UBOOT-2010.06 移植 支持nand flash 上 （五）

参考资料：
嵌入式Linux之我行——u-boot-2009.08在2440上的移植详解（三）
u-boot-2011.03在TQ2440上的移植(4)--支持nandflash启动
说明:本片日志，是在上面两篇博文的指导下，加上网络上的一些资料，整理，最终实现在自己开发板上实现UBOOT nand flash的支持，感谢所有的朋友们。

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

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：

//注意：在上一篇Nor Flash启动中，我们为了把u-boot用supervivi下载到内存中运行而屏蔽掉这段有关CPU初始化的代码。而现在我们要把u-boot下载到Nand Flash中，从Nand Flash启动，所以现在要恢复这段代码。

#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
????bl?cpu_init_crit
#endif

//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

?//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????

_start_armboot:?.word start_armboot //在这一句的下面加上DW_STACK_START的定义

.align 2
DW_STACK_START: .word STACK_BASE+STACK_SIZE-4

???
//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)
?}

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