u-boot-2011.06在基于s3c2440开发板的移植之硬件ECC

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u-boot-2011.06在基于s3c2440开发板的移植之硬件ECC

在上一篇关于“支持NandFlash读写”的文章中，我们很好地完成了u-boot对NandFlash的读写，但这个读写进行的是软件ECC，即用软件编程的方法实现ECC。我们知道S3C2440的NandFlash控制器是支持硬件ECC的，因此在这里我们就来讲解如何实现硬件ECC。

NandFlash的每一页分为main区和spare区，S3C2440的NandFlash控制器支持这两个区的硬件ECC，但为了兼容u-boot-2011.06，我们只实现main区的硬件ECC。

为了实现硬件ECC，首先需要在include/configs/zhaocj2440.h文件内定义宏CONFIG_S3C2440_NAND_HWECC，这样在drivers/mtd/nand/s3c2440_nand.c文件内就定义了硬件ECC所需要的三个函数：s3c2440_nand_enable_hwecc函数、s3c2440_nand_calculate_ecc函数和s3c2440_nand_correct_data函数，而且在board_nand_init函数内，又把这三个函数分别赋给了相对应的结构体的三个成员，这样在进行NandFlash读写时，就会调用这三个函数，从而实现了硬件ECC。s3c2440_nand_enable_hwecc函数负责使能硬件ECC，s3c2440_nand_calculate_ecc函数负责计算ECC（当然这种计算是由硬件来完成的），s3c2440_nand_correct_data函数负责进行ECC的校验（同样地，这种校验也是由硬件自动完成的）。

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为了理解u-boot是如何进行硬件ECC的，我们先来简要地分析一下相关的函数。NandFlash是以页为最小单位进行读写操作的，支持硬件ECC的读操作最终是由nand_read_page_hwecc函数（在drivers/mtd/nand目录下）来完成的，支持硬件ECC的写操作最终是由nand_write_page_hwecc函数（在drivers/mtd/nand目录下）来完成的。nand_read_page_hwecc函数的流程为先读取main区数据，同时通过调用s3c2440_nand_calculate_ecc函数来得到硬件ECC；再读取spare区数据；然后提取出储存在spare区内的main区ECC；最后通过调用s3c2440_nand_correct_data函数来对刚刚读取的main区数据进行校验。nand_write_page_hwecc函数的流程比较简单，它先写入main区数据，同时通过调用s3c2440_nand_calculate_ecc函数来得到硬件ECC；然后就是把硬件ECC写入到spare区内。

无论是nand_write_page_hwecc函数，还是nand_write_page_hwecc函数，内部都有一个这样的for循环体：

for(i = 0; eccsteps; eccsteps--, i += eccbytes, p += eccsize) {

…… ……

}

其中三个主要变量的定义为：

eccsize= chip->ecc.size;

eccbytes= chip->ecc.bytes;

eccsteps= chip->ecc.steps;

下面我们就来介绍一下这个循环的作用：不同的CPU的NandFlash控制器一次所能完成的硬件ECC的字节数是不一样的，例如有些CPU一次只能完成512字节的硬件ECC，但如果开发板上的NandFlash每页有2048个字节，那该怎么办呢？这时就要用到一个循环体，通过循环多次来得到一页的硬件ECC。例如上面这种情况，就要循环4次（2048÷512＝4），才能得到这个页内数据完整的硬件ECC。另外每一次硬件ECC，不同的CPU所生成的ECC字节数也是不同的，有的是3个字节，有的是4个字节。

那么，上面那三个变量的含义就分别为：

ecc.size：每一次硬件ECC所检验的字节个数

ecc.bytes：每一次硬件ECC所生成的字节个数

ecc.steps：每一页需要进行硬件ECC的次数

对于S3C2440来说，一次硬件ECC可以检验2048个字节，并且生成4个字节的ECC，因此ecc.size应该为2048，ecc.bytes应该为4。而ecc.steps是通过计算得到的，即系统上电后能够获知NandFlash的每页的大小，用这个值除以ecc.size就等于ecc.steps。所以对于这三个参数，只需事先定义好前两个参数即可。而这两个参数是在drivers/mtd/nand/s3c2440_nand.c文件中的board_nand_init函数内被定义赋值的，即：

nand->ecc.size = 2048;

nand->ecc.bytes = 4;

u-boot-2011.06对S3C2440的NandFlash控制器的寄存器定义得不完整，而且有错误，因此我们还需要对此进行修改。删除arch/arm/include/asm/arch-s3c24x0/s3c24x0.h文件内的第167行至第178行内容，添加进下面的内容：

struct s3c2440_nand {

u32 nfconf;

u32 nfcont;

u32 nfcmd;

u32 nfaddr;

u32 nfdata;

u32 nfmeccd0;

u32 nfmeccd1;

u32 nfseccd;

u32 nfstat;

u32 nfestat0;

u32 nfestat1;

u32 nfmecc0;

u32 nfmecc1;

u32 nfsecc;

u32 nfsblk;

u32 nfeblk;

};

最后，我们对s3c2440_nand_enable_hwecc函数、s3c2440_nand_calculate_ecc函数和s3c2440_nand_correct_data函数进行修改。

void s3c2440_nand_enable_hwecc(structmtd_info *mtd, int mode)

{

struct s3c2440_nand *nand = s3c2440_get_base_nand();

debugX(1,"s3c2440_nand_enable_hwecc(%p,%d)\n", mtd, mode);

writel(readl(&nand->nfcont)| S3C2440_NFCONT_INITECC& ~S3C2440_NFCONT_MECCL,&nand->nfcont);

}

该函数的任务就是初始化ECC（即复位ECC），并解锁main区ECC。

static int s3c2440_nand_calculate_ecc(struct mtd_info *mtd, constu_char *dat,

u_char *ecc_code)

{

struct s3c2440_nand *nand = s3c2440_get_base_nand();

u32 mecc0;

writel(readl(&nand->nfcont)| S3C2440_NFCONT_MECCL,&nand->nfcont);

mecc0= readl(&nand->nfmecc0);

ecc_code[0]= mecc0 & 0xff;

ecc_code[1] = (mecc0 >> 8) &0xff;

ecc_code[2] = (mecc0 >> 16) &0xff;

ecc_code[3] =(mecc0 >> 24) & 0xff;

debugX(1,"s3c2440_nand_calculate_hwecc(%p,):0x%02x 0x%02x 0x%02x 0x%02x\n",

mtd , ecc_code[0], ecc_code[1], ecc_code[2], ecc_code[3]);

return 0;

}

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