3.移植uboot-使板卡支持nor、nand

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#操作系统 #嵌入式

本文详细介绍了如何修改U-Boot源码以支持Nor和Nand Flash，包括配置宏定义、添加Nor Flash型号、调整扇区数量限制及Nand Flash控制器初始化等步骤。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

在上一章,我们添加了nor,nand启动后,uboot启动出如下图所示:

上面的Flash: *** failed *** 是属于uboot第二阶段函数board_init_r()里的代码, 代码如下所示(位于arch/arm/lib/board.c):

/*第二阶段*/
void board_init_r(gd_t *id, ulong dest_addr)        //gd    uboot重定位地址
{
     ... ...
　　puts("Flash: ");             　　　　　　　　　　 //打印flash:
　　flash_size = flash_init();                    //初始化nor_flash
　　if (flash_size > 0)
　　{
       ... ...
       print_size(flash_size, "\n");            //打印nor_flash的大小
　　}
　　else
　　{
　　　　puts(failed);                //打印数组failed[]="*** failed ***\n";
　　　　hang();                        //进入while中,并打印: ### ERROR ### Please RESET the board ###     
　　}
#if defined(CONFIG_CMD_NAND)
       puts("NAND:  ");                                      //打印NAND:
       nand_init();                                               //初始化nand_flah
... ...
}

从上面代码看出, board_init_r()会来初始化nor,由于新的uboot不支持nor,所以flash_init()初始失败,然后打印一串错误代码后,等待复位.

由于2440在nand启动时,会自动装载nand的前4k内容,所以不支持norflash,因为nor的前4k内容被nand占用.

所以修改上面代码,避免nand启动一直卡住,将:

else
{
　　puts(failed);                //打印数组failed[]="*** failed ***\n";
　　hang();                        //进入while中,并打印: ### ERROR ### Please RESET the board ###     
}

改为:

else
{
　　puts("0  KB\r\n");                //打印0 KB
}

1.接下来,下章便来修改代码,使uboot支持读写norflash

1.1首先在include/common.h中添加:

#define DEBUG     //调试模式

然后使用nor启动新的uboot,打印出调试信息:

打印出norflash的厂家ID=0xC2,设备ID=0x2249,显然uboot匹配读出的ID没有成功.

搜索JEDEC PROBE字段,找到位于board_init_r()->flash_init()->flash_detect_legacy():

如上图所示,该函数会进入board_init_r()->flash_init()->flash_detect_legacy()->jedec_flash_match(),里面会通过两个ID来匹配jedec_table[].

1.2接下来向jedec_table[]里添加norflash:MT29LV160DB(位于drivers/mtd/jedec_flash.c)

代码如下:

 　　　　/*MX29LV160DB*/
       {
       .mfr_id         = (u16)MX_MANUFACT,        //厂家ID0x00C200C2 (读nor,便是0xc2)
       .dev_id         = 0x2249,                          //设备ID
       .name           = "MXIC MX29LV160DB",
       .uaddr          = {
           [1] = MTD_UADDR_0x0555_0x02AA /* 数组[1]表示是16位nor,解锁地址为:0x555,0x2AA */
        },
       .DevSize        = SIZE_2MiB,
       .CmdSet         = P_ID_AMD_STD,
       .NumEraseRegions= 4,                      //4种不同的扇区规格
       .regions        = {
       ERASEINFO(16*1024, 1),
       ERASEINFO(8*1024, 2),
       ERASEINFO(32*1024, 1),
       ERASEINFO(64*1024, 31),
                          }
           },

重新烧写看打印信息,出现这么一段ERROR：

ERROR:too many flash sectors

说flash的扇区太多了,搜索找到位于drivers/mtd/jedec_flash.c中:

显然是CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT宏小于我们flash的扇区,所以打印ERROR。

所以修改CONFIG_SYS_MAX_FLASH_SECT宏定义(位于include/configs/smdk2440.h),并去掉之前定义的DEBUG调试宏(位于include/common.h)

