ECC程序中nand_ecc_precalc_table表的生成原理

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#table #flash #算法 #byte

本文介绍了一种用于快速生成NAND FLASH ECC校验和的预计算表nand_ecc_precalc_table，并提供了生成该表的具体源代码。通过理解ECC校验和的生成原理，可以轻松创建此表。
在上文的《NAND FLASH ECC校验原理与实现》中贴出了ECC算法源程序，在ECC算法源程序中有个nand_ecc_precalc_table，用于快速生成ECC校验和，该表实际上是按照《NAND FLASH ECC校验原理与实现》表中的ECC原理生成的，理解了ECC校验和生成原理，实际上生成该表也就不存在任何困难了。下面是生成该表的源程序：

#define BIT0(x) ((x)&0x01)
#define BIT1(x) (((x)&0x02)>>1)
#define BIT2(x) (((x)&0x04)>>2)
#define BIT3(x) (((x)&0x08)>>3)
#define BIT4(x) (((x)&0x10)>>4)
#define BIT5(x) (((x)&0x20)>>5)
#define BIT6(x) (((x)&0x40)>>6)
#define BIT7(x) (((x)&0x80)>>7)

void MakeEccTable()
{
inti,m;
BYTE xData;
m=0;
for(i=0;i<256;i++)
{
xData=0;
if(BIT0(i)^BIT2(i)^BIT4(i)^BIT6(i)) xData|=0x01;
if(BIT1(i)^BIT3(i)^BIT5(i)^BIT7(i)) xData|=0x02;

if(BIT0(i)^BIT1(i)^BIT4(i)^BIT5(i)) xData|=0x04;
if(BIT2(i)^BIT3(i)^BIT6(i)^BIT7(i)) xData|=0x08;

if(BIT0(i)^BIT1(i)^BIT2(i)^BIT3(i)) xData|=0x10;
if(BIT4(i)^BIT5(i)^BIT6(i)^BIT7(i)) xData|=0x20;

if(BIT0(i)^BIT1(i)^BIT2(i)^BIT3(i)^BIT4(i)^BIT5(i)^BIT6(i)^BIT7(i))
xData|=0x40;
if(m==15)
{
TRACE("0x%02X,/n",xData);
m=0;
}
else
{
TRACE("0x%02X,",xData);
m++;
}
}
}

