1、由原理图知接TQ2440的nanflash型号是K9F2G08U0A，2KB页面大页结构，256M。16位数据格式，接2440如下图所示：
?
2、在include/configs/smdk2440.h头文件中定义Nand要用到的宏和寄存器，如下：
vi include/configs/smdk2440.h
/*
?* Nand flash register and envionment variables
?*/
#define CONFIG_S3C2440_NAND_BOOT? 1
#define NAND_CTL_BASE? 0x4E000000
#define STACK_BASE? 0x33F00000????
#define STACK_SIZE? 0x8000????????
#define oNFCONF? 0x00
#define oNFCONT? 0x04
#define oNFADDR? 0x0c //0x4E00000c
#define oNFDATA? 0x10 //0x4E000010
#define oNFCMD?? 0x08 //0x4E000008
#define oNFSTAT? 0x20 //0x4E000020
#define oNFECC?? 0x2c //0x4E00002c
?
3、修改cpu/arm920t/start.S这个文件，使u-boot从Nand Flash启动，在上一节中提过，u-boot默认是从Nor Flash启动的。修改部分如下：
//注释掉系统从Norflash启动这部分代码
#if 0
#ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT
relocate:????/* relocate U-Boot to RAM???? */
?adr?r0,_start??/* r0 <- current position of code?? */
?ldr?r1,_TEXT_BASE??/* test if we run from flash or RAM */
?cmp?r0,r1???/* don't reloc during debug???????? */
?beq?stack_setup
?ldr?r2,_armboot_start
?ldr?r3,_bss_start
?sub?r2,r3,r2??/* r2 <- size of armboot??????????? */
?add?r2,r0,r2??/* r2 <- source end address???????? */
copy_loop:
?ldmia?r0!,{r3-r10}??/* copy from source address [r0]??? */
?stmia?r1!,{r3-r10}??/* copy to?? target address [r1]??? */
?cmp?r0,r2???/* until source end addreee [r2]??? */
?ble?copy_loop
#endif?/* CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT */
#endif
?
//下面添加2440中u-boot从Nand Flash启动-----------------
#ifdef CONFIG_S3C2440_NAND_BOOT
?
?mov r1,#NAND_CTL_BASE?? //复位Nand Flash
?ldr r2,=( (0<<12)|(3<<8)|(0<<4)|(3<<2)|(1<<1) )
?str r2,[r1,#oNFCONF]?? //设置配置寄存器的初始值，参考s3c2440手册
?ldr r2,#oNFCONF]
?ldr r2,=( (1<<4)|(1<<1)|(1<<0) )
?str r2,#oNFCONT]?? //设置控制寄存器
?ldr r2,#oNFCONT]
?//ldr r2,=(0x01)?????????? //RnB Clear
?//str r2,#oNFSTAT]
?//ldr r2,#oNFSTAT]
?
?mov r2,#0xff??????????? //复位command
?strb r2,#oNFCMD]
?mov r3,#0?????????????? //等待
nand1:
?add r3,#0x1
?cmp r3,#0xa
?blt nand1
nand2:
?ldr r2,#oNFSTAT]?? //等待就绪
?tst r2,#0x4
?beq nand2
?ldr r2,#oNFCONT]
?orr r2,r2,#0x02???????? //取消片选
?str r2,#oNFCONT]
?//get read to call C functions (for nand_read())
?ldr sp,DW_STACK_START?? //为C代码准备堆栈,DW_STACK_START定义在下面
?mov fp,#0
?//copy U-Boot to RAM
?ldr r0,=TEXT_BASE//传递给C代码的第一个参数：u-boot在RAM中的起始地址
?mov r1,#0x0????? //传递给C代码的第二个参数：Nand Flash的起始地址
?mov r2,#0x30000? //传递给C代码的第三个参数：u-boot的长度大小(192k)
?bl nand_read_ll?? //此处调用C代码中读Nand的函数，现在还没有要自己编写实现
?tst r0,#0x0
?beq ok_nand_read
?bad_nand_read:
?loop2: b loop2??? //infinite loop
?
ok_nand_read:
?//检查搬移后的数据，如果前4k完全相同，表示搬移成功
?mov r0,#0
?ldr r1,=TEXT_BASE
?mov r2,#0x1000?????????? //4 bytes * 1024 = 4K-bytes
go_next:
?ldr r3,[r0],#4
?ldr r4,[r1],#4
?teq r3,r4
??? bne notmatch
?
