jz2440开发板修改UBOOT支持NAND FLASH

很多天没有看嵌入式的东西了，今天来看一下，继续之前移植uboot到jz2440开发板。今天我们来实现Uboot支持NAND FLASH。

在之前的文章里（点击连接查看之前的记录），我们为了编译通过把NAND FLASH 给屏蔽掉了，现在把它加回来。
将：include/configs/smdk2440.h: 中的#define CONFIG_CMD_NAND取消注释，重新编译，看一下编译的结果错误是什么？错误如下：
这里写图片描述
，遇到错误要按照从第一个错误开始解决的办法，因为有时候第一个错误解决了，后面的错误可能就没有了。我们这里第一个错误是：
s3c2410_nand.c:72: error: dereferencing pointer to incomplete type
显示大概的意思是不完整的类型，我们去s3c2410_nand.c中72行去寻找，是如下代码：

if (ctrl & NAND_NCE)
72行：            writel(readl(&nand->nfconf) & ~S3C2410_NFCONF_nFCE,&nand->nfconf);

调用了一个nand结构体：

struct s3c2410_nand *nand = s3c2410_get_base_nand();

结构体如下：

#ifdef CONFIG_S3C2410
/* NAND FLASH (see S3C2410 manual chapter 6) */
struct s3c2410_nand {u32 nfconf;u32 nfcmd;u32 nfaddr;u32 nfdata;u32 nfstat;u32 nfecc;
};
#endif

我们应该是没有定义CONFIG_S3C2410，因为之前是我们在smdk2440.h中注释掉了2410的定义，换成了2440：

//#define CONFIG_S3C2410        /* specifically a SAMSUNG S3C2410 SoC */
#define CONFIG_S3C2440      /* specifically a SAMSUNG S3C2440 SoC */

那我们只能修改代码支持2440的部分了（想要更加了解代码如何修改，需要了解nand flash的操作，详细可以去看韦东山视频第二期的关于nand flash的操作）。

操作步骤：
1.把drivers\mtd\nand\s3c2410_nand.c复制为s3c2440_nand.c
该目录下的Makefile里面关于2410的配置为：
COBJS-$(CONFIG_NAND_S3C2410) += s3c2410_nand.o
去smdk2440.h中搜索CONFIG_NAND_S3C2410，发现有如下两行代码：

#define CONFIG_NAND_S3C2410
#define CONFIG_SYS_S3C2410_NAND_HWECC

将这两行代码修改为：

#ifdef CONFIG_S3C2410
#define CONFIG_NAND_S3C2410
#define CONFIG_SYS_S3C2410_NAND_HWECC
#else
#define CONFIG_NAND_S3C2440
#define CONFIG_SYS_S3C2440_NAND_HWECC
#endif

修改上面的Makefile：
添加一行：
COBJS-$(CONFIG_NAND_S3C2440) += s3c2440_nand.o
这代表如果配置文件里面定义了CONFIG_NAND_S3C2440，则执行这一行的编译。

2.首先我们去看一下板级初始化相关函数board.c里面关于nand初始化的函数，在board.c中board_init_r函数中有：

void board_init_r(gd_t *id, ulong dest_addr)
{
......
......
nand_init();        /* go init the NAND */
......
......
}

跳转到如下代码（nand.c中）：

void nand_init(void)
{
#ifdef CONFIG_SYS_NAND_SELF_INIT /* 没有执行 */board_nand_init();
#else                           /* 执行这里 */int i;for (i = 0; i < CONFIG_SYS_MAX_NAND_DEVICE; i++)nand_init_chip(i);
#endifprintf("%lu MiB\n", total_nand_size / 1024);#ifdef CONFIG_SYS_NAND_SELECT_DEVICE/** Select the chip in the board/cpu specific driver*/board_nand_select_device(nand_info[nand_curr_device].priv, nand_curr_device);
#endif
}

先跳转到nand_init_chip这里执行：

static void nand_init_chip(int i)
{struct mtd_info *mtd = &nand_info[i];struct nand_chip *nand = &nand_chip[i];ulong base_addr = base_address[i];int maxchips = CONFIG_SYS_NAND_MAX_CHIPS;if (maxchips < 1)maxchips = 1;mtd->priv = nand;nand->IO_ADDR_R = nand->IO_ADDR_W = (void  __iomem *)base_addr;if (board_nand_init(nand))return;if (nand_scan(mtd, maxchips))return;nand_register(i);
}#endif

