Get the NAND controller virtual address */res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);        //获取设备树中的smc控制器的物理地址pl35x_smc_base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res);        //地址映射if (IS_ERR(pl35x_smc_base))return PTR_ERR(pl35x_smc_base);pl35x_smc->aclk = devm_clk_get(&pdev->dev, "aclk");        //获取设备树中描述的aclk信息if (IS_ERR(pl35x_smc->aclk)) {dev_err(&pdev->dev, "aclk clock not found.\n");return PTR_ERR(pl35x_smc->aclk);}pl35x_smc->memclk = devm_clk_get(&pdev->dev, "memclk");        //获取设备树中描述的memclk信息if (IS_ERR(pl35x_smc->memclk)) {dev_err(&pdev->dev, "memclk clock not found.\n");return PTR_ERR(pl35x_smc->memclk);}err = clk_prepare_enable(pl35x_smc->aclk);        //配置aclkif (err) {dev_err(&pdev->dev, "Unable to enable AXI clock.\n");return err;}err = clk_prepare_enable(pl35x_smc->memclk);        //配置memclkif (err) {dev_err(&pdev->dev, "Unable to enable memory clock.\n");goto out_clk_dis_aper;}platform_set_drvdata(pdev, pl35x_smc);/* clear interrupts */                    //关闭中断使能writel(PL35X_SMC_CFG_CLR_DEFAULT_MASK,pl35x_smc_base + PL35X_SMC_CFG_CLR_OFFS);/* Find compatible children. Only a single child is supported *///对于设备树中smc根节点下的子节点，进行遍历扫描，来匹配对应的子节点驱动程序for_each_available_child_of_node(of_node, child) {if (of_match_node(matches_nand, child)) {    //如果子节点的compatible = "arm,pl353-nand-r2p1"pl35x_smc_init_nand_interface(pdev, child);            //则将smc配置为nand-flash接口if (!matches) {matches = matches_nand;} else {dev_err(&pdev->dev,"incompatible configuration\n");goto out_clk_disable;}}if (of_match_node(matches_nor, child)) {    //如果子节点的compatible = "cfi-flash"static int counts;if (!matches) {matches = matches_nor;} else {if (matches != matches_nor || counts > 1) {dev_err(&pdev->dev,"incompatible configuration\n");goto out_clk_disable;}}counts++;}}if (matches)        //如果匹配上，则从设备树获取数据来填充平台设备of_platform_populate(of_node, matches, NULL, &pdev->dev);        //如果子节点包含有conpatiable属性，则在此函数中向内核注册设备节点return 0;out_clk_disable:clk_disable_unprepare(pl35x_smc->memclk);
out_clk_dis_aper:clk_disable_unprepare(pl35x_smc->aclk);return err;
}

顺着刚才的代码逻辑，在probe函数中匹配子节点时，如果flash设备是nand-flash，则调用了pl35x_smc_init_nand_interface函数，那么再去看看这个函数都干啥了。

