SLC ECC Correction in S3C2440

S3C24xx都內建有NAND Flash Controller，而且都支援NAND Flash Boot。NAND Flash 和NOR Flash 相比，除了不能用linear addressing的方式來access外，就是NAND Flash有「允許bit error」的特性，所以在實際的使用上，就要配合ECC 來correct。

NAND Flash Controller中NFECCSAT0就NFESTAT0 (0x4E000024) ，用來表示以下：

• Main Area
• Spare Area

兩個區域的「哪個byte中的哪個bit是錯的」，這就是NAND flash Controller提供的hardware ECC 功能。

S3C2440只支援SLC，因為只有內建1 bite ECC，也就是說只能correct 1 bit的錯誤。S3C2443則內建4 bit的ECC，最多可以correct到4 bit的錯誤，所以可以support MLC。

SLC和MLC除了1 time programming的限制外，就是容易產生的Error bit 數。

• SLC保證 99.9999% 的chip 只會產生最多 1 bit的error。
• MLC要到99.9999%的程度，會有 4 bit error。
  

(以上的% 是僅供參考)

回到NFESTAT0，要correct bit error，首先要check一下 error的狀態，以bit[1.0],[3.2] 分別代表兩個區域的error狀態：

• 00 : No Error - Lucky
  
• 01 : 1 bit error - Correct 回來
• 10 : Multiple error - 沒救了
• 11 : ECC area error - 沒救 (?)

所以，需要作ECC correct的，只有在 01 的時候。

然後讀出 Error bit 所在的byte位置和bit位置，分別是

• Byte 位置 bit[17:7], bit[24:21]
• Bit 位置 bit[6:4], bit[20:18]

所以correction 的動作

 *(ReadBuf + ByteNo) ^= ( 1 << BitNo ) 

SECCD 就是 Spare-area ECC Data
MECCD 就是 Main-area ECC Data

Baudrate set in S3C2443

S3C2442 的UART Baurdate可設定的更細微，提供兩個register :

1. UBDIV : 整數部份
   
2. UDIVSLOT : 小數部份
   

設定的計算為：

整數 + 小數 = SRCCLK/ (baudratex16) - 1

以115200, SRCCLK=40MHz為例

整數 + 小數 = 40000000/(115200 x 16) - 1 = 20.7

所以

整數 = 20
小數 = 0.7

因此，UBRDIV = 20

小數部份與UDIVSLOT的關係是

小數 = UDIVSLOT 中 bit是1的數量 / 16

所以

0.7 = 1's number in UDIVSLOT / 16
1's number in UDIVSOLT = 11

UDIVSLOT有很多種組合，只要讓1的個數是11即可，Samsung建議，個數為11時，UDIVSOLT用 0xDDDD。

筆記：Into Idle

在設定完chip register，進入idle mode後，還要program co-processor：
這一篇 http://nocash.emubase.de/gbatek.htm 有說明到ARM CP15 Cache Control。

Cn,Cm,Op2 Rd   Command
C7,C0,4   0    Wait For Interrupt (Halt)

另外在linux kernel code中也有：

/*
* cpu_arm926_do_idle()
*/
.align 5
ENTRY(cpu_arm926_do_idle)
#if defined(CONFIG_CPU_ARM926_CPU_IDLE)
mcr p15, 0, r0, c7, c0, 4  @ Wait for interrupt
#endif
mov pc, lr

ref SystemIdle Function:
MMU_WaitInterrupt(void)

mov  r0,#0x0
mcr  p15,0,r0,c7,c0,4
mov pc,lr

所以，這是要cache 進入idle mode，等待interrupt 的意思 ?

S3C2412有三種Power mode:

1. IDLE
2. STOP
3. SLEEP

是利用PWRMODECON 這個register來設定。

說是這樣說，但是Samsung的BSP code卻沒有這樣作，完全沒用PWRMODECON，反而是用 PWRCFG。其中的STANDBYWFI 佔2 bit，設定後，可以進入：

• IDLE : 01b
• STOP : 10b
• SLEEP : 11b

這種利用寫入 PWRMODECON 的STANDBYWFIbit 的作法，在datasheet 中稱作是 "mcr p15, 0, r0, c7, c0, 4"。

datasheet 中「很好心」地為大家提供一個 "alternat method to set STANDBYWFI" :就是用剛剛的cp15 command:

mcr  p15,0,r0,c7,c0,4

但是沒有說明相當於command的哪一個信號? 01b, 10b, 11b ?

