U-Boot中SMDK2410的NAND Flash驱动

标准的SMDK2410板不支持NAND Flash，启动的时候是这样的：
U-Boot 1.1.2 (May 28 2006 - 08:20:50)
U-Boot code: 33F80000 -> 33F99A14  BSS: -> 33F9DB0C
RAM Configuration:
Bank #0: 30000000 64 MB
Flash:  1 MB
*** Warning - bad CRC, using default environment
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial 
有NAND支持的多一行（NAND 64MB）：
U-Boot 1.1.2 (May 28 2006 - 08:36:42)
U-Boot code: 33F80000 -> 33F99A14  BSS: -> 33F9DB0C
RAM Configuration:
Bank #0: 30000000 64 MB
Flash:  1 MB
NAND:  64 MB
*** Warning - bad CRC, using default environment
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
 
怎么实现这种支持呢？U-Boot真是功能强大的Bootloader，在/inclued/configs/smdk2410.h中有这么一段
/***********************************************************
 * Command definition
 ***********************************************************/
#define CONFIG_COMMANDS 
   (CONFIG_CMD_DFL  | 
   CFG_CMD_CACHE  | 
   CFG_CMD_NAND  | 
   /*CFG_CMD_EEPROM |*/ 
   /*CFG_CMD_I2C  |*/ 
   /*CFG_CMD_USB  |*/ 
   CFG_CMD_REGINFO  | 
   CFG_CMD_DATE  | 
   CFG_CMD_ELF)
/* this must be included after the definition of CONFIG_COMMANDS (if any) */
 
需要说明一下CONFIG_CMD_DFL，定义的是默认指令，包括bdinfo、bootd、coninfo、saveenv、 flinfo、erase、protect、iminfo、imls、itest、loadb、loads、md、mm、nm、mw、cp、cmp、 crc、base、loop、loopw、mtest、sleep、bootp、tftpboot、rarpboot、run等常用指令，这些指令我以后会结合使用做适当的说明。关于指令的宏定义说明可以看看U-Boot的README里面的Monitor Functions。这就是对编译成功后的U-Boot支持的命令的定义，SMDK2410默认的smdk2401.h中，红色字部分是注释掉的。但是要支持NAND Flash远没有去掉一个注释这么简单。
我们可以试试单纯把这个注释去掉是什么结果，老步骤：
make distclean
make smdk2410_config
make
……一堆编译信息飘过……
出错了，位置指向cmd_nand.c这个文件，好几处错误。原因是SMDK2410的配置里根本就没有对NAND Flash支持的宏定义和函数。怎么办？自己写么？好在U-Boot里有另外一个可以让我们借鉴的配置VCMA9。在Source Navigator里搜索一下vcma，看看vcma9.h和vcma9.c，可以从中摘取出一段宏定义和一些函数声明。网上有人的做法是将其放在 smdk2410.h和smdk2410.c中，但是白痴的cross-2.95.3和cross-3.2都不能认到cmd_nand.c中已经在 smdk2410.h和smdk2410.c中定义的宏所指的函数，就算是加上extern的也不行。也许你没有看懂刚才这句话，解释一下，例如 cmd_nand.c中有这样一段
 if(ale_wait)
  NAND_WAIT_READY(nand); /* do the worst case 25us wait */
 else
  udelay(10);
 