1.3然后重新烧写

输入flinfo命令(flash info),就能查看flash的信息了:

然后通过uboot命令,检测nor的读写是否正确:

protect off all 
erase 80000 +7ffff              
cp.b 30000000 80000 1000         　　  //烧写在另一个位置
cmp.b 30000000 80000 1000              //比较,是否读写正确

2.接下来继续修改代码,使uboot支持NandFlash

2410的NandFlash位于drivers/mtd/nand/s3c2410_nand.c

2.1 首先复制s3c2410_nand.c,改为s3c2440_nand.c

改Makefile,如下图所示:

2.2 在上一章分析过CONFIG_NAND_S3C2410宏,位于include/configs/smdk2440.h:

如上图所示,其中CONFIG_CMD_NAND宏:表示uboot是否支持nand,在上章里,我们把它屏蔽了,接下来便取消屏蔽CONFIG_CMD_NAND宏。

2.3继续添加对CONFIG_NAND_S3C2440宏的支持,将:

#ifdef CONFIG_CMD_NAND
#define CONFIG_NAND_S3C2410
#define CONFIG_SYS_S3C2410_NAND_HWECC
#define CONFIG_SYS_MAX_NAND_DEVICE  1
#define CONFIG_SYS_NAND_BASE              0x4E000000
#endif

改为:

#ifdef CONFIG_CMD_NAND

 
#ifdef CONFIG_S3C2410          
#define CONFIG_NAND_S3C2410
#define CONFIG_SYS_S3C2410_NAND_HWECC
#else                                                                   // CONFIG_S3C2440      
#define CONFIG_NAND_S3C2440    
#define CONFIG_SYS_S3C2440_NAND_HWECC
#endif

#define CONFIG_SYS_MAX_NAND_DEVICE      1
#define CONFIG_SYS_NAND_BASE            0x4E000000
#endif

由于smdk2410.h中定义的是CONFIG_S3C2410,而smdk2440.h中定义的是CONFIG_S3C2440,所以便会根据上面的#ifdef来动态定义宏

2.4 然后来看看nand的流程(和linux的nand驱动有很多相似的地方):

1)uboot重定位后进入第二阶段board_init_r():

void board_init_r(gd_t *id, ulong dest_addr)        //gd    uboot重定位地址
{
  ... ...
#if defined(CONFIG_CMD_NAND)                      //需要定义CONFIG_CMD_NAND宏
       puts("NAND:  ");
       nand_init();            /* go init the NAND */
#endif
 ... ...
}

2)进入nand_init():

void nand_init(void)
{
... ...
for (i = 0; i < CONFIG_SYS_MAX_NAND_DEVICE; i++)      //在2.3小节里,该宏为1
nand_init_chip(i);                     
printf("%lu MiB\n", total_nand_size / 1024);
... ...
}

3)进入nand_init()->nand_init_chip(0):

static void nand_init_chip(int i)
{
    struct mtd_info *mtd = &nand_info[i];      //mtd_info属于软件的一部分,实现用户层读写等操作
    struct nand_chip *nand = &nand_chip[i];     //属于底层,保存对nand的硬件相关操作,它是mtd_info结构体的priv私有成员
    ulong base_addr = base_address[i];           //获取nand寄存器基地址,等于0x4E000000
    int maxchips = CONFIG_SYS_NAND_MAX_CHIPS;

    if (maxchips < 1)
           maxchips = 1;

    mtd->priv = nand;     //设置私有成员nand_chip
    ... ...
    if (board_nand_init(nand))                   //位于s3c2440_nand.c,该函数会设置nand_chip结构体的成员
           return;

    if (nand_scan(mtd, maxchips)) //通过mtd->priv来开启nand片选,来获取nand的型号,类型等.并填充mtd结构体下其它的成员.
           return;

    nand_register(i);     //注册nand,使uboot支持对nand的读写操作
}

这个nand_chip结构体和我们之前学的linux下的nand驱动章节里的nand_chip一摸一样,流程也非常相似.

