FL2440的U-boot-2010.09移植（六）NAND Flash启动支持-阿里云开发者社区

从NAND Flash启动的原理很简单，就是利用S3C2440内部4K大小的SRAM，存储在NAND Flash中的代码不能被执行，而S3C2440在从NAND Flash启动把NAND Flash的前4k代码复制到SRAM中运行，U-boot支持从NAND Flash启动的方法就是利用这前4K代码完成SDRAM的初始化（SDRAM有64M），然后还要完成从U-boot代码从NAND Flash中复制到SDRAM中，然后再跳转到SDRAM中去运行完整的U-boot。

为了便于系统启动的方便，可以在start.S文件中添加代码以识别系统是从NAND Flash启动还是从NOR Flash启动，从S3C2440芯片手册中可以看到

到OM[1:0]都为0时，说明是从NAND Flash启动，01和10都是从NOR Flash启动，OM[1:0]就是寄存器BWSCON的第2位~第1位（DW0）

一、添加NOR Flash启动和NAND Flash启动的识别

修改arch/arm/cpu/arm920t/start.S，首先将217行附近修改为：

[cpp] view plain copy

#ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
bl cpu_init_crit
#endif
#define BWSCON 0x48000000
ldr r0, =BWSCON
ldr r0, [r0]
ands r0, r0, #0x6
tst r0, #0x0
bne norflash_boot /*OM[1:0] != 0, 跳转到NOR FLASH 启动处*/
/*判断uboot是从nand flash启动还是从 nor flash启动*/

在220行附近将：

[cpp] view plain copy

#ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT
relocate:

修改为

[html] view plain copy

norflash_boot:
#ifndef CONFIG_SKIP_RELOCATE_UBOOT
relocate:

二、添加NAND Flash的U-boot代码从NAND FLash到SDRAM搬移的代码
在前面修改的 bne norflash_boot ，227行后添加

[cpp] view plain copy

/*****************************nand boot**************************/
nandflash_boot:
#define LENGTH_UBOOT 0x40000
#define NAND_CTL_BASE 0x4e000000
#define oNFCONF 0x00
#define oNFCONT 0x04
#define oNFCMD 0x08
#define oNFSTAT 0x20
@reset NAND
mov r1,#NAND_CTL_BASE
ldr r2,=((7<<12)|(7<<8)|(7<<4))
str r2,[r1,#oNFCONF]
ldr r2,[r1,#oNFCONF]
ldr r2,=((1<<4)|(1<<1)|(1<<0)) @Active low CE control
str r2,[r1,#oNFCONT]
ldr r2,[r1,#oNFCONT]
@ get read to call C functions
ldr sp,DW_STACK_START @setup stack point
mov fp,#0 @no previous frame, so fp = 0
@copy Uboot to ram
ldr r0, =TEXT_BASE
mov r1,#0x0
mov r2,#LENGTH_UBOOT
bl nand_read_ll
tst r0,#0x0
beq ok_nand_read
bad_nand_read:
loop2:
b loop2 @infinite loop
ok_nand_read:
@verify
mov r0,#0
ldr r1,=TEXT_BASE
mov r2,#0x400 @ compare 4k code from sram to sdram
go_next:
ldr r3, [r0], #4
ldr r4, [r1], #4
teq r3, r4
bne notmatch
subs r2,r2,#4
tst r2,#0x0 @do not forget the instruction if have not this command the uboot can't break the loop
beq stack_setup
bne go_next
notmatch:
loop3:
b loop3 @infinite loop
/*****************************nand boot**************************/

上面这部分代码首先初始化了NAND Flash寄存器，然后进行了一个函数调用（这个函数中完成了代码搬移）后面则是对复制出来的数据进行一个简单的校验。在327行附近添加为：

[cpp] view plain copy

_start_armboot: .word start_armboot
#define STACK_BASE 0x33f00000
#define STACK_SIZE 0x10000
.align 2
DW_STACK_START: .word STACK_BASE+STACK_SIZE-4