其中NAND_WAIT_READY(nand)，在smdk2410.h中定义为
#define NAND_WAIT_READY(nand) NF_WaitRB()
而NF_WaitRB()在smdk2410.c中定义为
static inline void NF_WaitRB(void)
{
 S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();
 while (!(nand->NFSTAT & (1<<0)));
}
这个编译器死活说NF_WaitRB()未定义，就算是我在cmd_nand.c中加上这样一句也不起作用
extern void NF_WaitRB(void)
也许是我C学的不好，搞不清楚多个文件共同编译的时候static inline的引用关系，不管它，我把这些宏中定义的函数的申明放在了cmd_nand.c中，为了不太无耻，我在前面加上了针对SMDK2410的选择性编译。（请注意，下面这些代码拷贝到cmd_nand.c中的适当位置，cmd_nand.c中有许多选择性编译的宏，注意放的位置，不要被忽略掉了）
/*-----------------------------------------------------------------------
 * NAND flash basic functions
 * Added by Lu Xianzi 2006.5.27
 * Copied from board/mpl/vcma9/vcma9.h & vcma9.c
 */
#if (CONFIG_SMDK2410)
#include 
typedef enum {
 NFCE_LOW,
 NFCE_HIGH
} NFCE_STATE;
static inline void NF_Conf(u16 conf)
{
 S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();
 nand->NFCONF = conf;
}
static inline void NF_Cmd(u8 cmd)
{
 S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();
 nand->NFCMD = cmd;
}
static inline void NF_CmdW(u8 cmd)
{
 NF_Cmd(cmd);
 udelay(1);
}
static inline void NF_Addr(u8 addr)
{
 S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();
 nand->NFADDR = addr;
}
static inline void NF_SetCE(NFCE_STATE s)
{
 S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();
 switch (s) {
  case NFCE_LOW:
   nand->NFCONF &= ~(1<<11);
   break;
  case NFCE_HIGH:
   nand->NFCONF |= (1<<11);
   break;
 }
}
static inline void NF_WaitRB(void)
{
 S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();
 while (!(nand->NFSTAT & (1<<0)));
}
static inline void NF_Write(u8 data)
{
 S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();
 nand->NFDATA = data;
}
static inline u8 NF_Read(void)
{
 S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();
 return(nand->NFDATA);
}
static inline void NF_Init_ECC(void)
{
 S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();
 nand->NFCONF |= (1<<12);
}
static inline u32 NF_Read_ECC(void)
{
 S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();
 return(nand->NFECC);
}
extern ulong nand_probe(ulong physadr);
static inline void NF_Reset(void)
{
    int i;
    NF_SetCE(NFCE_LOW);
    NF_Cmd(0xFF);  /* reset command */
    for(i = 0; i < 10; i++); /* tWB = 100ns. */
    NF_WaitRB();  /* wait 200~500us; */
    NF_SetCE(NFCE_HIGH);
}
static inline void NF_Init(void)
{
#if 0 /* a little bit too optimistic */
#define TACLS   0
#define TWRPH0  3
#define TWRPH1  0
#else
#define TACLS   0
#define TWRPH0  4
#define TWRPH1  2
#endif
    NF_Conf((1<<15)|(0<<14)|(0<<13)|(1<<12)|(1<<11)|(TACLS<<8)|(TWRPH0<<4)|(TWRPH1<<0));
    /*nand->NFCONF = (1<<15)|(1<<14)|(1<<13)|(1<<12)|(1<<11)|(TACLS<<8)|(TWRPH0<<4)|(TWRPH1<<0); */
    /* 1  1    1     1,   1      xxx,  r xxx,   r xxx */
    /* En 512B 4step ECCR nFCE=H tACLS   tWRPH0   tWRPH1 */
    NF_Reset();
}
void nand_init(void)
{
 S3C2410_NAND * const nand = S3C2410_GetBase_NAND();
 NF_Init();
#ifdef DEBUG
 printf("NAND flash probing at 0x%.8lX ", (ulong)nand);
#endif
 printf ("%4lu MB ", nand_probe((ulong)nand) >> 20);
}
#endif /* (CONFIG_SMDK2410) */
 
然后把下面这些宏定义放在smdk2410.h中
 
/*-----------------------------------------------------------------------
 * NAND flash settings
 * Added by Lu Xianzi 2006.5.27
 * Copied from include/conifgs/vcma9.h
 */
#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND)
#define CFG_MAX_NAND_DEVICE 1 /* Max number of NAND devices  */
#define SECTORSIZE 512
#define ADDR_COLUMN 1
#define ADDR_PAGE 2
#define ADDR_COLUMN_PAGE 3
#define NAND_ChipID_UNKNOWN  0x00
#define NAND_MAX_FLOORS 1
#define NAND_MAX_CHIPS 1
#define NAND_WAIT_READY(nand) NF_WaitRB()
#define NAND_DISABLE_CE(nand) NF_SetCE(NFCE_HIGH)
#define NAND_ENABLE_CE(nand) NF_SetCE(NFCE_LOW)

#define WRITE_NAND_COMMAND(d, adr) NF_Cmd(d)
#define WRITE_NAND_COMMANDW(d, adr) NF_CmdW(d)
#define WRITE_NAND_ADDRESS(d, adr) NF_Addr(d)
#define WRITE_NAND(d, adr)  NF_Write(d)
#define READ_NAND(adr)   NF_Read()
/* the following functions are NOP's because S3C24X0 handles this in hardware */
#define NAND_CTL_CLRALE(nandptr)
#define NAND_CTL_SETALE(nandptr)
#define NAND_CTL_CLRCLE(nandptr)
#define NAND_CTL_SETCLE(nandptr)
/* #define CONFIG_MTD_NAND_VERIFY_WRITE 1 */
/* This definition above is commented by Lu Xianzi. 2006.05.28
   Because there's no definition of a macro called __mem_pci,
   there will be a link error.
 */
#define CONFIG_MTD_NAND_ECC_JFFS2 1
#endif /* CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND */
 
注意这段宏定义中与vcma9.h中不同的是我标记红色的部分，网上的一些移植说明没有解决这个问题，导致最后的链接无法通过。事实上，我这样做取消了cmd_nand.c中对NAND Flash的写校验和ECC校验。__mem_pci是一个什么东西我也不知道，在U-Boot目录下搜索包含“__mem_pci”字串的文件也没有找到，除了使用它的/include/asm/io.h。顺便说一下，这个麻烦是从cmd_nand.c中的nand_write_page函数中 readb(nand->IO_ADDR)这个宏开始的，你可以用Source Navigator查找一下引用，最后就指向没有__mem_pci宏的这个问题。希望有高手看到这篇文章，并给我指出解决的办法，呵呵。U-Boot中SMDK2410的NAND Flash驱动 - xinli - xinli的Blog
 