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ECC校验程序中nand_ecc_precalc_table表的生成原理
zjjyliuweijie的专栏
04-27 1284
　在上文的《NAND FLASH ECC校验原理与实现》中贴出了ECC算法源程序，在ECC算法源程序中有个nand_ecc_precalc_table，用于快速生成ECC校验和，该表实际上是按照《NAND FLASH ECC校验原理与实现》表中的ECC原理生成的，理解了ECC校验和生成原理，实际上生成该表也就不存在任何困难了。下面是生成该表的源程序： 　　#define　　 BIT0(x)　　 ((x)&0x01) 　　#define　　 BIT1(x)　　 (((x)&0x02)>>1) 　　#de
linux ecc校验原理,Nand ECC校验和纠错原理及ECC代码分析
weixin_33584549的博客
05-13 838
校验码生成算法的C语言实现在Linux内核中ECC校验算法所在的文件为drivers/mtd/nand/nand_ecc.c，其实现有新、旧两种，在2.6.27及更早的内核中使用的程序，从2.6.28开始已经不再使用，而换成了效率更高的程序。可以在Documentation/mtd/nand_ecc.txt文件中找到对新程序的详细介绍。首先分析一下2.6.27内核中的ECC实现，源代码见:http...
ECC椭圆曲线详解(有具体实例)
weixin_33711647的博客
08-18 3393
前言 ECC英文全称"Ellipse Curve Cryptography" 与传统的基于大质数因子分解困难性的加密方法不同，ECC通过椭圆曲线方程式的性质产生密钥 ECC164位的密钥产生一个安全级，相当于RSA 1024位密钥提供的保密强度，而且计算量较小，处理速度更快，存储空间和传输带宽占用较少。目前我国居民二代身份证正在使用 256 位的椭圆曲线密码，虚拟货币比特币也选择ECC作为加密算法...
STM32 ECC校验的调试及心得
10-21
有fsmc_nand.c调试程序，调试心得文档一份，FSMC的ECC介绍一份
密码学ECC椭圆曲线加密python实现
qq_52428239的博客
05-29 6409
ECC加解密python实现ECC加解密原理加密：c1=rP c2=M+rQ=M+rkP解密：M=c1-kc2 ECC加解密原理 方程为y^2 = x^3+ax+b，设模数为t k为私钥，P(x,y)为基点（生成元） M(x1,y1)为明文 过程点Q=kP r为随机生成数，用来解密 模数t、系数a、b、生成元G为公开参数 加密：c1=rP c2=M+rQ=M+rkP 解密：M=c1-kc2 需要注意的是：要保证生成元在输入的椭圆曲线上面 python代码： #a,b为方程系数，t为模数，k为私钥，P(X,Y
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09-18
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nand_bbt.rar_BAD_bad block
09-23
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11-08 8533
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ECC的理解
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04-04 3399
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01-31 1414
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提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档 文章目录前言一、什么是椭圆曲线加密算法？1.实数域上的椭圆曲线（1）椭圆曲线加密算法中的相关概念（2）实数椭圆曲线（3）椭圆曲线上的群2.有限域上的椭圆曲线（1）模素数P运算（2）有限域模素数上的加法（3）有限域椭圆曲线上的点的阶3. 椭圆曲线中的离散对数问题（椭圆曲线加密）二、使用步骤1.引入库2.读入数据总结 前言 此为自学笔记，参考文献（包括参考的所有理论的链接）在此先标明。 ECC椭圆曲线加解密原理详解（配图） 区块链中的数学.
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struct spinand_ecc_info
11-27
<think> 我们正在讨论的是Linux内核中SPI NAND驱动相关的结构体`struct spinand_ecc_info`。根据之前提供的上下文，该驱动目前不支持ECC，但显然在驱动设计中已经预留了ECC相关的结构体。 根据Linux内核源码（特别是drivers/mtd/nand/spi/core.c等文件），`struct spinand_ecc_info`通常用于描述SPI NAND芯片的ECC（纠错码）能力信息。这个结构体可能包含以下关键字段： 1. **`get_status`**: 一个函数指针，用于读取ECC操作的状态（例如成功、可纠正错误、不可纠正错误等）。 2. **`strength`**: 表示ECC的纠错能力（例如能纠正几个比特的错误）。 3. **`step_size`**: ECC操作的步长（通常以字节为单位，例如512字节）。 4. **`status`**: 用于存储当前ECC状态（通常由`get_status`函数填充）。 一个典型的`struct spinand_ecc_info`定义可能如下（具体字段可能因内核版本而略有不同）： ```c struct spinand_ecc_info { int (*get_status)(struct spinand_device *spinand, u8 status); unsigned int strength; unsigned int step_size; u8 status; }; ``` ### 功能说明 - **`get_status`函数**：这是驱动中一个关键的回调函数，用于解析NAND状态寄存器中与ECC相关的位。例如，当从NAND读取一页数据后，控制器会设置状态寄存器，该函数负责解析这些状态位以确定读取操作中是否发生了ECC可纠正或不可纠正的错误。 - **`strength`和`step_size`**：这两个字段共同定义了ECC的配置。例如，如果`step_size`为512字节，`strength`为4，则表示每512字节数据有4比特的纠错能力。 - **`status`字段**：通常由`get_status`函数设置，表示最近一次操作的状态（如`SPINAND_ECC_HAS_ERROR`、`SPINAND_ECC_CORRECTED`等）。 ### 使用场景 在SPI NAND驱动中，`struct spinand_ecc_info`通常作为`struct spinand_device`的一个成员。在初始化过程中，根据具体的NAND芯片型号，会填充这个结构体。