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Linux应用编程（二十一）——U-Boot移植（4，5，6）

2022-01-29 22:02:45 作者：互联网

文章目录

前言
支持NAND Flash
- 1、在include/s3c24x0.h文件中增加S3C2440_NAND数据结构
- 2、在include/s3c2410.h 文件仿造S3C2410_GetBase_NAND函数定义S3C2440_GetBase_NAND函数
支持烧写yaffs文件系统映象
修改默认配置参数以方便使用
总结

前言

通过前面两篇博客，我们已经将U-Boot移植进行了一半。使我们的U-Boot同时支持S3C2410和S3C2440两款芯片。支持我们的xmodem串口协议，支持网卡芯片CS8900。
今天的这篇博客我们将U-BOOT移植剩下的内容分析完
第四步：支持NAND Flash
第五步：支持烧写yaffs文件系统映象
第六步：修改默认参数以便使用

支持NAND Flash

U-Boot 1.1.6中对NAND Flash的支持有新旧两套代码，新代码在drivers/nand目录下，旧代码在drivers/nand_legacy目录下。
在这里插入图片描述
文档doc/README.nand对两套代码都有说明：使用旧代码需要定义更多的宏，而新代码移植自Linux内核2.6.12，它更加智能，可以自动识别更多型号的NAND Flash。目前之所以还保留旧代码，是因为两个目标板NETTA，NETTA_ISDN使用JFFS文件系统，他们依赖于旧代码。当相关功能移植到新代码后，旧的代码将从U-Boot中去除。

要让U-Boot支持NAND Flash，首先在配置文件include/configs/100ask24x0.h，的宏CONFIG_COMMANDS中增加CFG_CMD_NAND，如下所示：
在这里插入图片描述

然后选择使用那套代码：在配置文件中定义宏CFG_NAND_LEGACY则使用旧代码，否则使用新代码。

使用旧代码时，需要实现drivers/nand_legacy/nand_legacy.c中使用到的各种宏，比如：
在这里插入图片描述

#define WRITE_NAND_COMMAND(d,adr)    //写NAND Flash命令，代码依赖于具体的开发板

参考书籍采用新代码，下面分析移植过程。

代码的移植没有现成的文档，可以配置文件include/configs/100ask24x0.h的宏CONFIG_COMMANDS中增加CFG_CMD_NAND后就编译代码，然后一个一个地解决出现地错误

nand.h:412: error:'NAND_MAX_CHIPS' undeclared here (not in a function)
nand.c:35: error: 'CFG_MAX_NAND_DEVICE' undeclared here (not in a function)
nand.c:38:error: 'CFG_NAND_BASE' undeclared here (not in a function)
nand.c:35:error: storage size of 'nand_info' isn't known
nand.c:37:error: storage size of 'nand_chip' isn't known
nand.c:38:error: storage size of  'base_address' isn't known
nand.c:37:warning : 'nand_chip' defined but not used
nand.c:38:warning: 'base_address' defined but nnot used

在配置文件include/configs/100ask24x0.h增加如下3个宏就可以解决上述错误。在Flash的驱动程序中，设备是逻辑上的概念，表示一组相同结构，访问函数相同的Flash芯片。在参考书籍所用的开发板中，只有一个NAND Falsh芯片，所以设备数是1，芯片数也是1。
在这里插入图片描述修改文件后再次编译，现在只有一个错误了，“board_nand_init函数未定义”，如下

nand.c:50: undefined reference to 'board_nand_init'

调用board_nand_init函数的过程为：NAND Flash的初始化入口函数是nand_init，它在lib_arm/board.c的start_armboot函数中被调用；nand_init函数在drivers/nand/nand.c中实现，它调用相同文件中的nand_init_chip函数：nand_init_chip函数首先调用board_nand_init函数来初始化NAND Flash设备，最后才是统一的识别过程。

从board_nand_init函数的名称就可以知道它是平台/开发板相关的函数，需要自己编写。
在cpu/arm920t/s3c24x0目录下新建一个文件nand_flash.c，在里面针对S3C2410，S3C2440实现了统一的board_nand_init函数。
在编写board_nand_init函数之前，需要针对S3C2410，S3C2440NAND Flash控制器的不同来定义一些数据结构和函数；

1、在include/s3c24x0.h文件中增加S3C2440_NAND数据结构

在这里插入图片描述

2、在include/s3c2410.h 文件仿造S3C2410_GetBase_NAND函数定义S3C2440_GetBase_NAND函数

在这里插入图片描述
既然新的NAND Flash代码是从Linux内核2.6.12中移植来的，那么cpu/arm920t/s3c24x0/nand_flash.c文件也可以仿照内核中对S3C2410，S3C2440的NAND Flash进行初始化的drivers/mtd/nand/s3c2410.c文件来编写。为了方便阅读，先把cpu/arm920t/s3c24x0/nand_flash.c文件的代码全部列出来，如下所示（因为太长，我就使用书籍上的直接分析）
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述文件中分别针对S3C2410和S3C2440实现了NAND Flash最底层访问函数，并进行了一些硬件的设置（比如时序，使能NAND Flash控制器等）。新代码对NAND Flash的封装做的很好，只要向上提供底层初始化函数board_nand_init来设置好平台/开发板相关的初始化、提供底层接口即可。

最后，只要将新建的nand_flash.c文件编入U-Boot就可以擦除，读写NAND Flash了。如下修改cpu/arm920t/s3c24x0/Makefle文件即可
在这里插入图片描述

