u-boot移植（九）---代码修改---NAND

一、NAND原理

　　

　　NAND 无地址空间，地址和数据的发送都依赖于LDATA[0：7]这一串数据总线。

　　

　　不看随机页编程，看到从高位到低位的页，总共分为64个页面，每个页的组成是2K + 64  个byte，一个块的大小是（128K + 4K）byte，64页组成一块。

1.1 NAND Flash的编址

　　nand flash的的页的大小是（2048 + 64）byte，64这个数据是不参与编址的。

　　访问 nand flash：

• • 发出命令：读、写、擦除
  • 发出地址
  • 传输数据

　　命令设置如下：

　　

1.2 nand flash的访问

　　

　　可以看看上面的模式选择，然后对应引脚进行操作，就可以进行读写操作。命令和数据就通过这些引脚来进行操作。但是不必直接操作这些引脚，可以通过寄存器来进行操作。

　　查看S3C2440的手册，可以看到如下的信息：

　　

　　写命令寄存器就相当于NAND Flash寄存器命令周期，写地址寄存器就相当于NAND Flash寄存器的地址周期......

　　我们的NAND Flash是X8的，即是8位NAND Flash，对应2440上面的一些控制寄存器：

　　NAND Flash命令寄存器：

　　

　　地址寄存器：

　　

　　数据寄存器：

　　

　　状态寄存器：

　　

　　还有一些其他寄存器是与读写有关的。

　　操作这些寄存器，2440会自动驱动PIN脚给出信号。

二、u-boot中设置nand启动

2.1 建立init.c

　　这是NAND启动的初始化文件，里面包含了nand启动的初始化函数。代码添加到 borad/samdung/jz2440/ 目录下：

 /* NAND FLASH控制器 */
 #define NFCONF (*((volatile unsigned long *)0x4E000000))
 #define NFCONT (*((volatile unsigned long *)0x4E000004))
 #define NFCMMD (*((volatile unsigned char *)0x4E000008))
 #define NFADDR (*((volatile unsigned char *)0x4E00000C))
 #define NFDATA (*((volatile unsigned char *)0x4E000010))
 #define NFSTAT (*((volatile unsigned char *)0x4E000020))

 /* GPIO */
 #define GPHCON              (*(volatile unsigned long *)0x56000070)
 #define GPHUP               (*(volatile unsigned long *)0x56000078)

 /* UART registers*/
 #define ULCON0              (*(volatile unsigned long *)0x50000000)
 #define UCON0               (*(volatile unsigned long *)0x50000004)
 #define UFCON0              (*(volatile unsigned long *)0x50000008)
 #define UMCON0              (*(volatile unsigned long *)0x5000000c)
 #define UTRSTAT0            (*(volatile unsigned long *)0x50000010)
 #define UTXH0               (*(volatile unsigned char *)0x50000020)
 #define URXH0               (*(volatile unsigned char *)0x50000024)
 #define UBRDIV0             (*(volatile unsigned long *)0x50000028)

 #define TXD0READY   (1<<2)

 void nand_read_ll(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len);

 /* 判定是否是nor启动 */
 static int isBootFromNorFlash(void)
 {
     volatile int *p = (volatile int *);
     int val;

     val = *p;
     *p = 0x12345678;
     if (*p == 0x12345678)
     {
         /* 写成功, 是nand启动 */
         *p = val;
         return ;
     }
     else
     {
         /* NOR不能像内存一样写 */
         return ;
     }
 }

 /* 拷贝代码到sdram */
 void copy_code_to_sdram(unsigned char *src, unsigned char *dest, unsigned int len)
 {
     int i = ;

     /* 如果是NOR启动 */
     if (isBootFromNorFlash())
     {
         while (i < len)
         {
             dest[i] = src[i];
             i++;
         }
     }
     else
     {
         //nand_init();
         nand_read_ll((unsigned int)src, dest, len);
     }
 }