做完这些修改，就再来一次老步骤
make distclean
make smdk2410_config
make
………………
 
生成了U-Boot.bin。NAND Flash的驱动到此完成，好不好使呢？试试看。上次我们已经在板子里烧写进了U-Boot，是一个可以支持串口传输的U-Boot，要是现在还用 sjf2410往里烧U-Boot.bin就太冤大头了。可以利用串口进行传输，操作步骤如下：
使用超级终端，建立一个连接：文件〉新建连接；名称随便，图表随便，确定；连接时使用选择你的开发板所接的COM口；端口设置中，每秒位数选115200，数据位选8，奇偶校验选无，停止位选1，数据流控制选“无”。打开开发板的电源，出现以下提示：
 
U-Boot 1.1.2 (May 28 2006 - 08:20:50)
U-Boot code: 33F80000 -> 33F99A14  BSS: -> 33F9DB0C
RAM Configuration:
Bank #0: 30000000 64 MB
Flash:  1 MB
*** Warning - bad CRC, using default environment
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
LXZROB # loadb
## Ready for binary (kermit) download to 0x33000000 at 115200 bps...
 
loadb这个指令以kermit协议从串口下载二进制文件到开发板的内存中，默认下载到0x33000000。当然你可以改在别的地址，例如：loadb 30000000就是下载到0x30000000。这时候选择超级终端菜单上：传送〉发送文件，文件名选择编译好的U-Boot.bin，协议选择 Kermit，点发送。可以看到发送进度。
发送结束出现提示：
## Total Size      = 0x00019a14 = 104980 Bytes
## Start Addr      = 0x33000000
 
这时可以测试新的修改好不好使：
LXZROB # go 33000000
## Starting application at 0x33000000 ...

U-Boot 1.1.2 (May 28 2006 - 08:36:42)
U-Boot code: 33F80000 -> 33F99A14  BSS: -> 33F9DB0C
RAM Configuration:
Bank #0: 30000000 64 MB
Flash:  1 MB
NAND:  64 MB
*** Warning - bad CRC, using default environment
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
LXZROB #
 
go指令可以直接执行内存地址上的程序，例如刚才下载到0x33000000的新的支持NAND的U-Boot，可以看到出现了 “NAND:   64MB”这一项。输入help，你会看到比刚才的U-Boot多了一组指令nand，输入help nand，可以看到更加细节的指令：
LXZROB # help nand
nand info  - show available NAND devices
nand device [dev] - show or set current device
nand read[.jffs2[s]]  addr off size
nand write[.jffs2] addr off size - read/write `size' bytes starting
    at offset `off' to/from memory address `addr'
nand erase [clean] [off size] - erase `size' bytes from
    offset `off' (entire device if not specified)
nand bad - show bad blocks
nand read.oob addr off size - read out-of-band data
nand write.oob addr off size - read out-of-band data
 
输入nand info，可以看到：
LXZROB # nand info
Device 0: Samsung unknown 64Mb at 0x4e000000 (64 MB, 16 kB sector)
 
说明我们的驱动成功了。也可以试试其他指令。
但是现在在NOR Flash中的U-boot还是不支持NAND的，需要重新烧写。U-Boot支持自己烧写自己。
先看看NOR Flash的情况：
LXZROB # flinfo
Bank # 1: AMD: 1x Amd29LV800BB (8Mbit)
  Size: 1 MB in 19 Sectors
  Sector Start Addresses:
    00000000 (RO) 00004000 (RO) 00006000 (RO) 00008000 (RO) 00010000 (RO)
    00020000      00030000      00040000      00050000      00060000
    00070000      00080000      00090000      000A0000      000B0000
    000C0000      000D0000      000E0000      000F0000 (RO)
 
一共有19个sector，其中前5个总计128kb的sector有U-Boot程序，是写保护的。要烧写首先要去掉写保护：
LXZROB # protect off 0 1ffff
Un-Protected 5 sectors
LXZROB # flinfo
Bank # 1: AMD: 1x Amd29LV800BB (8Mbit)
  Size: 1 MB in 19 Sectors
  Sector Start Addresses:
    00000000      00004000      00006000      00008000      00010000
    00020000      00030000      00040000      00050000      00060000
    00070000      00080000      00090000      000A0000      000B0000
    000C0000      000D0000      000E0000      000F0000 (RO)
 
可以看到写保护已经去掉，擦除：
LXZROB # erase 0 1ffff
Erasing sector  0 ... ok.
Erasing sector  1 ... ok.
Erasing sector  2 ... ok.
Erasing sector  3 ... ok.
Erasing sector  4 ... ok.
Erased 5 sectors
 
然后烧写：
LXZROB # cp.b 33000000 0 19a14
Copy to Flash... done
cp.b是用来拷贝内存信息的，其格式为cp [.b, .w, .l] source target count，输入这样的指令是因为刚才把程序下载到了0x33000000，NOR Flash的起始地址是0x0，下载的程序长度为0x19a14。重启开发板，U-Boot的烧写就完成了。