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U-Boot MTD Block Device Design

:::info 文档信息

发布版本：1.3　·　页数：7　·　语言：英文

原始文档：Rockchip_Developer_Guide_UBoot_MTD_Block_Device_Design_CN.pdf

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章节大纲​

  • U-Boot MTD Block Device Design（P1）
    • 1 引用参考（P2）
    • 2 术语（P2）
    • 3 简介（P2）
    • 4 设计（P2）
      • 4.1 MTD block 设计（P2）
      • 4.2 多设备挂接设计（P2）
      • 4.3 分区表设计（P3）
      • 4.4 新增 CONFIG（P3）
      • 4.5 驱动挂接框图（P3）
      • 4.6 SPL MTD block 设计（P4）
    • 5 step by step（P5）
      • 5.1 U-Boot（P5）
      • 5.2 SPL（P7）

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1 引用参考​

[1].《Rockchip-Developer-Guide-UBoot-nextdev-CN.md》

[2].《Rockchip-Developer-Guide-Uboot-mmc-device-driver-analysis.md》

2 术语​

MTD：Memory Technology Device 即内存技术设备。

3 简介​

设计 MTD block 层，兼容目前 block 设备接口。

4 设计​

4.1 MTD block 设计​

设计 mtd bread & bwrite & berase 三个函数，通过 desc->devnum 来区分挂接的不同 MTD 设备，这样上层可以直接调用 blk_dread & blk_dwrite & blk_derase 操作 MTD 设备。代码位于drivers/mtd/mtd_blk.c。

4.2 多设备挂接设计​

对于 block 设备，会依据 if_type 与 devnum 来找挂接在 block 设备下的驱动。对于挂接在 block 设备下的 MTD 驱动，定义 if_type 为 IF_TYPE_MTD。devnum 在设备驱动在与 block 层 bind 时传递。例：

static int rockchip_nandc_bind(struct udevice *udev)

... blk_create_devicef(udev, "mtd_blk", "blk", IF_TYPE_MTD, devnum, 512, 0, &bdev); ...｝

devnum 为不同设备，目前 nand 设备有 nand，spi nand, spi nor 分别为 0，1，2。

MTD block 不同设备间切换：

mtd dev <devnum>

读写擦除接口挂接：

ulong mtd_dread(struct udevice *udev, lbaint_t start, lbaint_t blkcnt, void *dst)

struct blk_desc *desc = dev_get_uclass_platdata(udev);
if (desc->devnum == BLK_MTD_NAND) {

/* nand驱动*/

} else if (desc->devnum == BLK_MTD_SPI_NAND) {

/* spi nand驱动 */

} else if (desc->devnum == BLK_MTD_SPI_NOR) {

/* spi nor驱动 */ } }

ulong mtd_dwrite(struct udevice *udev, lbaint_t start, lbaint_t blkcnt, const void *src)

struct blk_desc *desc = dev_get_uclass_platdata(udev);
if (desc->devnum == BLK_MTD_NAND) {

/* nand驱动*/

} else if (desc->devnum == BLK_MTD_SPI_NAND) {

/* spi nand驱动 */

} else if (desc->devnum == BLK_MTD_SPI_NOR) {

/* spi nor驱动 */ } }

ulong mtd_derase(struct udevice *udev, lbaint_t start, lbaint_t blkcnt)

struct blk_desc *desc = dev_get_uclass_platdata(udev);
if (desc->devnum == BLK_MTD_NAND) {

/* nand驱动*/

} else if (desc->devnum == BLK_MTD_SPI_NAND) {

/* spi nand驱动 */

} else if (desc->devnum == BLK_MTD_SPI_NOR) {

/* spi nor驱动 */ } }

4.3 分区表设计​

兼容 GPT 分区表，注意 nand flash 与 spi flash 尾部需要保留 4 个 blocks 用于保存坏块表。

4.4 新增 CONFIG​

增加 CONFIG_MTD_BLK、CONFIG_CMD_MTD_BLK，支持 mtd block device。

4.5 驱动挂接框图​

4.6 SPL MTD block 设计​

SPL MTD block 层可以统一 SPL 下的 nand & spi nand & spi nor 的驱动调用，上层有统一的接口读写设备，达到精简代码的效果。

