U-BOOT 对 Nand Flash 命令的支持
在 UBOOT 下对 Nand Flash 的支持主要是在命令行下实现对 nand flash 的操作。对 nand flash 实现的命令 为：nand info、nand device、nand read、nand write、nand erease、nand bad。
用到的主要数据结构有：struct nand_flash_dev、struct nand_chip。前者包括主要的芯片型号、存储容量、
设备 ID、I/O 总线宽度等信息；后者是具体对 nand flash 进行操作时用到的信息。
3.2.1 主要数据结构介绍
- struct nand_flash_dev 数据结构
该数据结构在 include/linux/mtd/nand.h 中定义，在 include/linux/mtd/nand_ids.h 中赋初值。 struct nand_flash_dev {
char *name; /* 芯片名称 */ int manufacture_id; /* 厂商 ID */ int model_id; /* 模式 ID */
int chipshift; /* Nand Flash 地址位数 */
char page256; /* 表明是否时 256 字节一页。1：是；0：否。*/
char pageadrlen; /* 完成一次地址传送需要往 NFADDR 中传送几次。*/ unsigned long erasesize; /* 一次块擦除可以擦除多少字节 */
int bus16; /* 地址线是否是 16 位，1：是；0：否 */
};
- struct nand_chip 数据结构
该数据结构在 include/linux/mtd/nand.h 中定义. 该结构体定义出一个 Nand Flash 设备数组: struct nand_chip nand_dev_desc[CFG_MAX_NAND_DEVICE];
该数组在 nand_probe()中对其进行初始化.
struct nand_chip {
| int |
page_shift; |
/* Page 地址位数 |
*/ |
| u_char |
*data_buf; |
/* 本次读出的一页数据 |
*/ |
| u_char |
*data_cache; |
/* 读出的一页数据 |
*/ |
| int |
cache_page; |
/* 上次操作的页号 |
*/ |
u_char ecc_code_buf[6]; /* ECC 校验码 */ u_char reserved[2];
char ChipID; /* 芯片 ID 号 */
struct Nand *chips; /* Nand Flash 芯片列表, 表示支持几个芯片为一个设备*/ int chipshift;
char* chips_name; /* Nand Flash 芯片名称 */
unsigned long erasesize; /* 块擦写的大小 */
unsigned long mfr; /* 厂商 ID */
unsigned long id; /* 模式 ID */
char* name; /* 设备名称 */
int numchips; /* 有几块 Nand Flash 芯片 */
char page256; /* 一页是 256 字节, 还是 512 字节 */ char pageadrlen; /* 页地址的长度 */
unsigned long IO_ADDR; /* 用于对 nand flash 进行寻址的地址值存放处 */ unsigned long totlen; /* Nand Flash 总共大小 */
uint oobblock; /* 一页的大小。本款 nand flash 为 512 */ uint oobsize; /* spare array 大小。本款 nand flash 为 16 */ uint eccsize; /* ECC 大小 */
int bus16; /* 地址线是否是 16 位，1：是；0：否 */
};
3.2.2 支持的命令函数说明
- nand info/nand device 功能：显示当前 nand flash 芯片信息。 函数调用关系如下(按先后顺序)：
static void nand_print(struct nand_chip *nand) ;
- nand erase 功能：擦除指定块上的数据。 函数调用关系如下(按先后顺序)：
int nand_erase(struct nand_chip* nand, size_t ofs, size_t len, int clean);
- nand bad
功能：显示坏块。 函数调用关系如下(按先后顺序)：
static void nand_print_bad(struct nand_chip* nand);
int check_block (struct nand_chip *nand, unsigned long pos);
- nand read
功能：读取 nand flash 信息到 SDRAM。
函数调用关系如下(按先后顺序)：
int nand_rw (struct nand_chip* nand, int cmd,size_t start, size_t len, size_t * retlen, u_char * buf); static int nand_read_ecc(struct nand_chip *nand, size_t start, size_t len,
size_t * retlen, u_char *buf, u_char *ecc_code);
static void NanD_ReadBuf (struct nand_chip *nand, u_char * data_buf, int cntr); READ_NAND(adr);
- nand write
功能：从 SDRAM 写数据到 nand flash 中。
函数调用关系如下(按先后顺序)：
int nand_rw (struct nand_chip* nand, int cmd,size_t start, size_t len, size_t * retlen, u_char * buf); static int nand_write_ecc (struct nand_chip* nand, size_t to, size_t len,
size_t * retlen, const u_char * buf, u_char * ecc_code);
static int nand_write_page (struct nand_chip *nand, int page, int col, int last, u_char * ecc_code); WRITE_NAND(d , adr);
3.2.3 U-BOOT 支持 Nand Flash 命令移植说明
1. 设置配置选项
在 CONFIG_COMMANDS 中, 打开 CFG_CMD_NAND 选项.
