ECC 如何与 mtd-utils 中的 nandwrite/nanddump 一起工作？

逆向工程 闪光
2021-06-18 11:01:15

我正在研究具有 TSOP48 NAND 闪存芯片的设备，SK Hynix H27U1G8F2BTR（1Gbit/128Mbyte，2048byte（+ 64byte 备用）页面，128K 块）。

我已经拆焊了芯片并将内容转储到一个文件中。该文件还包含 OOB（带外）数据，从而生成一个 138412032 字节的文件。

我使用以下方法创建了一个新的模拟 NAND MTD 设备：

modprobe nandsim first_id_byte=0xad second_id_byte=0xf1 third_id_byte=0x00 fourth_id_byte=0x1d

这会导致设备具有正确的参数：

$mtdinfo /dev/mtd0
mtd0
Name:                           NAND simulator partition 0
Type:                           nand
Eraseblock size:                131072 bytes, 128.0 KiB
Amount of eraseblocks:          1024 (134217728 bytes, 128.0 MiB)
Minimum input/output unit size: 2048 bytes
Sub-page size:                  512 bytes
OOB size:                       64 bytes
Character device major/minor:   90:0
Bad blocks are allowed:         true
Device is writable:             true

我现在可以使用 将我的图像写入 mtd nandwrite，并-o选择指示转储包含 OOB 信息：

nandwrite -o /dev/mtd0 with_oob.bin

然后我可以使用nanddump以下方法转储图像：

nanddump /dev/mtd0 -f without_oob.bin

这会产生一个没有 OOB 数据的 134217728 字节的文件。这个文件是合理的（例如，包含我可以挂载的文件系统）。

有几次，在玩的时候，我在运行时看到 ECC 错误nanddump。

nandsim,nandwrite和 的这种组合如何nandddump决定使用哪种 ECC 方案？flash来自TI AM335系统，据我所知，ECC方案是由处理器和操作系统的组合决定的。这些实用程序如何知道要做什么？

1个回答

首先，所使用的 ECC 方案不一定要适用于所有闪存擦除块。通常使用 3 种不同类型的闪存分区，对于每种类型，指定使用的 ECC 代码的方法不同：

  1. 由 ROM 引导代码访问的那个
  2. 引导加载程序（通常是 u-boot）访问的那些
  3. 操作系统访问的那些（假设您使用的是 Linux）

通常，特定 ECC 方法的使用受到闪存的 OOB 大小的限制。AM335x_U-Boot_User's_Guide（由于声誉原因无法在此处发布链接）在BCH Flash OOB 布局部分中对其进行了解释，并且示例与您正在使用的闪存芯片匹配。每 2k 页 64 字节有效地将可用的 ECC 算法限制为 BCH8、BCH4 或 HAMMING 代码。

BCH Flash OOB 布局

对于任何 ECC 方案，我们都需要在写入时添加一些额外的数据，以便检测和纠正（如果可能）由 NAND 部分引入的错误。在 BCH 方案的情况下，需要一些字节来存储 ECC 相关信息。

存储 ECC 数据等附加信息的 NAND 存储器部分称为带外或 OOB 部分。

前 2 个字节用于坏块标记 – 0xFFFF => 好块

接下来的“N”个字节用于 BCH 字节

N = B * 页中 512 字节的扇区数

B = BCH4 中每 512 字节扇区 8 字节 B = BCH8 中每 512 字节扇区 14 字节 B = BCH16 中每 512 字节扇区 26 字节

因此，对于 64 字节 OOB 大小的 2k 页大小的 NAND 闪存，我们将使用 BCH8。这将消耗 2 + (14*4) = 64 个可用字节中的 58 个字节。

ROM 引导代码使用的 ECC

AM335x 处理器的 ROM 引导代码根据 AM335x 技术参考手册第 26.1.7.4 章 NAND 中解释的机制决定用于 NAND 闪存的 ECC 方案

ECC 校正 应用的默认 ECC 校正是使用 GPMC 和 ELM 硬件的 BCH 8b/扇区。对于设备 ID 代码 D3h、C3h、D5h、C5h、D7h、C7h、DEh、CEh，当制造商代码（第一个 ID 字节）为 98h 时，在 ID 数据的第 4 个字节中检查单元类型信息。如果它等于 10b，则应用的 ECC 校正是 BCH 16b/扇区。此外，由 ROM 完成的 ECC 计算可以通过使用 SYSBOOT[9] 完全关闭。这在与内置 ECC 引擎的 NAND 设备接口时特别有用。

其他控制 ECC 行为的方法是 ONFI 或 I2C EEPROM，但 H27U1G8F2BTR 数据表没有提到 ONFI，所以我猜它不受闪存芯片的支持。

所以基本上 BCH8 或 BCH16 或没有 ECC 机制用于 ROM 引导加载程序从 NAND 闪存读取的前 128K。

引导加载程序使用的 ECC

引导加载程序自行决定。例如，对于 U-boot，此信息也被编译到 u-boot 和第一级引导加载程序 (SPL/MLO) 中。该信息由在编译时设置的 U-Boot 配置设置控制。最新版本的 U-boot 可以使用 nandec 命令在运行时切换 ecc。

操作系统使用的 ECC

该选择完全特定于操作系统。对于使用 AM335x 处理器的 Linux 嵌入式系统，我知道使用设备树将此信息传递到内核中。

nandsim 使用哪种 ECC 方法

有一个名为bch的参数可以传递给 nandsim 模块来选择一个 ecc 代码。从代码我猜它被初始化为零，所以它不会使用任何 ECC 代码。所以看起来nandsim可以使用BCH8和BCH16，但是模拟的整个flash只能使用一个。

modprobe nandsim bch=8 first_id_byte=0xad second_id_byte=0xf1 third_id_byte=0x00 fourth_id_byte=0x1d

nanddump/nandwrite 使用哪种 ECC 方法

同样，这取决于您用来转储闪存的操作系统/Linux。类似于 nandsim 模块，真正的 mtd 驱动程序可以指定使用的 ECC 方案（内核参数、设备树）。但是您也可以指示 nanddump 忽略 ECC 信息。

参考

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