友善之臂最新版mini2440學習筆記——u-boot 1.1.6移植（三）

接上文，本文主要介紹u-boot啟動時NAND讀取檔案board/mini2440/nand_read_ll.c檔案的編寫。

根據/cpu/arm920t/start.S檔案中的相關代碼：

#elif defined(CONFIG_NAND_BOOT)
	ldr	sp, =0x1000		/* setup stack to 4k temporarily to call the c function nand_read_ll*/
	bl	nand_init_ll		/* initialize nand flash */
	ldr	r0, _TEXT_BASE		/* destination for u-boot relocation */
	ldr	r1, =0x0		/* source address in NAND */
	ldr	r2, =0x100000		/* length to read from NAND to SDRAM, 1M */
	bl	nand_read_ll		/* call nand_read_ll to relocate u-boot */
#endif

nand_read_ll.c檔案中需要實作nand_init_ll和nand_read_ll兩個可調用函數。本文以韋東山的《嵌入式Linux應用開發完全手冊》中nand flash裸機程式為基礎，對此代碼進行實作。本文将對代碼進行逐漸注釋。

宏定義

這裡的宏定義主要是寄存器的對應位，結合S3C2440晶片手冊很容易看懂。

#define BUSY		1
#define TACLS		1
#define TWRPH0		1
#define TWRPH1		0
#define InitECC		1
#define Reg_nCE		1
#define MODE		1

類型定義

定義NAND flash控制器的寄存器結構體

typedef unsigned int S3C24X0_REG32;


/* NAND FLASH (see S3C2440 manual chapter 6) */
typedef struct {
    S3C24X0_REG32   NFCONF;
    S3C24X0_REG32   NFCONT;
    S3C24X0_REG32   NFCMD;
    S3C24X0_REG32   NFADDR;
    S3C24X0_REG32   NFDATA;
    S3C24X0_REG32   NFMECCD0;
    S3C24X0_REG32   NFMECCD1;
    S3C24X0_REG32   NFSECCD;
    S3C24X0_REG32   NFSTAT;
    S3C24X0_REG32   NFESTAT0;
    S3C24X0_REG32   NFESTAT1;
    S3C24X0_REG32   NFMECC0;
    S3C24X0_REG32   NFMECC1;
    S3C24X0_REG32   NFSECC;
    S3C24X0_REG32   NFSBLK;
    S3C24X0_REG32   NFEBLK;
} S3C2440_NAND;

定義寄存器起始位址

NAND flash控制器的寄存器起始位址為0x4E000000。定義S3C2440_NAND型指針指向該位址，則上述結構體就可以使用了。

static S3C2440_NAND * s3c2440nand = (S3C2440_NAND *)0x4E000000;

外調用函數聲明

/* Functions called by the external */
void nand_init_ll(void);
void nand_read_ll(unsigned char *buf, unsigned long start_addr, int size);

值得注意的是nand_read_ll函數的參數傳遞。根據arm-linux-gcc編譯器，函數的參數傳遞使用r0, r1, r2三個寄存器，對應/cpu/arm920t/start.S中調用該函數前的三個寄存器指派語句。

本檔案内部使用的函數聲明

/* S3C2440 functions called here */
static void s3c2440_nand_reset(void);
static void s3c2440_wait_idle(void);
static void s3c2440_nand_select_chip(void);
static void s3c2440_nand_deselect_chip(void);
static void s3c2440_write_cmd(int cmd);
static void s3c2440_write_addr(unsigned int addr);
static unsigned char s3c2440_read_data(void);

這些函數從名稱上即可看出其功能，故不詳細贅述。後面逐個講述其代碼實作。

複位函數s3c2440_nand_reset(void)

/* reset */
static void s3c2440_nand_reset(void)
{
    s3c2440_nand_select_chip();
    s3c2440_write_cmd(0xff);  // 複位指令
    s3c2440_wait_idle();
    s3c2440_nand_deselect_chip();
}

NAND flash晶片複位流程如下：選中晶片、發送複位指令（0xFF）、等待晶片狀态準備好、取消晶片選中。

等待晶片就位函數s3c2440_wait_idle(void)

/* wait for NAND Flash to be ready */
static void s3c2440_wait_idle(void)
{
    int i;
    volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2440nand->NFSTAT;
    while(!(*p & BUSY))
        for(i=0; i<10; i++);
}

根據S3C2440晶片手冊，NAND flash晶片就位狀态可直接讀取NFSTAT寄存器的BUSY位（第1位）。

晶片選中函數s3c2440_nand_select_chip(void)

/* send chip selection */
static void s3c2440_nand_select_chip(void)
{
    int i;
    s3c2440nand->NFCONT &= ~(1<<1);
    for(i=0; i<10; i++);
}