??? subs r2,#4
??? beq stack_setup
??? bne go_next
notmatch:
??? loop3:
?b loop3?????????? //infinite loop
#endif //CONFIG_S3C2440_NAND_BOOT?????????
//以上为2440中u-boot从Nand Flash启动-----------------
?
4、在board/samsung/smdk2440/目录下新建一个nand_read.c文件，在该文件中来实现上面汇编中要调用的nand_read_ll函数，代码如下：
#include <config.h>
#define BUSY 1
#define NF_BASE?? 0x4E000000? //Nand Flash配置寄存器基地址
#define __REGb(x) (*(volatile unsigned char *)(x))
#define __REGi(x) (*(volatile unsigned int? *)(x))
#define NFCONF __REGi(NF_BASE + 0x0 )? //通过偏移量还是得到配置寄存器基地址
#define NFCONT __REGi(NF_BASE + 0x4 )? //通过偏移量得到控制寄存器基地址
#define NFCMD? __REGb(NF_BASE + 0x8 )? //通过偏移量得到指令寄存器基地址
#define NFADDR __REGb(NF_BASE + 0xC )? //通过偏移量得到地址寄存器基地址
#define NFDATA __REGb(NF_BASE + 0x10)? //通过偏移量得到数据寄存器基地址
#define NFSTAT __REGb(NF_BASE + 0x20)? //通过偏移量得到状态寄存器基地址
#define NAND_CHIP_ENABLE? (NFCONT &= ~(1<<1))? //Nand片选使能
#define NAND_CHIP_DISABLE (NFCONT |= (1<<1))?? //取消Nand片选
#define NAND_CLEAR_RB???? (NFSTAT |= BUSY)
#define NAND_DETECT_RB??? { while(!(NFSTAT & BUSY));}
#define NAND_SECTOR_SIZE? 2048
#define NAND_BLOCK_MASK?? (NAND_SECTOR_SIZE - 1)
static void s3c2440_write_addr_lp(unsigned int addr)
{
?int i;
?volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&NFADDR;
?int col,page;
?col = addr & NAND_BLOCK_MASK;
?page = addr / NAND_SECTOR_SIZE;
???????
?*p = col & 0xff;???/* Column Address A0~A7 */
???for(i=0; i<10; i++);??
?*p = (col >> 8) & 0x0f; ?/* Column Address A8~A11 */
???for(i=0; i<10; i++);
?*p = page & 0xff;???/* Row Address A12~A19 */
???for(i=0; i<10; i++);
?*p = (page >> 8) & 0xff;?/* Row Address A20~A27 */
???for(i=0; i<10; i++);???????????????????????????????????????????????????????????
?*p = (page >> 16) & 0x01;?/* Row Address A28~A29 */
???for(i=0; i<10; i++);?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?}
/* low level nand read function */
int nand_read_ll(unsigned char *buf,unsigned long start_addr,int size)
{
??? int i,j;
??? if ((start_addr & NAND_BLOCK_MASK) || (size & NAND_BLOCK_MASK))
??? {
??????? return -1; //地址或长度不对齐
??? }
??? NAND_CHIP_ENABLE; //选中Nand片选
??? for(i = start_addr; i < (start_addr + size);)
??? {??
??????? //发出READ0指令
??????? //NAND_CLEAR_RB;
??????? NFCMD = 0;
??????? s3c2440_write_addr_lp(i);
??????? //2k page
??NFCMD = 0x30;
??NAND_DETECT_RB;
??????? for(j=0; j < NAND_SECTOR_SIZE; j++,i++)
??????? {
??????????? *buf = NFDATA;
??????????? buf++;
??????? }
??? }
??? NAND_CHIP_DISABLE; //取消片选信号
??? return 0;
}
以上紫色部分对应于K9F2G08U0A的数据手册写操作顺序，如下图所示：
整一芯片 = 2048块
一个块（扇区） = 64 页
一页 = 2048 字节 + 64字节
5、然后，在board/samsung/smdk2440/Makefile中添加nand_read.c的编译选项，使他编译到u-boot中，如下：
COBJS??? := smdk2440.o flash.o nand_read.o
?