框架代码：

./common/spl/spl_mtd_blk.c ./drivers/mtd/mtdcore.c ./drivers/mtd/mtd_blk.c ./drivers/mtd/mtd_uboot.c ./drivers/mtd/mtd-uclass.c

config 配置：

CONFIG_SPL_MTD_SUPPORT=y

分区表支持：CONFIG_SPL_LIBDISK_SUPPORT=y CONFIG_SPL_EFI_PARTITION=y CONFIG_PARTITION_TYPE_GUID=y

启动顺序配置：

// rkxxxx-u-boot.dtsi

chosen {

u-boot,spl-boot-order = &sfc, &nandc, &emmc;

};

启动顺序源码：

// arch/arm/mach-rockchip/spl-boot-order.c

void board_boot_order(u32 *spl_boot_list)

boot_device = spl_node_to_boot_device(node);

}

static int spl_node_to_boot_device(int node)

struct udevice *parent;

if (!uclass_get_device_by_of_offset(UCLASS_SPI, node, &parent)) return BOOT_DEVICE_MTD_BLK_SPI_NAND; .... }

读接口：

unsigned long blk_dread(struct blk_desc *block_dev, lbaint_t start, lbaint_t blkcnt, void *buffer)

5 step by step​

5.1 U-Boot​

  1. 对应的 defconfig 添加

CONFIG_MTD_BLK=y CONFIG_CMD_MTD_BLK=y

其他 nand 的配置可以参考https://10.10.10.29/#/c/android/rk/u-boot/+/75116/。

  1. 更新支持 mtd 的 laoder，rk3308 补丁地址https://10.10.10.29/#/c/rk/rkbin/+/75644/。3. 编译 uboot，例如编译 rk3308

./make.sh rk3308

  1. 更改支持 GPT 的 parameter.txt，例如：FIRMWARE_VER:8.1 MACHINE_MODEL:RK3308 MACHINE_ID:007 MANUFACTURER: RK3308 MAGIC: 0x5041524B ATAG: 0x00200800 MACHINE: 3308 CHECK_MASK: 0x80 PWR_HLD: 0,0,A,0,1 TYPE: GPT CMDLINE:mtdparts=rk29xxnand:0x00000800@0x00001000(uboot),0x00000800@0x00000800(t rust),0x00000800@0x00003000(misc),0x00007800@0x00003800(recovery),0x00004800@0x0 000B000(boot),0x00020000@0x0000F800(rootfs),-@0x0002F800(data:grow)

  2. 烧写固件

  3. 成功启动 log

U-Boot 2017.09-02976-g47b3c04-dirty (Jun 19 2019 - 17:02:46 +0800)

Device 0: nand_base: Could not find valid JEDEC parameter page; aborting //正常错误打印Vendor: 0x2207 Rev: V1.00 Prod: MTD                                     //MTD设备初始化

Type: Hard Disk Capacity: 255.5 MB = 0.2 GB (523264 x 512) ... is now current device Bootdev: mtd 0                 //Bootdev为MTD设备PartType: EFI                   //使用GPT分区

Starting kernel ... [   0.000000] Kernel command line: storagemedia=mtd androidboot.storagemedia=mtd androidboot.mode=normal mtdparts=rk- nand:0x200000@0x400000(uboot),0x200000@0x600000(trust),0x100000@0x800000(misc),0 xc00000@0x900000(recovery),0x900000@0x1500000(boot),0x2a00000@0x1e00000(rootfs), 0x1a00000@0x4800000(oem),-@0x6200000(userdata:grow) androidboot.slot_suffix= androidboot.serialno=c3d9b8674f4b94f6 rootwait earlycon=uart8250,mmio32,0xff0c0000 swiotlb=1 console=ttyFIQ0 ubi.mtd=5 root=ubi0:rootfs rootfstype=ubifs snd_aloop.index=7   //mtdparts为调整过的分区表，单位为Byte //ubi.mtd指定分区中rootfs的位置

5.2 SPL​

1.config 配置，参考https://10.10.10.29/#/c/android/rk/u-boot/+/79335/

2.uboot 编译，例如编译 rk3308

./make.sh rk3308

3.编译 pre-loader

./make.sh spl-s ../rkbin/RKBOOT/RK3308MINIALL_WO_FTL.ini

4.下载编译参考上章节