基于龙芯2K1000移植uboot之NAND

移植环境
开始移植
- 利用原生驱动（不成功）
- 利用PMON驱动移植（成功）

移植环境

CPU：LS2K1000
NAND：MT29F16G08
编译环境：Ubuntu16.04+gcc-4.9.3-64-gnu
GCC来源：GCC
uboot来源：uboot
工具：龙芯的EJTAG调试工具。
硬件平台采用了单片NAND芯片，原理图如下：

开始移植

这里主要记录主要是记录移植过程。

利用原生驱动（不成功）

首先也不知道这里面驱动可能用，看了一下目录drivers/mtd/nand/raw/只有1系列的驱动，那就选择ls1x-nand.c移植试试看。
先选中参数：

  CONFIG_MTD_RAW_NAND=y CONFIG_NAND_LS1X=y

编译报错：
报错：

cmd/built-in.o: In function `nand_block_isbad':
/home/loongson/ls2k/u-boot-ls2k/include/nand.h:61: undefined reference to `mtd_block_isbad'
cmd/built-in.o: In function `nand_dump':
/home/loongson//ls2k/u-boot-ls2k/cmd/nand.c:78: undefined reference to `mtd_read_oob'
cmd/built-in.o: In function `do_nand':
/home/loongson/ls2k/u-boot-ls2k/cmd/nand.c:641: undefined reference to `mtd_read_oob'
cmd/built-in.o: In function `nand_block_isbad':
/home/loongson/ls2k/u-boot-ls2k/include/nand.h:61: undefined reference to `mtd_block_isbad'

mtd_block_isbad这个函数定义在mtdcore.c中，但是这个文件没有被编译，查看drivers/mtd/Makefile：

mtd-$(CONFIG_MTD) += mtdcore.o mtd_uboot.o

选中参数：Device Drivers > MTD Support > Enable MTD layer
报错：

 /home/loongson/ls2k/u-boot-ls2k/drivers/mtd/nand/raw/ls1x-nand.c:503: undefined reference to `SPARE_ADDRH'
/home/loongson/ls2k/u-boot-ls2k/drivers/mtd/nand/raw/ls1x-nand.c:504: undefined reference to `SPARE_ADDRL'
/home/loongson/ls2k/u-boot-ls2k/drivers/mtd/nand/raw/ls1x-nand.c:602: undefined reference to `NO_SPARE_ADDRH'
/home/loongson/ls2k/u-boot-ls2k/drivers/mtd/nand/raw/ls1x-nand.c:603: undefined reference to `NO_SPARE_ADDRL'
/home/loongson/ls2k/u-boot-ls2k/drivers/mtd/nand/raw/ls1x-nand.c:550: undefined reference to `SPARE_ADDRH'
/home/loongson/ls2k/u-boot-ls2k/drivers/mtd/nand/raw/ls1x-nand.c:551: undefined reference to `SPARE_ADDRL'
/home/loongson/ls2k/u-boot-ls2k/drivers/mtd/nand/raw/ls1x-nand.c:470: undefined reference to `SPARE_ADDRH'
/home/loongson/ls2k/u-boot-ls2k/drivers/mtd/nand/raw/ls1x-nand.c:471: undefined reference to `SPARE_ADDRL'
drivers/built-in.o: In function `dma_alloc_coherent':
/home/loongson/ls2k/u-boot-ls2k/drivers/mtd/nand/raw/ls1x-nand.c:240: undefined reference to `__phys_to_dma'
drivers/built-in.o: In function `dma_alloc_noncoherent':
/home/loongson/ls2k/u-boot-ls2k/drivers/mtd/nand/raw/ls1x-nand.c:251: undefined reference to `__phys_to_dma'

解决：找到对应的变量和函数移至这个文件中ls1x-nand.c中。
编译通过后烧写启动后，报错log：

NAND:  Failed to initialize ls1x NAND controller. (error -96)
0 MiB

这是驱动没有被调用，查看设备树中NAND节点引用的驱动为loongson,ls-nand，在ls1x-nand.c中的ls1x_nand_dt_ids，添加以下：

{.compatible = "loongson,ls-nand",},

驱动加载成功后报以下错误：

NAND:
nand_base: No NAND device found
failed to scan nand
Failed to initialize ls2k NAND controller. (error -6)

也就是找不到NAND，首先追溯uboot里打印No NAND device found的地方：

nand_scan_ident ----------drivers/mtd/nand/raw/nand_base.c:4651
nand_get_flash_type(mtd, chip, &nand_maf_id, &nand_dev_id, table);if (!type->name) //在此处出错return ERR_PTR(-ENODEV);

也就是没有获取到NAND的型号。
可以两个方面排查，第一，因为这个驱动用的LS1X的驱动，不能保证适用与2K1000的NAND接口，而且进一步定位打印了nand_readid_op(chip, 0, id_data, 8)返回的id_data值是0，事后证明id_data为0是证明接口NAND接口没通。