例如： ```c static const struct spinand_info micron_spinand_table[] = { { .model = "MT29F2G01ABAGD", .ecc = { .strength = 4, .step_size = 512, .get_status = micron_ecc_get_status, }, }, }; ``` ### ECC状态处理示例 下面是一个`get_status`函数的实现示例（以micron芯片为例）： ```c static int micron_ecc_get_status(struct spinand_device *spinand, u8 status) { switch (status & MICRON_STATUS_ECC_MASK) { case MICRON_STATUS_ECC_NO_BITFLIPS: return 0; case MICRON_STATUS_ECC_1TO3_BITFLIPS: return 3; // 检测到1-3个比特翻转（可纠正） case MICRON_STATUS_ECC_4TO6_BITFLIPS: return 6; // 检测到4-6个比特翻转（可纠正） case MICRON_STATUS_ECC_7TO8_BITFLIPS: return -EBADMSG; // 超过纠错能力，不可纠正错误 default: break; } return -EINVAL; } ``` ### 重要性 在没有硬件ECC支持的情况下（如用户之前提到的驱动版本），`spinand_ecc_info`可能不会被正确初始化或使用。但一旦驱动支持ECC，这个结构体将成为确保数据可靠性的关键组件。 ### 总结 `struct spinand_ecc_info`在SPI NAND驱动中扮演着核心角色，用于描述和操作芯片的ECC能力。通过正确实现该结构体中的函数（特别是`get_status`），驱动能够有效处理NAND闪存中常见的数据错误问题。 §§相关问题§§ 1. 如何为特定的SPI NAND芯片实现`get_status`函数？ 2. ECC强度（strength）和步长（step_size）如何影响数据可靠性？ 3. 在Linux MTD子系统中，软件ECC和硬件ECC的实现有何区别？ 4. 如何测试SPI NAND驱动中的ECC功能是否正常工作？ [^1]: MTD设备驱动框架中的关键结构体说明 [^2]: U-Boot命令实现机制 [^3]: SPD规范的版本演进 [^4]: C++异常处理与对象构造 </think> ### `struct spinand_ecc_info` 结构体详解 `struct spinand_ecc_info` 是 SPI NAND 驱动中管理 ECC（纠错码）功能的核心数据结构，主要包含以下关键字段和功能： #### 1. **核心字段定义** ```c struct spinand_ecc_info { u8 status; // ECC 操作状态寄存器值 unsigned int strength; // 纠错能力（比特数） unsigned int step_size; // ECC 计算步长（字节数） int (*get_status)(struct spinand_device *, u8); // ECC 状态检测函数 }; ``` #### 2. **字段功能说明** | **字段** | **类型** | **说明** | |------------------|------------------|-------------------------------------------------------------------------| | `status` | `u8` | 存储最近一次 ECC 操作的状态码（如 0x00=成功，0x01=可纠正错误，0x02=不可纠正错误） | | `strength` | `unsigned int` | **纠错能力**：单次 ECC 计算可纠正的最大比特错误数（如 4 表示可纠正 4 比特错误） | | `step_size` | `unsigned int` | **计算步长**：每次 ECC 计算覆盖的数据长度（常用值：512 字节或 1024 字节） | | `get_status` | 函数指针 | 从 NAND 状态寄存器解析 ECC 状态的回调函数 | #### 3. **关键函数解析** ##### `get_status()` 函数示例 ```c static int spinand_ecc_get_status(struct spinand_device *spinand, u8 status) { switch (status & STATUS_ECC_MASK) { case STATUS_ECC_NO_BITFLIPS: return 0; // 无错误 case STATUS_ECC_HAS_BITFLIPS: return spinand->ecc.strength; // 可纠正错误 case STATUS_ECC_UNCOR_ERROR: default: return -EBADMSG; // 不可纠正错误 } } ``` 该函数解析 NAND 状态寄存器： - **状态掩码** `STATUS_ECC_MASK` 通常为 `0x30`（占用 bit4-bit5） - **返回值**： - `0`：无比特翻转 - `>0`：可纠正错误（返回实际翻转比特数） - `-EBADMSG`：不可纠正错误 #### 4. **ECC 配置实例** 在 SPI NAND 设备初始化时配置： ```c static const struct spinand_info micron_devices[] = { { .model = "MT29F2G01ABAGD", .ecc = { .strength = 4, // 4 比特纠错 .step_size = 512, // 每 512 字节计算一次 ECC .get_status = micron_ecc_get_status, }, }, }; ``` #### 5. **数学关系** ECC 校验数据量计算公式： $$ \text{ECC Bytes} = \frac{\text{strength} \times \lceil \log_2(\text{step\_size} \times 8 + 1) \rceil}{8} $$ 例如当 `strength=4`, `step_size=512` 时： $$ \text{ECC Bytes} = \frac{4 \times \lceil \log_2(512 \times 8 + 1) \rceil}{8} \approx 7 \text{ bytes} $$ #### 6. **工作流程** ```mermaid sequenceDiagram participant Host participant Controller participant NAND Chip Host->>Controller: 发送读命令 Controller->>NAND Chip: 读取数据页 + OOB NAND Chip-->>Controller: 返回数据及状态寄存器值 Controller->>ecc_info.get_status(): 解析状态 alt 可纠正错误 Controller->>Host: 返回纠正后的数据 else 不可纠正错误 Controller->>Host: 返回错误码 -EBADMSG end ``` ### 典型应用场景 1. **数据读取**：在 `spinand_read_page()` 中调用 `ecc_info.get_status()` 检测错误 2. **坏块标记**：当返回 `-EBADMSG` 时标记物理块为坏块 3. **OOB 布局**：根据 `step_size` 和 `strength` 计算 ECC 数据占用空间 > 提示：在 OOB 空间有限（如 16 字节）时，需平衡 `strength` 和用户可用空间[^1]。
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