#define CONFIG_COMMANDS \
(CONFIG_CMD_DFL | \ CFG_CMD_CACHE | \ CFG_CMD_NAND | \
/*CFG_CMD_EEPROM |*/ \
/*CFG_CMD_I2C |*/ \
/*CFG_CMD_USB |*/ \ CFG_CMD_PING | \ CFG_CMD_REGINFO | \ CFG_CMD_DATE | \ CFG_CMD_ELF)
#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND)
#define CFG_NAND_BASE 0x4E000000 /* Nand Flash 控制器在 SFR 区中起始寄存器地址 */
#define CFG_MAX_NAND_DEVICE 1 /* 支持的最在 Nand Flash 数据 */
#define SECTORSIZE 512 /* 1 页的大小 */
#define NAND_SECTOR_SIZE SECTORSIZE
#define NAND_BLOCK_MASK (NAND_SECTOR_SIZE – 1) /* 页掩码 */
#define ADDR_COLUMN 1 /* 一个字节的 Column 地址 */
#define ADDR_PAGE 3 /* 3 字节的页块地址, A9A25*/
#define ADDR_COLUMN_PAGE 4 /* 总共 4 字节的页块地址 */
#define NAND_ChipID_UNKNOWN 0x00 /* 未知芯片的 ID 号 */
#define NAND_MAX_FLOORS 1
#define NAND_MAX_CHIPS 1
/* Nand Flash 命令层底层接口函数 */
#define WRITE_NAND_COMMAND(d, adr) do {rNFCMD = d;} while(0)
#define WRITE_NAND_ADDRESS(d, adr) do {rNFADDR = d;} while(0)
#define WRITE_NAND(d, adr) do {rNFDATA = d;} while(0)
#define READ_NAND(adr) (rNFDATA)
#define NAND_WAIT_READY(nand) {while(!(rNFSTAT&(1<<0)));}
#define NAND_DISABLE_CE(nand) {rNFCONF |= (1<<11);}
#define NAND_ENABLE_CE(nand) {rNFCONF &= ~(1<<11);}
/* 下面一组操作对 Nand Flash 无效 */
#define NAND_CTL_CLRALE(nandptr)
#define NAND_CTL_SETALE(nandptr)
#define NAND_CTL_CLRCLE(nandptr)
#define NAND_CTL_SETCLE(nandptr)
/* 允许 Nand Flash 写校验 */
#define CONFIG_MTD_NAND_VERIFY_WRITE 1
#endif /* CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND*/
2. 加入自己的 Nand Flash 芯片型号
在 include/linux/mtd/ nand_ids.h 中的对如下结构体赋值进行修改: static struct nand_flash_dev nand_flash_ids[] = {
......
{"Samsung K9F1208U0B", NAND_MFR_SAMSUNG, 0x76, 26, 0, 4, 0x4000, 0},
.......
}
这样对于该款 Nand Flash 芯片的操作才能正确执行。
3. 编写自己的 Nand Flash 初始化函数 在 board/crane2410/crane2410.c 中加入 nand_init()函数. void nand_init(void)
{
/* 初始化 Nand Flash 控制器, 以及 Nand Flash 芯片 */ nand_reset();
/* 调用 nand_probe()来检测芯片类型 */
printf ("%4lu MB\n", nand_probe(CFG_NAND_BASE) >> 20);
}
该函数在启动时被 start_armboot()调用.