修改前：
在这里插入图片描述

修改后：
在这里插入图片描述

支持烧写yaffs文件系统映象

在实际生产中，可以通过烧片器等手段将内核，文件系统映象烧入固态存储设备中，Bootloader不需要具备烧写功能。但是为了方便开发，通常在Bootloader中增加烧写内核、文件系统映象文件的功能。

增加了NAND Flash功能的U-Boot 1.16已经可以通过 “nand write…”，“nand write.jffs2…”等命令来烧写内核，烧写cramfs，jffs2文件系统映象文件。但是在NAND Flash上，yaffs文件系统的性能更佳，下面增加 "nand write。yaffs…"命令以烧写yaffs文件系统映象文件。

"nand write.yaffs…"字样的命令中，“nand”是具体的命令，“write.yaffs…”是参数。nand命令在common/cmd_nand.c中实现如下：
在这里插入图片描述先在其中增加“nand write.yaffs…”的使用说明，如下所示：
然后，在nand命令的处理函数do_nand中增加对“write.yaffs…”的支持。do_nand函数仍在common/cmd_nand.c中实现，代码修改如下：

第354行~379行就是针对命令“nand read.yaffs…”、“nand write.yaffs…”增加的代码。有兴趣的朋友可以自己分析 “if（read）”分支的代码，下面只讲解“else”分支，即"nand write.yaffs…"命令的实现。

NAND Flash每一页大小为（512+16）字节（还有其他格式的NAND Flash，比如每页大小为（256+8），（2048+64）等），其中的512字节就是一般存储数据的区域，16字节称为OBB（OUT OF BAND）区。通常在OBB区存放环块标记，前面512字节的ECC校验码等。

cramfs，jffs2文件系统映象文件中并没有OBB区的内容，如果将他们烧入NOR Flash中，则是简单的“平铺关系”；如果将他们烧入NAND Flash中，则NAND Flash的驱动程序首先根据OBB的标记略过环块，然后将一页数据（512字节）写入后，还会计算这512字节的ECC检验码，最后将它写入OBB区，如此循环。cramfs，jffs文件系统映象文件的大小通常是512的整数倍。

而yaffs文件系统映象文件的格式跟他们不同，文件本身就包含了OBB区的数据（里面有环块标记，ECC校验码，其他yaffs相关信息）。所以烧写时，不需要在计算ECC值，首先检查是否环块（是则跳过），然后写入512字节的数据，最后写入16字节的OBB数据，如此循环。yaffs文件系统映象文件的大小是（512+16）地整数倍。
（注意：烧写yaffs文件系统映象时，分区上第一个可用地（不是环块）块也要跳过）

下面分析369~371行设置地源地址，目的地址，长度。烧写yaffs文件系统映象前，一般通过网络将它下载到内存某个地址处（比如0x30000000）,然后通过类似“nand write.yaffs 0x300000000 0x00A00000 $(filesize)”的命令烧写到NAND Flash的便宜地址0x00A00000处。这对于这个命令第369行中opts.buffer等于0x30000000，第270行opts.length= $ (filesize)的值，就是前面下载的文件的大小，第371行中的opts.offset等于0x00A00000。

这里列出不使用的第372行，是因为opts.forceyaffs这个名字很有欺骗性，它其实是指计算ECC校验码的一种方法。烧写yaffs文件系统映象时，不需要计算ECC校验码。

第373，374行指定烧写数据时不计算ECC校验码，而是烧入文件中的OBB数据。

第375行指定“逻辑块”的大小，“逻辑块”可以由多个“物理块”组成，在yaffs文件系统映象中，它们是1：1的关系。

第377行的opts.shipfirstblk是新加项，nand_write_options_t结构中没有shipfirstblk成员。它表示烧写时跳过第一个可用的逻辑块，这是由yaffs文件系统的特性决定的。

既然skipfirstblk是在nand_write_options_t结构中新加的项，那么就要重新定义nand_write_options_t结构，并在下面调用的nand_write_opts函数中对他进行处理。

首先在include/nand.h中进行如下的修改，增加skipfirstblk成员
在这里插入图片描述然后，修改nand_write_opts函数，增加skipfirstblk成员支持。它在drivers/nand/nand_util.c文件中，下面的第301，地430~435行是新加的

进行了上面的移植后，U-Boot已经可以烧写yaffs文件系统映象了。由于前面设置“opts.noecc =1”不使用ECC校验码，在烧写过程中会出现很多的提示信息，如下

writing data without ECC to NAND-FlASH is not recommended

可以修改drivers/nand/nand_base.c文件的nand_write_page函数，将它去掉。
修改前：
在这里插入图片描述修改后：

修改默认配置参数以方便使用

前面移植网卡芯片CS8900时，已经设置过默认IP地址等。为了使用U-Boot时减少一些设置，现在修改配置文件include/configs/100ask24x0.h，增加默认配置参数，其中一些在移植过程中已经增加的选项这里也再次说明。

Linux启动参数

增加如下3个宏：
在这里插入图片描述

自动启动命令

增加如下两个宏：
在这里插入图片描述自启动时（开机3秒内无输入），首先执行“nboot 0x32000000 0 0”命令将第0个NAND Flash偏移地址0上的映象文件复制到内存0x32000000中；然后执行“bootm 0x32000000”命令启动内存中的映象。

默认网络设置

根据具体网络环境增加，修改下面4个宏：
在这里插入图片描述

总结

U-Boot的移植完结了，下一篇博客分析U-Boot的常用命令。
希望这些博客也能帮助到您。

标签：编程,Flash,Boot,NAND,nand,write,映象,Linux,yaffs
来源： https://blog.csdn.net/m0_56145255/article/details/122743836