6、还有一个重要的地方要修改，在arch/arm/cpu/arm920t/u-boot.lds中，这个u-boot启动连接脚本文件决定了u-boot运行的入口地址，以及各个段的存储位置，这也是链接定位的作用。添加下面两行代码的主要目的是防止编译器把我们自己添加的用于nandboot的子函数放到4K之后，否则是无法启动的。如下：
??.text :
?{
??arch/arm/cpu/arm920t/start.o?(.text)
??board/samsung/smdk2440/lowlevel_init.o (.text)
??board/samsung/smdk2440/nand_read.o (.text)
??*(.text)
?}
7、现在进入u-boot的第二阶段（添加Nand Flash(K9F2G08U0A)的有关操作支持）。
在上一节中我们说过，通常在嵌入式bootloader中，有两种方式来引导启动内核：从Nor Flash启动和从Nand Flash启动，但不管是从Nor启动或者从Nand启动，进入第二阶段以后，两者的执行流程是相同的。
当u-boot的start.S运行到“_start_armboot:?.word start_armboot”时，就会调用lib_arm/board.c中的start_armboot函数，至此u-boot正式进入第二阶段。此时注意：以前较早的u-boot版本进入第二阶段后，对Nand Flash的支持有新旧两套代码，新代码在drivers/nand目录下，旧代码在drivers/nand_legacy目录下，CFG_NAND_LEGACY宏决定了使用哪套代码，如果定义了该宏就使用旧代码，否则使用新代码。但是现在的u-boot-2010.06版本对Nand的初始化、读写实现是基于最近的Linux内核的MTD架构，删除了以前传统的执行方法，使移植没有以前那样复杂了，实现Nand的操作和基本命令都直接在drivers/mtd/nand目录下(在doc/README.nand中讲得很清楚)。下面我们结合代码来分析一下u-boot在第二阶段的执行流程：
?
| 1.lib_arm/board.c文件中的start_armboot函数调用了drivers/mtd/nand/nand.c文件中的nand_init函数，如下：
? #if defined(CONFIG_CMD_NAND) //可以看到CONFIG_CMD_NAND宏决定了Nand的初始化
????? puts ("NAND: ");
????? nand_init();
? #endif
2.nand_init调用了同文件下的nand_init_chip函数；
3.nand_init_chip函数调用drivers/mtd/nand/s3c2410_nand.c文件下的board_nand_init函数，然后再调用drivers/mtd/nand/nand_base.c函数中的nand_scan函数；
4.nand_scan函数调用了同文件下的nand_scan_ident函数等。
|
?
8、//新建s3c2440_nand.c文件,来实现对Nandflash的各种操作。
touch drivers/mtd/nand/s3c2440_nand.c??
?
#include <common.h>
#if 0
#define DEBUGN??? printf
#else
#define DEBUGN(x,args ...) {}
#endif
#include <nand.h>
#include <asm/arch/s3c24x0_cpu.h>
#include <asm/io.h>
#define __REGb(x)??? (*(volatile unsigned char *)(x))
#define __REGi(x)??? (*(volatile unsigned int *)(x))
#define NF_BASE? 0x4e000000???????????? //Nand配置寄存器基地址
#define NFCONF?? __REGi(NF_BASE + 0x0)? //偏移后还是得到配置寄存器基地址
#define NFCONT?? __REGi(NF_BASE + 0x4)? //偏移后得到Nand控制寄存器基地址
#define NFCMD??? __REGb(NF_BASE + 0x8)? //偏移后得到Nand指令寄存器基地址
#define NFADDR?? __REGb(NF_BASE + 0xc)? //偏移后得到Nand地址寄存器基地址
#define NFDATA?? __REGb(NF_BASE + 0x10) //偏移后得到Nand数据寄存器基地址
#define NFMECCD0 __REGi(NF_BASE + 0x14) //偏移后得到Nand主数据区域ECC0寄存器基地址
#define NFMECCD1 __REGi(NF_BASE + 0x18) //偏移后得到Nand主数据区域ECC1寄存器基地址
#define NFSECCD? __REGi(NF_BASE + 0x1C) //偏移后得到Nand空闲区域ECC寄存器基地址
#define NFSTAT?? __REGb(NF_BASE + 0x20) //偏移后得到Nand状态寄存器基地址
#define NFSTAT0? __REGi(NF_BASE + 0x24) //偏移后得到Nand ECC0状态寄存器基地址
#define NFSTAT1? __REGi(NF_BASE + 0x28) //偏移后得到Nand ECC1状态寄存器基地址
#define NFMECC0? __REGi(NF_BASE + 0x2C) //偏移后得到Nand主数据区域ECC0状态寄存器基地址
#define NFMECC1? __REGi(NF_BASE + 0x30) //偏移后得到Nand主数据区域ECC1状态寄存器基地址
#define NFSECC?? __REGi(NF_BASE + 0x34) //偏移后得到Nand空闲区域ECC状态寄存器基地址