我们关心的是板级初始化board_nand_init：

int board_nand_init(struct nand_chip *nand)
{u_int32_t cfg;u_int8_t tacls, twrph0, twrph1;struct s3c24x0_clock_power *clk_power = s3c24x0_get_base_clock_power();struct s3c2440_nand *nand_reg = s3c2440_get_base_nand();debug("board_nand_init()\n");writel(readl(&clk_power->clkcon) | (1 << 4), &clk_power->clkcon);/* initialize hardware */
#if defined(CONFIG_S3C24XX_CUSTOM_NAND_TIMING)tacls  = CONFIG_S3C24XX_TACLS;twrph0 = CONFIG_S3C24XX_TWRPH0;twrph1 =  CONFIG_S3C24XX_TWRPH1;
#elsetacls  = 4;twrph0 = 8;twrph1 = 8;
#endifcfg = S3C2410_NFCONF_EN;cfg |= S3C2410_NFCONF_TACLS(tacls - 1);cfg |= S3C2410_NFCONF_TWRPH0(twrph0 - 1);cfg |= S3C2410_NFCONF_TWRPH1(twrph1 - 1);writel(cfg, &nand_reg->nfconf);/* initialize nand_chip data structure */nand->IO_ADDR_R = (void *)&nand_reg->nfdata;nand->IO_ADDR_W = (void *)&nand_reg->nfdata;nand->select_chip = NULL;/* read_buf and write_buf are default *//* read_byte and write_byte are default */
#ifdef CONFIG_NAND_SPLnand->read_buf = nand_read_buf;
#endif/* hwcontrol always must be implemented */nand->cmd_ctrl = s3c2410_hwcontrol;nand->dev_ready = s3c2410_dev_ready;#ifdef CONFIG_S3C2410_NAND_HWECCnand->ecc.hwctl = s3c2410_nand_enable_hwecc;nand->ecc.calculate = s3c2410_nand_calculate_ecc;nand->ecc.correct = s3c2410_nand_correct_data;nand->ecc.mode = NAND_ECC_HW;nand->ecc.size = CONFIG_SYS_NAND_ECCSIZE;nand->ecc.bytes = CONFIG_SYS_NAND_ECCBYTES;
#elsenand->ecc.mode = NAND_ECC_SOFT;
#endif#ifdef CONFIG_S3C2410_NAND_BBTnand->options = NAND_USE_FLASH_BBT;
#elsenand->options = 0;
#endifdebug("end of nand_init\n");return 0;
}

将以上的这句话：
struct s3c2410_nand *nand_reg = s3c2410_get_base_nand();
改为：
struct s3c2440_nand *nand_reg = s3c2440_get_base_nand();
然后往下看代码，看到设置时序的时候，与2440手册对比发现，发现时序设置不对，它是适用于2410的，并不适用于2440，将以下代码：

cfg = S3C2410_NFCONF_EN;cfg |= S3C2410_NFCONF_TACLS(tacls - 1);cfg |= S3C2410_NFCONF_TWRPH0(twrph0 - 1);cfg |= S3C2410_NFCONF_TWRPH1(twrph1 - 1);

修改为：

/* 设置时序 lyy*/cfg = ((tacls-1)<<12)|((twrph0-1)<<8)|((twrph1-1)<<4);

然后我们先来做一件事，把这个程序中的关于ECC的代码全部删掉，这一部分太复杂，但是对我们的程序又没有影响太大。删掉下面的代码：

#ifdef CONFIG_S3C2410_NAND_HWECC
void s3c2410_nand_enable_hwecc(struct mtd_info *mtd, int mode)
{struct s3c2410_nand *nand = s3c2410_get_base_nand();debug("s3c2410_nand_enable_hwecc(%p, %d)\n", mtd, mode);writel(readl(&nand->nfconf) | S3C2410_NFCONF_INITECC, &nand->nfconf);
}static int s3c2410_nand_calculate_ecc(struct mtd_info *mtd, const u_char *dat,u_char *ecc_code)
{struct s3c2410_nand *nand = s3c2410_get_base_nand();ecc_code[0] = readb(&nand->nfecc);ecc_code[1] = readb(&nand->nfecc + 1);ecc_code[2] = readb(&nand->nfecc + 2);debug("s3c2410_nand_calculate_hwecc(%p,): 0x%02x 0x%02x 0x%02x\n",mtd , ecc_code[0], ecc_code[1], ecc_code[2]);return 0;
}static int s3c2410_nand_correct_data(struct mtd_info *mtd, u_char *dat,u_char *read_ecc, u_char *calc_ecc)
{if (read_ecc[0] == calc_ecc[0] &&read_ecc[1] == calc_ecc[1] &&read_ecc[2] == calc_ecc[2])return 0;printf("s3c2410_nand_correct_data: not implemented\n");return -1;
}
#endif

然后我们用source insight里面的替代功能，将s3c2410_hwcontrol，s3c2410_dev_ready，s3c2440_nand，s3c2440_get_base_nand，这几个函数全部替换成…2440….