 /* 清除BSS */
 void clear_bss(void)
 {
     extern int __bss_start, __bss_end;
     int *p = &__bss_start;

     for (; p < &__bss_end; p++)
         *p = ;
 }

 /* nand初始化 */
 void nand_init_ll(void)
 {
 #define TACLS   0
 #define TWRPH0  1
 #define TWRPH1  0
     /* 设置时序 */
     NFCONF = (TACLS<<)|(TWRPH0<<)|(TWRPH1<<);
     /* 使能NAND Flash控制器, 初始化ECC, 禁止片选 */
     NFCONT = (<<)|(<<)|(<<);
 }

 static void nand_select(void)
 {
     NFCONT &= ~(<<);
 }

 static void nand_deselect(void)
 {
     NFCONT |= (<<);
 }

 static void nand_cmd(unsigned char cmd)
 {
     volatile int i;
     NFCMMD = cmd;
     for (i = ; i < ; i++);
 }

 static void nand_addr(unsigned int addr)
 {
     unsigned int col  = addr % ;
     unsigned int page = addr / ;
     volatile int i;

     NFADDR = col & 0xff;
     for (i = ; i < ; i++);
     NFADDR = (col >> ) & 0xff;
     for (i = ; i < ; i++);

     NFADDR  = page & 0xff;
     for (i = ; i < ; i++);
     NFADDR  = (page >> ) & 0xff;
     for (i = ; i < ; i++);
     NFADDR  = (page >> ) & 0xff;
     for (i = ; i < ; i++);
 }

 static void nand_wait_ready(void)
 {
     while (!(NFSTAT & ));
 }

 static unsigned char nand_data(void)
 {
     return NFDATA;
 }

 void nand_read_ll(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len)
 {
     int col = addr % ;
     int i = ;

     /* 1. 选中 */
     nand_select();

     while (i < len)
     {
         /* 2. 发出读命令00h */
         nand_cmd(0x00);

         /* 3. 发出地址(分5步发出) */
         nand_addr(addr);

         /* 4. 发出读命令30h */
         nand_cmd(0x30);

         /* 5. 判断状态 */
         nand_wait_ready();

         /* 6. 读数据 */
         for (; (col < ) && (i < len); col++)
         {
             buf[i] = nand_data();
             i++;
             addr++;
         }

         col = ;
     }

     /* 7. 取消选中 */
     nand_deselect();
 }

　　修改 borad/samdung/jz2440/ 目录下的 makefile:

　　

2.2 去掉代码重定位

　　去掉 -pie 选项：

　　

　　注释掉第82行：

　　

2.3 修改代码链接地址

　　Jz2440.h (include\configs)

　　

2.4 修改链接脚本文件

　　U-boot.lds (arch\arm\cpu) 链接脚本的修改，本版本u-boot将一个文件夹下面的c文件都链接成一个.o文件，名字为built-in.o，所以我们直接写上built-in.o即可。

　　

　　

　　将这两个built-in.o放入链接脚本当中：

　　

2.5 修改 board_init_f

　　在crt0.S中设置nand 启动的代码：

　　

　　这一段代码就是 nand 重定位代码了。CONFIG_SYS_TEXT_BASE 是自己设置的，可以自行设置大小。

　　接下来的代码就是跳转到 board_init_f_mem 和 board_init_f 中执行初始化。

　　init_sequence_f 链表中要注释掉下面两行，并更改：

　　

2.6 修改重定位代码

　　首先在board_init_f（Board_f.c (common) ）添加返回函数：

　　

 unsigned int board_init_f(ulong boot_flags)
 {

     gd->flags = boot_flags;
     gd->have_console = ;

     if (initcall_run_list(init_sequence_f))
         hang();
 9 #if 0
10 #if !defined(CONFIG_ARM) && !defined(CONFIG_SANDBOX) && \
11         !defined(CONFIG_EFI_APP)
12     /* NOTREACHED - jump_to_copy() does not return */
13     hang();
14 #endif
15 #endif
     return (unsigned int)(gd->new_gd);　　//添加的返回值，返回id供 board_init_r调用
 }

　　board_init_f 函数原型记得在 include/common中也修改。

　　修改crt0.S 代码如下：

ENTRY(_main)