利用PMON驱动移植（成功）

为了节约时间，直接进行把PMON的NAND驱动ls2k-nand.c移植过来。
drivers/mtd/nand/raw/Kconfig添加以下代码：

config NAND_LS2Kbool "loongson2k NAND support"depends on TARGET_LS2Kselect SYS_NAND_SELF_INITimply CMD_NANDimply NAND_SUPPORThelpThis enables the NAND driver for the NAND flash controller on the

drivers/mtd/nand/raw/Makefile添加以下代码：

obj-$(CONFIG_NAND_LS2K) += ls2k-nand.o

include/configs/ls2k.h添加以下代码：

#ifdef CONFIG_MTD_RAW_NAND
#define CONFIG_SYS_MAX_NAND_DEVICE  1
#endif

选中参数：

CONFIG_CMD_MTD=y
CONFIG_MTD=y
CONFIG_DM_MTD=y
CONFIG_MTD_RAW_NAND=y
CONFIG_NAND_LS2K=y
CONFIG_BCH=y

移植源码见：移植源码

启动后log如下：

id_l: 48002689, id_h:00e0002c
id_l: 48002689, id_h:00e0002c
id_l: 48002689, id_h:00e0002c
nand_base: No NAND device found
failed to scan nand
Failed to initialize ls2k NAND controller. (error -6)

还是找不到NAND，但是呢，启动log看到ID能正常读到，nand_readid_op(chip, 0, id_data, 8)函数过后打印的id_data也是和log一致，说明NAND硬件接口通了。

进一步排查：
nand_get_flash_type在读到NAND的ID之后，会在nand_flash_ids数组中有个查表的操作。事实证明，我们贴的这个NAND的信息没有添加到到这个数组里，所以校验失败。

很重要的一点来了：
在nand_flash_ids中添加以下一行：
EXTENDED_ID_NAND(“NAND 2GiB 3,3V 16-bit”, 0x48, 2048, LP_OPTIONS16),
改为：EXTENDED_ID_NAND(“NAND 2GiB 3,3V 8-bit”, 0x48, 2048, LP_OPTIONS),
启动之后打印：

NAND:
nand_base: device found, Manufacturer ID: 0x2c, Chip ID: 0x48
nand_base: Micron NAND 2GiB 3,3V 16-bit
nand_base: Micron NAND 2GiB 3,3V 16-bit
nand_base: 2048 MiB, SLC, erase size: 256 KiB, page size: 4096, OOB size: 128
0 MiB

还是有问题，这个应该是2048MB才对。
对比ls1x-nand.c的驱动，probe中少了个：

ret = nand_register(0, mtd);

启动之后，查看nand信息：

 # mtd  list
List of MTD devices:
* nand0- type: NAND flash- block size: 0x40000 bytes- min I/O: 0x1000 bytes- OOB size: 128 bytes- OOB available: 78 bytes- ECC strength: 1 bits- ECC step size: 256 bytes- bitflip threshold: 1 bits- 0x000000000000-0x000080000000 : "nand0"

恩？nand没有划分区，接下来怎么划分区呢？

首先呢，我们看到之前添加的这个函数ret = nand_register(0, mtd);中的add_mtd_device就有添加分区的功能。

这里我们只需要开启两个配置：

CONFIG_CMD_MTDPARTS=y
CONFIG_MTDIDS_DEFAULT="nand0=ls2k-nand"   //这个很重要，如果不设置，或者设错是划不成功的。这个需与驱动中设置的名字一致
CONFIG_MTDPARTS_DEFAULT="ls2k-nand:14m(kernel),460m(root),1m(logo),-(user)"

nand0是nand_register函数中mtd->name = dev_name[devnum]生成的名字。

U_BOOT_DRIVER(ls2k_nand) = {.name = "ls2k-nand",.id = UCLASS_MTD,.of_match = ls2k_nand_dt_ids,.probe = ls2k_nand_probe,.priv_auto_alloc_size = sizeof(struct ls2k_nand_info),
};

调试过程中出现问题：

==>mtd list
Scanning device for bad blocks
Bad eraseblock 0 at 0x000000000000
nand dma timeout!
Bad eraseblock 1 at 0x000000040000
nand dma timeout!

在命令行模式下执行：nand erase.chip 是没有用的
必须执行：nand scrub.chip 也没用
仔细看以下开机启动log：

nand_base: 2048 MiB, SLC, erase size: 256 KiB, page size: 4096, OOB size: 128

这个erase size: 256 KiB其实是不对的，修改nand_flash_ids中的参数：
EXTENDED_ID_NAND(“NAND 2GiB 3,3V 16-bit”, 0x48, 2048, LP_OPTIONS16),
改成EXTENDED_ID_NAND(“NAND 2GiB 3,3V 16-bit”, 0x48, 2048, LP_OPTIONS),
改成{ .name = “NAND 2GiB 3,3V 8-bit”, .dev_id = 0x48, .pagesize = 4096 , .chipsize = 2048, .erasesize = SZ_512K, .options = SP_OPTIONS },

chipsize：整个NAND FLASH 的大小，单位为MB
pagesize：一页的大小，单位为字节Byte
erasesize：最小擦除大小，单位为字节Byte
这些数据来源芯片手册：

启动之后这样的信息才是对的：

==> nand info
Device 0: nand0, sector size 512 KiBPage size       4096 bOOB size         128 bErase size    524288 bsubpagesize     1024 boptions     0x40005108bbt options 0x00000000

分区也划分完毕：

==>mtdparts device nand0 <ls2k-nand>, # parts = 4
#: name                size            offset          mask_flags
0: kernel              0x00e00000      0x00000000      0
1: root                0x1cc00000      0x00e00000      0
2: logo                0x00100000      0x1da00000      0
3: user                0x62500000      0x1db00000      0active partition: nand0,0 - (kernel) 0x00e00000 @ 0x00000000defaults:
mtdids  : nand0=ls2k-nand
mtdparts: ls2k-nand:14m(kernel),460m(root),1m(logo),-(user)