static void pl35x_smc_init_nand_interface(struct platform_device *pdev,struct device_node *nand_node)
{u32 t_rc, t_wc, t_rea, t_wp, t_clr, t_ar, t_rr;int err;unsigned long timeout = jiffies + PL35X_NAND_ECC_BUSY_TIMEOUT;/* nand-cycle-<X> property is refer to the NAND flash timing* mapping between dts and the NAND flash AC timing*  X  : AC timing name*  t0 : t_rc*  t1 : t_wc*  t2 : t_rea*  t3 : t_wp*  t4 : t_clr*  t5 : t_ar*  t6 : t_rr*/err = of_property_read_u32(nand_node, "arm,nand-cycle-t0", &t_rc);//获取子节点中arm,nand-cycle-t0属性if (err) {dev_warn(&pdev->dev, "arm,nand-cycle-t0 not in device tree");goto default_nand_timing;}err = of_property_read_u32(nand_node, "arm,nand-cycle-t1", &t_wc);//获取子节点中arm,nand-cycle-t1属性  if (err) {dev_warn(&pdev->dev, "arm,nand-cycle-t1 not in device tree");goto default_nand_timing;}err = of_property_read_u32(nand_node, "arm,nand-cycle-t2", &t_rea);//获取子节点中arm,nand-cycle-t2属性if (err) {dev_warn(&pdev->dev, "arm,nand-cycle-t2 not in device tree");goto default_nand_timing;}err = of_property_read_u32(nand_node, "arm,nand-cycle-t3", &t_wp);//获取子节点中arm,nand-cycle-t3属性if (err) {dev_warn(&pdev->dev, "arm,nand-cycle-t3 not in device tree");goto default_nand_timing;}err = of_property_read_u32(nand_node, "arm,nand-cycle-t4", &t_clr);//获取子节点中arm,nand-cycle-t4属性if (err) {dev_warn(&pdev->dev, "arm,nand-cycle-t4 not in device tree");goto default_nand_timing;}err = of_property_read_u32(nand_node, "arm,nand-cycle-t5", &t_ar);//获取子节点中arm,nand-cycle-t5属性if (err) {dev_warn(&pdev->dev, "arm,nand-cycle-t5 not in device tree");goto default_nand_timing;}err = of_property_read_u32(nand_node, "arm,nand-cycle-t6", &t_rr);//获取子节点中arm,nand-cycle-t6属性if (err) {dev_warn(&pdev->dev, "arm,nand-cycle-t6 not in device tree");goto default_nand_timing;}default_nand_timing:    //如果设备树中没有此属性，则配置为默认属性if (err) {/* set default NAND flash timing property */dev_warn(&pdev->dev, "Using default timing for");dev_warn(&pdev->dev, "2Gb Numonyx MT29F2G08ABAEAWP NAND flash");dev_warn(&pdev->dev, "t_wp, t_clr, t_ar are set to 2");dev_warn(&pdev->dev, "t_rc, t_wc, t_rr are set to 4");dev_warn(&pdev->dev, "t_rea is set to 1");t_rc = t_wc = t_rr = 4;t_rea = 1;t_wp = t_clr = t_ar = 2;}pl35x_smc_set_buswidth(PL35X_SMC_MEM_WIDTH_8);    //设置smc与nand-flash之间的带宽为8位/** Default assume 50MHz clock (20ns cycle time) and 3V operation* The SET_CYCLES_REG register value depends on the flash device.* Look in to the device datasheet and change its value, This value* is for 2Gb Numonyx flash.*/pl35x_smc_set_cycles(t_rc, t_wc, t_rea, t_wp, t_clr, t_ar, t_rr);//将内存时间参数写进寄存器writel(PL35X_SMC_CFG_CLR_INT_CLR_1,pl35x_smc_base + PL35X_SMC_CFG_CLR_OFFS);    //清中断writel(PL35X_SMC_DC_UPT_NAND_REGS, pl35x_smc_base +PL35X_SMC_DIRECT_CMD_OFFS);        //使能NAND-FLASH片选/* Wait till the ECC operation is complete */        //等待ECC检测do {if (pl35x_smc_ecc_is_busy_noirq())cpu_relax();elsebreak;} while (!time_after_eq(jiffies, timeout));if (time_after_eq(jiffies, timeout))dev_err(&pdev->dev, "nand ecc busy status timed out");/* Set the command1 and command2 register */writel(PL35X_NAND_ECC_CMD1,pl35x_smc_base + PL35X_SMC_ECC_MEMCMD1_OFFS);//使用NAND命令初始化写操作writel(PL35X_NAND_ECC_CMD2,pl35x_smc_base + PL35X_SMC_ECC_MEMCMD2_OFFS);
}

到此，smc控制器的驱动程序就结束了，显然，我们看到了SMC驱动程序中注册了驱动程序，并且在probe的最后调用of_platform_populate函数来进行设备文件的注册。在of_platform_populate函数中，需要判断子节点是否有compatible，如果没有compatible属性，则在此不创建设备文件。但如果有compatible属性，则创建相应的设备文件。显然，nand-flash设备树中子节点并没有compatible属性，因此必然需要在另外一个文件中进行设备文件的注册操作。这个文件就是drivers\mtd\nand中的pl35x_nand.c。关于nand-flash驱动框架可参照我的下一篇博客。

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