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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：
1 /* NAND FLASH控制器 */
2 #define NFCONF (*((volatile unsigned long *)0x4E000000))
3 #define NFCONT (*((volatile unsigned long *)0x4E000004))
4 #define NFCMMD (*((volatile unsigned char *)0x4E000008))
5 #define NFADDR (*((volatile unsigned char *)0x4E00000C))
6 #define NFDATA (*((volatile unsigned char *)0x4E000010))
7 #define NFSTAT (*((volatile unsigned char *)0x4E000020))
8
9 /* GPIO */
10 #define GPHCON (*(volatile unsigned long *)0x56000070)
11 #define GPHUP (*(volatile unsigned long *)0x56000078)
12
13 /* UART registers*/
14 #define ULCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000000)
15 #define UCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000004)
16 #define UFCON0 (*(volatile unsigned long *)0x50000008)
17 #define UMCON0 (*(volatile unsigned long *)0x5000000c)
18 #define UTRSTAT0 (*(volatile unsigned long *)0x50000010)
19 #define UTXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000020)
20 #define URXH0 (*(volatile unsigned char *)0x50000024)
21 #define UBRDIV0 (*(volatile unsigned long *)0x50000028)
22
23 #define TXD0READY (1<<2)
24
25
26 void nand_read_ll(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len);
27
28 /* 判定是否是nor启动 */
29 static int isBootFromNorFlash(void)
30 {
31 volatile int *p = (volatile int *)0;
32 int val;
33
34 val = *p;
35 *p = 0x12345678;
36 if (*p == 0x12345678)
37 {
38 /* 写成功, 是nand启动 */
39 *p = val;
40 return 0;
41 }
42 else
43 {
44 /* NOR不能像内存一样写 */
45 return 1;
46 }
47 }
48
49 /* 拷贝代码到sdram */
50 void copy_code_to_sdram(unsigned char *src, unsigned char *dest, unsigned int len)
51 {
52 int i = 0;
53
54 /* 如果是NOR启动 */
55 if (isBootFromNorFlash())
56 {
57 while (i < len)
58 {
59 dest[i] = src[i];
60 i++;
61 }
62 }
63 else
64 {
65 //nand_init();
66 nand_read_ll((unsigned int)src, dest, len);
67 }
68 }
69
70 /* 清除BSS */
71 void clear_bss(void)
72 {
73 extern int __bss_start, __bss_end;
74 int *p = &__bss_start;
75
76 for (; p < &__bss_end; p++)
77 *p = 0;
78 }
79
80 /* nand初始化 */
81 void nand_init_ll(void)
82 {
83 #define TACLS 0
84 #define TWRPH0 1
85 #define TWRPH1 0
86 /* 设置时序 */
87 NFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4);
88 /* 使能NAND Flash控制器, 初始化ECC, 禁止片选 */
89 NFCONT = (1<<4)|(1<<1)|(1<<0);
90 }
91
92 static void nand_select(void)
93 {
94 NFCONT &= ~(1<<1);
95 }
96
97 static void nand_deselect(void)
98 {
99 NFCONT |= (1<<1);
100 }
101
102 static void nand_cmd(unsigned char cmd)
103 {
104 volatile int i;
105 NFCMMD = cmd;
106 for (i = 0; i < 10; i++);
107 }
108
109 static void nand_addr(unsigned int addr)
110 {
111 unsigned int col = addr % 2048;
112 unsigned int page = addr / 2048;
113 volatile int i;
114
115 NFADDR = col & 0xff;
116 for (i = 0; i < 10; i++);
117 NFADDR = (col >> 8) & 0xff;
118 for (i = 0; i < 10; i++);
119
120 NFADDR = page & 0xff;
121 for (i = 0; i < 10; i++);
122 NFADDR = (page >> 8) & 0xff;
123 for (i = 0; i < 10; i++);
124 NFADDR = (page >> 16) & 0xff;
125 for (i = 0; i < 10; i++);
126 }
127
128 static void nand_wait_ready(void)
129 {
130 while (!(NFSTAT & 1));
131 }
132
133 static unsigned char nand_data(void)
134 {
135 return NFDATA;
136 }
137
138 void nand_read_ll(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len)
139 {
140 int col = addr % 2048;
141 int i = 0;
142
143 /* 1. 选中 */
144 nand_select();
145
146 while (i < len)
147 {
148 /* 2. 发出读命令00h */
149 nand_cmd(0x00);
150
151 /* 3. 发出地址(分5步发出) */
152 nand_addr(addr);
153
154 /* 4. 发出读命令30h */
155 nand_cmd(0x30);
156
157 /* 5. 判断状态 */
158 nand_wait_ready();
159
160 /* 6. 读数据 */
161 for (; (col < 2048) && (i < len); col++)
162 {
163 buf[i] = nand_data();
164 i++;
165 addr++;
166 }
167
168 col = 0;
169 }
170
171 /* 7. 取消选中 */
172 nand_deselect();
173 }
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：
1 unsigned int board_init_f(ulong boot_flags)
2 {
3
4 gd->flags = boot_flags;
5 gd->have_console = 0;
6
7 if (initcall_run_list(init_sequence_f))
8 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
16 return (unsigned int)(gd->new_gd); //添加的返回值，返回id供 board_init_r调用
17 }
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, #7
mov sp, r3
#else
/* sp 的8字节对齐 */
bic sp, sp, #7 /* 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：
u-boot移植（九）---代码修改---NAND
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