再来分析：s3c2440_hwcontrol函数，它最后面有这样几行代码：

if (ctrl & NAND_NCE)   /* 使能选中 */writel(readl(&nand->nfconf) & ~S3C2410_NFCONF_nFCE,&nand->nfconf);else                    /* 取消选中 */writel(readl(&nand->nfconf) | S3C2410_NFCONF_nFCE,&nand->nfconf);

这个是控制寄存器的片选的配置，这是2410的配置，我们是2440的配置，需要查看2440手册查看相关寄存器，我们的2440需要配置的是NFCONT寄存器。查看寄存器配置后，将上面的代码修改为：

if (ctrl & NAND_NCE)   /* 使能选中 */writel(readl(&nand->nfcont) & ~(1<<1),&nand->nfcont);else                    /* 取消选中 */writel(readl(&nand->nfcont) | (1<<1),&nand->nfcont);

突然想到上面有一个地方还行需要设置一下nfcont寄存器，在s3c2440_nand.c中的board_nand_init函数中加入一段话（下面两行）：

/* 设置时序 lyy*/cfg = ((tacls-1)<<12)|((twrph0-1)<<8)|((twrph1-1)<<4);writel(cfg, &nand_reg->nfconf);/* 使能NAND Flash控制器, 初始化ECC, 禁止片选 */      /*加入的*/writel((1<<4)|(1<<1)|(1<<0),&nand_reg->nfcont);  /*加入的*/

通过分析，发现还需要在s3c2440_nand.c中的board_nand_init函数里加上nand->select_chip = s3c2440_nand_select;这个函数，将以下代码修改为：nand->select_chip = s3c2440_nand_select;

nand->select_chip = NULL;
修改为：
nand->select_chip = s3c2440_nand_select;

编写s3c2440_nand_select函数，放在board_nand_init上面。

static void s3c2440_nand_select(struct mtd_info *mtd, int chipnr)
{struct s3c2440_nand *nand = s3c2440_get_base_nand();switch (chipnr) {case -1:    /* 取消选中 */nand->nfcont |= (1<<1);break;case 0:     /* 选中 */nand->nfcont &= ~(1<<1);break;default:BUG();}
}

通过分析知道，需要修改s3c2440_hwcontrol函数重新全部修改为下面得函数：

static void s3c2440_hwcontrol(struct mtd_info *mtd, int dat, unsigned int ctrl)
{struct nand_chip *chip = mtd->priv;struct s3c2440_nand *nand = s3c2440_get_base_nand();if (ctrl & NAND_CLE){/* 发命令 */   writeb(dat, &nand->nfcmd);}if (ctrl & NAND_ALE){/* 发地址 */writeb(dat, &nand->nfaddr);}}

上面的分析过于复杂，对于我来说还是有一定难度，我也无法用文字描述清楚，下面给出函数调用的大致流程，等以后水平高了，再回头来看年轻的时候做过的记录。
分析过程：

nand_initnand_init_chipboard_nand_init设置nand_chip结构体, 提供底层的操作函数nand_scannand_scan_identnand_set_defaultschip->select_chip = nand_select_chip;chip->cmdfunc = nand_command;chip->read_byte = busw ? nand_read_byte16 : nand_read_byte;nand_get_flash_typechip->select_chipchip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_RESET, -1, -1);nand_command()  // 即可以用来发命令，也可以用来发列地址(页内地址)、行地址(哪一页)chip->cmd_ctrls3c2440_hwcontrolchip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_READID, 0x00, -1);*maf_id = chip->read_byte(mtd);*dev_id = chip->read_byte(mtd);

修改的文件一共涉及三个文件：s3c2440_nand.c，smdk2440.h，Makefile，这三个文件。
重新编译烧写到开发板（烧写步骤会单独写一篇文章记录）：
这里写图片描述

很奇怪，又出现了这个错误：
Flash: ERROR: too many flash sectors
记得在之前修改代码支持NOR FLASH中也出现过一样的错误（点击查看之前的文章）。我们将CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT这个值改大一些试一下，改为128（我记得之前改过，怎么又变回去了？奇怪！！！）
然后重新烧写启动：
这里写图片描述
从中可以看出已经识别出了nand:256MiB.那么说明我们的uboot已经支持nand flash。
下面从NAND 启动看一下，首先我们从NOR直接把uboot拷贝到NAND。输入以下命令：
nand erase 0 80000
nand write 0 0 80000
然后测试烧写到NNAD FLASH中的uboot是否正常
nand read 30000000 0 80000
cmp.b 0 30000000 80000 （比较拷贝的代码是否全部一样）
然后切换到NAND重启。显示：
这里写图片描述
这样的话，就说明我们的nand启动也是正常的！！！！
写了很久，真的很累也很难，但是我相信付出一定有回报的~

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