根據S3C2440晶片手冊，NAND flash晶片選中直接将NFCONT寄存器第1位置0即可。

取消選中函數s3c2440_nand_deselect_chip(void)

/* send chip deselection */
static void s3c2440_nand_deselect_chip(void)
{
    s3c2440nand->NFCONT |= (1<<1);
}

根據S3C2440晶片手冊，NAND flash晶片選中直接将NFCONT寄存器第1位置1即可。

發送指令函數s3c2440_write_cmd(int cmd)

/* send commmand */
static void s3c2440_write_cmd(int cmd)
{
    volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2440nand->NFCMD;
    *p = cmd;
}

根據S3C2440晶片手冊，将需要發送給NAND flash的指令寫入NFCMD寄存器即可。

發送位址函數s3c2440_write_addr(unsigned int addr)

/* send address */
static void s3c2440_write_addr(unsigned int addr)
{
    int i;
    int col_addr, row_addr;
    volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2440nand->NFADDR;

    col_addr = addr%2048;	/* column address (address in page) */
    row_addr = addr>>11;	/* row address (page number) */

    /* column address */
    *p = col_addr & 0xff;
    for(i=0; i<10; i++);
    *p = (col_addr >> 8) & 0x0f;
    for(i=0; i<10; i++);

    /* row address */
    *p = row_addr & 0xff;
    for(i=0; i<10; i++);
    *p = (row_addr >> 8) & 0xff;
    for(i=0; i<10; i++);
    *p = (row_addr >> 16) & 0x07;
    for(i=0; i<10; i++);
}

根據K9K8G08U0E晶片手冊，将NAND位址分為行位址和列位址，分5個周期發送，如下圖所示。

這裡一定要注意，位址的A0~A11為列位址，其中A0~A10共11位為每頁的主資料區位址，A11（第12位）用于指向OOB部分。

友善之臂最新版mini2440學習筆記——u-boot 1.1.6移植（三）

資料讀取函數s3c2440_read_data(void)

/* read data */
static unsigned char s3c2440_read_data(void)
{
    volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2440nand->NFDATA;
    return *p;
}

根據S3C2440晶片手冊，讀取NFDATA寄存器的值即可得到需要讀取的資料值。

第一個外部調用函數，NAND flash初始化nand_init_ll(void)

/* initialize NAND Flash */
void nand_init_ll(void)
{
    /* time sequence */
    s3c2440nand->NFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4);
    /* enable NAND Flash controller, initialize ECC */
    s3c2440nand->NFCONT = (InitECC<<4)|(MODE<<0);
    /* select NAND chip */
    s3c2440_nand_select_chip();
    /* reset NAND Flash before first use */
    s3c2440_nand_reset();
    /* deselect NAND chip. Send selection signal when used. */
    s3c2440_nand_deselect_chip();
}

NAND flash初始化需要做以下幾件事：

設定時序（NFCONF寄存器），這部分工作很多地方都講得很詳細，不再複述。

設定工作模式（NFCONT寄存器），初始化ECC并設定NAND flash控制器有效。

選中NAND晶片。

發送複位信号。

取消選中。

至此，NAND flash晶片初始化完畢。一般使用前都現初始化以下。

第二個外部調用函數，NAND flash讀取函數nand_read_ll

#define NAND_SECTOR_SIZE    2048
#define NAND_BLOCK_MASK     (NAND_SECTOR_SIZE - 1)

/* read function */
void nand_read_ll(unsigned char *buf, unsigned long start_addr, int size)
{
    int i, j;

    if ((start_addr & NAND_BLOCK_MASK) || (size & NAND_BLOCK_MASK))
    {
        return ;    /* address or length not aligned */
    }

    /* chip selection */
    s3c2440_nand_select_chip();

    for(i=start_addr; i < (start_addr + size);)
    {
        /* send READ command */
        s3c2440_write_cmd(0x00);

        /* Write Address */
        s3c2440_write_addr(i);
        s3c2440_write_cmd(0x30);
        s3c2440_wait_idle();

        for(j=0; j < NAND_SECTOR_SIZE; j++, i++)
        {
            *buf = s3c2440_read_data();
            buf++;
        }
    }

    /* chip deselection */
    s3c2440_nand_deselect_chip();

    return ;
}

根據前述函數的功能，這個函數的内容也很好了解，就不多做叙述了。整個讀取流程參照K9K8G08U0E晶片手冊中讀函數流程可以更好地了解。

友善之臂最新版mini2440學習筆記——u-boot 1.1.6移植（三）

小結

值得指出的是，這裡讀取過程沒有添加ECC校驗。這是因為部落客一直在使用軟校驗，有機會的時候研究以下硬校驗，然後再補充這部分内容。也希望大牛們能夠不吝指點。

轉載于:https://my.oschina.net/zhaowei19841211/blog/688437

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