由于在2.1小节里,该函数所在的文件s3c2440_nand.c是从s3c2410_nand.c复制过来的,所以接下来便修改s3c2440_nand.c (位于drivers/mtd/nand目录下)

2.5 修改s3c2440_nand.c(参考2410数据手册和2440数据手册)

1)首先将所有带2410字的变量都替换为2440

2)修改board_nand_init()

参考以前写的nand驱动,将

　　 tacls = 4;
    twrph0 = 8;
    twrph1 = 8;
    cfg = S3C2440_NFCONF_EN;                       //启动nand控制器
    cfg |= S3C2440_NFCONF_TACLS(tacls - 1);
    cfg |= S3C2440_NFCONF_TWRPH0(twrph0 - 1);
    cfg |= S3C2440_NFCONF_TWRPH1(twrph1 - 1);
    writel(cfg, &nand_reg->nfconf);

改为:

    tacls = 0;                      //10ns    
    twrph0 = 1;                  //20ns
    twrph1 = 0;                  //10ns

    nand_reg->nfconf = (tacls<<12) | (twrph0<<8) | (twrph1<<4); //设置时序
    nand_reg->nfcont=(1<<1)|(1<<0); // bit1:关闭片选(),       bit0:开启nand flash 控制器

2)添加nand_chip结构体成员

nand->select_chip=s3c2440_select_chip;             //设置CE

然后并写一个s3c2440_select_chip()函数

/*nand flash  :CE */

static void s3c2440_select_chip(struct mtd_info *mtd, int chipnr)
{
        if(chipnr==-1)          //CE Disable
       {
        my_regs->nfcont|=(0x01<<1);               //bit1置1
       }
        else                         //CE Enable
       {
        my_regs->nfcont&=~(0x01<<1);        //bit1置0 
       }           

}

3)屏蔽带硬件ECC的相关操作

将:

#ifdef CONFIG_S3C2410_NAND_HWECC
nand->ecc.hwctl = s3c2440_nand_enable_hwecc;
nand->ecc.calculate = s3c2440_nand_calculate_ecc;
nand->ecc.correct = s3c2440_nand_correct_data;
nand->ecc.mode = NAND_ECC_HW;
nand->ecc.size = CONFIG_SYS_NAND_ECCSIZE;
nand->ecc.bytes = CONFIG_SYS_NAND_ECCBYTES;
#else
nand->ecc.mode = NAND_ECC_SOFT;
#endif

改为:

nand->ecc.mode = NAND_ECC_SOFT;               //使用软件ECC

2.6 修改s3c2440_hwcontrol()函数

改为:

static void s3c2440_hwcontrol(struct mtd_info *mtd,int cmd,unsigned int ctrl)
{
    struct nand_chip *chip = mtd->priv;        
    struct s3c2440_nand *nand = s3c2440_get_base_nand();   //获取nand寄存器地址
     
    if (ctrl & NAND_CLE)                 // 传输的是命令
        nand->nfcmd=cmd;  
    else                                // 传输的是地址
        nand->nfaddr=cmd;  
}

s3c2440_hwcontrol()函数的ctrl是个标志位:

bit[1]==1: 表示要发送的dat是命令
bit[2]==1: 表示要发送的dat是地址
bit[0]==1：表示使能nand , ==0：表示禁止nand

(PS:具体可以参考内核的nand_command_lp()函数,它会调用这个cmd_crtl函数来实现功能 )

2.7编译烧写

如下图所示,可以看到已支持Nand Flash:

试验nand是否能读写:

nand erase 0 2000                      //擦除
mw.b 30000000 0x55 2000
nand write 30000000 0 2000        //将0x55写入nand
nand dump 0 2000        //打印

如下图所示, 可以看到读写nand都没问题

下章便来学习:让uboot支持DM9000网卡,便可以通过网络来传输文件