#define NFSBLK?? __REGi(NF_BASE + 0x38) //偏移后得到Nand块开始地址
#define NFEBLK?? __REGi(NF_BASE + 0x3c) //偏移后得到Nand块结束地址
#define S3C2440_NFCONT_nCE? (1<<1)
#define S3C2440_ADDR_NALE?? 0x0c
#define S3C2440_ADDR_NCLE?? 0x08
ulong IO_ADDR_W = NF_BASE;
static void s3c2440_hwcontrol(struct mtd_info *mtd,int cmd,unsigned int ctrl)
{
??? struct nand_chip *chip = mtd->priv;
??? DEBUGN("hwcontrol(): 0x%02x 0x%02xn",cmd,ctrl);
??? if (ctrl & NAND_CTRL_CHANGE) {
??????? IO_ADDR_W = NF_BASE;
??????? if (!(ctrl & NAND_CLE))??????????????? //要写的是地址
??????????? IO_ADDR_W |= S3C2440_ADDR_NALE;
??????? if (!(ctrl & NAND_ALE))??????????????? //要写的是命令
??????????? IO_ADDR_W |= S3C2440_ADDR_NCLE;
??????? if (ctrl & NAND_NCE)
??????????? NFCONT &= ~S3C2440_NFCONT_nCE;??? //使能nand flash
??????? else
??????????? NFCONT |= S3C2440_NFCONT_nCE;???? //禁止nand flash
??? }
??? if (cmd != NAND_CMD_NONE)
??????? writeb(cmd,(void *)IO_ADDR_W);
}
?
static int s3c2440_dev_ready(struct mtd_info *mtd)
{
??? DEBUGN("dev_readyn");
??? return (NFSTAT & 0x01);
}
?
int board_nand_init(struct nand_chip *nand)
{
??? u_int32_t cfg;
??? u_int8_t tacls,twrph0,twrph1;
??? struct s3c24x0_clock_power * const clk_power = s3c24x0_get_base_clock_power();
??? DEBUGN("board_nand_init()n");
??? clk_power->CLKCON |= (1 << 4);
??? twrph0 = 3; twrph1 = 0; tacls = 0;
??? cfg = (tacls<<12)|(twrph0<<8)|(twrph1<<4)|(3<<2)|(1<<1)|(0<<0);
??? NFCONF = cfg;
??? //cfg = (1<<6)|(1<<4)|(0<<1)|(1<<0);
????? cfg = (1<<4)|(0<<1)|(1<<0);
?NFCONT = cfg;
??? /* initialize nand_chip data structure */
??? nand->IO_ADDR_R = nand->IO_ADDR_W = (void *)0x4e000010;
??? /* read_buf and write_buf are default */
??? /* read_byte and write_byte are default */
??? /* hwcontrol always must be implemented */
??? nand->cmd_ctrl = s3c2440_hwcontrol;
??? nand->dev_ready = s3c2440_dev_ready;
??? nand->ecc.mode = NAND_ECC_SOFT;
return 0;
}
?
添加完以后还要修改Makefile
vi drivers/mtd/nand/Makefile
添加如下两行：
COBJS-y += s3c2440_nand.o
COBJS-$(CONFIG_NAND_S3C2440) += s3c2440_nand.o
?
9、在Nandflash上保存环境变量
vi include/configs/smdk2440.h
//注释掉环境变量保存到Flash的宏(注意：如果你要使用上一篇中的从Nor启动的saveenv命令，则要恢复这些Flash宏定义)
/*
#define CONFIG_ENV_IS_IN_FLASH 1
#define CONFIG_ENV_SIZE????? 0x10000 /* Total Size of Environment Sector */
*/
//添加环境变量保存到Nand的宏(注意：如果你要使用上一篇中的从Nor启动的saveenv命令，则不要这些Nand宏定义)
#define CONFIG_ENV_IS_IN_NAND? 1
#define CONFIG_ENV_OFFSET????? 0x30000 //将环境变量保存到nand中的0x30000位置
#define CONFIG_ENV_SIZE??????? 0x10000 /* Total Size of Environment Sector */
?
10、编译
make smdk2440_config && make
把根目录下的u-boot.bin 下载到Nandflash的地址0处
saveenv
nand info
[SMDK2440]# nand info
Device 0: NAND 256MiB 3,3V 8-bit,sector size 128 KiB