/*
 * Set up initial C runtime environment and call board_init_f(0).
 * 初始化C运行环境并且调用 board_init_f(0) 函数
 */

 /*
  * 初始化栈地址
  */
#if defined(CONFIG_SPL_BUILD) && defined(CONFIG_SPL_STACK)
    ldr    sp, =(CONFIG_SPL_STACK)
#else
    /* Generic-asm-offsets.h (include\generated)
     * #define GENERATED_GBL_DATA_SIZE 192
     * JZ2440.h（include\config）
     * #define PHYS_SDRAM_1        0x30000000
     * #define CONFIG_SYS_SDRAM_BASE    PHYS_SDRAM_1
     * #define CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR    (CONFIG_SYS_SDRAM_BASE + 0x1000 - GENERATED_GBL_DATA_SIZE)
     *
     * CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR = 0x30000000 + 0x1000 - 192(0xc0) = 0x30000f40
     */
    ldr    sp, =(CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR)        /* 设置CFIG_SYS_INIT_SP_ADDR定义的地址，include/configs/jz2440.h中定义 */
#endif
#if defined(CONFIG_CPU_V7M)    /* v7M forbids using SP as BIC destination */
    mov    r3, sp
    bic    r3, r3, #
    mov    sp, r3
#else
    /* sp 的8字节对齐 */
    bic    sp, sp, #    /* 8-byte alignment for ABI compliance */
#endif
    /* 设置nand 启动 */
    bl nand_init_ll    /* 跳转到borad/samsung/jz2440/init.c 中执行 nand_init_ll 函数 */

    mov r0, #0
    ldr r1, =(CONFIG_SYS_TEXT_BASE)    /*CONFIG_SYS_TEXT_BASE=0x33f00000 程序的链接地址*/
    ldr r2, =0x100000                /* 程序大小 */
    bl copy_code_to_sdram            /* 拷贝代码到SDRAM */

    bl clear_bss                    /* 清除bss */

    ldr pc, =call_board_init_f            /* 执行第一阶段初始化 */

    bl call_board_init_r            /* 执行第二阶段代码 */

    adr lr, here                 /*设置返回地址为下面的here，重定位到sdram后返回here运行*/
    ldr r0, [r9, #GD_RELOC_OFF]     /* r0 = gd->reloc_off 取重定位地址偏移值 */
    add lr, lr, r0                /*返回地址加偏移地址等于重定位后在sdram中的here地址*/

here:        /*返回后跳到sdram中运行    */
    /*
      * now relocate vectors
      */
    bl    relocate_vectors

    /* Set up final (full) environment */
    bl    c_runtime_cpu_setup    /* we still call old routine here */

call_board_init_f:
    mov    r0, sp                    /* r0 = sp */
    bl    board_init_f_mem        /*跳转到 board_init_f_mem 执行*/
    mov    sp, r0                    

    mov    r0, #0
    bl    board_init_f            /* 调用单板的初始化函数，跳转到 borad_init_f 处执行 */

call_board_init_r:
    ldr    r1, =CONFIG_SYS_TEXT_BASE
    /* call board_init_r */
    bl board_init_r    /* this is auto-relocated! */
ENDPROC(_main)

　　here的代码一定不能注释掉，注释掉后就启动不了

2.7 去掉-pie选项

　　如下图：

　　

　　

三、编译烧写

　　make CROSS_COMPILE=arm-2440-linux-gnueabi-

　　

　　生成的 u-boot.bin 有470K 左右。

　　然后通过jtag 工具直接烧写进nand 的  0地址中，拨码开关拨到 nand 启动，显示如下：