添加函数的栈调用空间

三、添加C语言从NAND Flash搬移代码部分

首先在board/fl2440目录下新建一个名为nand_read.c的文件，其内容如下：

[cpp] view plain copy

/*
* vivi/s3c2410/nand_read.c: Simple NAND read functions for booting from NAND
*
* Copyright (C) 2002 MIZI Research, Inc.
*
* Author: Hwang, Chideok <hwang@mizi.com>
* Date : $Date: 2002/08/14 10:26:47 $
*
* $Revision: 1.6 $
* $Id: param.c,v 1.9 2002/07/11 06:17:20 nandy Exp
*
*/
#include <config.h>
#define __REGb(x) (*(volatile unsigned char *)(x))
#define __REGi(x) (*(volatile unsigned int *)(x))
#define NF_BASE 0x4e000000
/*S3C2440与S3C2440 nandflash控制寄存器地址不同需要进行修改*/
#define NFCONF __REGi(NF_BASE + 0x0)
#define NFCONT __REGi(NF_BASE + 0x4)
#define NFCMD __REGb(NF_BASE + 0x8)
#define NFADDR __REGb(NF_BASE + 0xc)
#define NFDATA __REGb(NF_BASE + 0x10)
#define NFSTAT __REGb(NF_BASE + 0x20)
#define NAND_CHIP_ENABLE (NFCONT &= ~(1<<1))
#define NAND_CHIP_DISABLE (NFCONT |= (1<<1))
#define NAND_CLEAR_RB (NFSTAT |= (1<<2))
#define NAND_DETECT_RB {while(! (NFSTAT&(1<<2)));}
#define NAND_ECC_CLEAR (NFCONT |= 0x10)
/*see data sheet P193*/
#define BUSY 1
static inline void wait_idle(void) {
int i;
while(!(NFSTAT & BUSY))
for(i=0; i<10; i++);
}
/*根据fl2440的nand flash 作相应修改*/
#define NAND_SECTOR_SIZE 2048
#define NAND_BLOCK_MASK (NAND_SECTOR_SIZE - 1)
/* low level nand read function */
int
nand_read_ll(unsigned char *buf, unsigned long start_addr, int size)
{
int i, j;
int pagenum;
if ((start_addr & NAND_BLOCK_MASK) || (size & NAND_BLOCK_MASK)) {
return -1; /* invalid alignment */
}
/* chip Enable */
NAND_CHIP_ENABLE;
for(i = start_addr; i < (start_addr + size);) {
/* READ0 */
NAND_CLEAR_RB;
for(j = 0; j < 10; j++);
pagenum = i >> 11;
/* Write Address
该步骤详见nand flash(k9f2g08u0a)手册p17
参考fl2440开发板nand_lowlevel.c文件中ReadPage函数
*/
NFCMD = 0x0;
NFADDR = 0;
NFADDR = 0;
NFADDR = pagenum & 0xff;
NFADDR = (pagenum >> 8) & 0xff;
NFADDR = (pagenum >> 16) & 0xff;
/*如果不理解见数据手册nand flashP9*/
NFCMD = 0x30;
wait_idle();
for(j=0; j < NAND_SECTOR_SIZE; j++) {
*buf = (NFDATA & 0xff);
buf++;
}
i += NAND_SECTOR_SIZE;
}
NAND_CHIP_DISABLE;
/* chip Disable */
return 0;
}

开发板的NAND Flash型号为k9f2g08u0a，它的容量是256MByte，NAND Flash的最小读取单位是以页为单位的，即2KByte（12位）每页，共128K页（17位），而地址线是8位的，因此当需要读取一页时，需分周期发送页地址，这款芯片规定前两个地址周期发送页内地址，后面的三周期发送页编号，它的流程如表1:

表1 NAND Flash地址

	I/O 0	I/O 1	I/O 2	I/O 3	I/O 4	I/O 5	I/O 6	I/O 7
第一周期	A0	A1	A2	A3	A4	A5	A6	A7
第二周期	A8	A9	A10	A11	0	0	0	0
第三周期	A12	A13	A14	A15	A16	A17	A18	A19
第四周期	A20	A21	A22	A23	A24	A25	A26	A27
第五周期	A28	0	0	0	0	0	0	0

我们在读取uboot.bin时，直接按页读取，所以前两周期地址我们设成了全0，后面的3周期实际就是也编号。

修改board/fl2440/Makefile文件，使得nand_read.c能被编译到u-boot.bin中，修改28行为：

[cpp] view plain copy

COBJS := fl2440.o nand_read.o flash.o

我们还知道由于我们需要在前4K代码中完成代码的搬移，而搬移的代码集中在start.S和nand_read.c中，而U-boot的编译过程并不能保证nand_read.c能在前4K代码中，所以需要我们手动设置，修改文件arch/arm/cpu/arm920t/u-boot.lds文件40行为：

[cpp] view plain copy

.text :
{
arch/arm/cpu/arm920t/start.o (.text)
board/fl2440/lowlevel_init.o (.text)
board/fl2440/nand_read.o (.text)
*(.text)
}

这样，编译器在编译时能保证start.S和nand_read.c编译出的二进制代码在前4K。

修改include/configs/fl2440.h中，添加相关的宏定义以支持NAND Flash的串口操作命令：

[cpp] view plain copy

#define CONFIG_CMD_NAND /*****add by yanghao*****/
<p>#if defined(CONFIG_CMD_NAND)</p><p>#define CONFIG_NAND_S3C2410
#define CONFIG_SYS_MAX_NAND_DEVICE 1 /* Max number of NAND devices */
#define NAND_MAX_CHIPS 1
#define CONFIG_SYS_NAND_BASE 0x4E000000</p>#endif

然后将开发板设置成为从NAND Flash启动，将编译出来的u-boot.bin烧写入NAND Flash，上电这样就完成了从NAND Flash的启动。

FL2440的U-boot-2010.09移植（六）NAND Flash启动支持

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