對照datasheet和BSP code：

STANDBYWFI 進入IDLE是 01b。
BSP code用 mcr cp15 command 進入時，Rd (在此用r0)，卻是設定成 #0x0。

而且這是datasheet中有關"進入STOP Mode"的說明中寫的，BSP code卻是在進入idle mode 的code中使用的。

接著有一個table，說明進入三個mode的方法：

• IDLE - STANDBYWFI
• STOP - CMD or STANDBYWFI
• SLEEP - CMD or STANDBYWFI

STANDBYWFI 的意思大概可瞭解，雖然有點不清楚，那麼"CMD"是什麼 ?是寫入command到PWRMODECON的MODESLEEP 嗎?

External Interrupt in S3C2440

S3C2440的EINT (Extend INT)中斷示意


EINT也算是SUB INTERRUPT，但是完全沒有相似於SUBSRCPND的解說。只有register 說明，而且是安排在GPIO的部份... (好吧，該GPIO的mux function有Interrupt，所以算OK吧)。

偉大的EINT的registerg的說明中，EINTMASK、EINTPEND這兩個register只有table，沒有多餘的說明。

本來以為EINTPEND是指「經過mask後的interrupt」，結果不是，是mask前。所以要處理 EINT時要這注意，要將 EINTPEND和EINTMASK「處理」後，才是真正產生中斷的中斷源。

跟trigger mode有關係，當是外部controller觸發，設定成edge trigger時，因為未回應外部controller時，trigger signal不會改變，不會再有一次edge波形發生，所以即使先ACK這個INT也沒關係。反而是未能要能正確，無漏失的catch next edge，ISR要儘快的ACK這個interrupt，免得edge 出現時，interrupt還未ACK而miss。

.. 真是麻煩呀...

這樣的連動是不是要用class包裝起來？當設定edge trigger，該isr先ACK。當設定level triiger，作post ACK?

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回到上面的圖，SRCPND經過priority arbitration，Mask後，選出一個bit 到INTPND。實際產生中斷。

INTPND和SRCPND都是要「手動」清除的。
DataSheet (14. Interrupt Controller - Interrupt Pending Register) 是說..

Like the SRCPND register, this reister has to be cleaned in interrupt service routine after cleaning the SRCPND register.

所以，中斷發生後，一定要clear SRCPND和INTPND。而且順序是

1. SRCPND
2. INTPND

原因和上面說的一樣..如果先clear到INTPND，但是SRCPND還沒清，則同一個中斷馬上又從SRCPND浮上來，導致一樣的INTPND。

反組譯 OpenMoko Steppingstone Code

在正式的內文之前，先來說個小故事。前一陣子在Atmel AT91RM9200這顆ARM9微處理器的實驗板上寫了一個簡單又迷你的kernel，後來想想認識的人裡面都沒人玩這顆，不免有點孤單。於是打算把它移植到比較多人玩並且有模擬器可用的平台，剛好jserv推薦OpenMoko，OpenMoko 的第一支手機Neo1973/GTA01所使用的微處理器是Samsung S3C2410也是 ARM9，我想應該不難移植，還有jserv掛保證的模擬器可用，所以就決定來玩OpenMoko/S3C2410啦！

既然我的出發點是要開發kernel，那麼對於處理器的啟動程序就不可不知。S3C2410啟動時，會從NAND flash的開頭複製4KB 內容到內部的SRAM，然後跳到SRAM開始執行，這4KB SRAM就稱為Steppingstone。這段小程式就是處理器最先執行的程式，但4KB空間當然放不下U-Boot，於是我們只把這段小程式當作踏腳石(steppingstone)，由它來幫忙載入完整的U-Boot bootloader。

在好奇心作祟之下，想來看看這段steppingstone code寫些什麼(其實也沒什麼，真的很無聊吧 XD)。在 http://buildhost.openmoko.org/tmp/deploy/images/ 抓了lowlevel_foo開頭檔名的".bin" 檔，問題是我只知道可以用arm-linux-objdump來反組譯 ELF 格式的程式，那麼binary檔怎麼反組譯呢？上網Google了一下沒有找到ARM反組譯器(其實是前幾個連結沒有就懶得繼續找了)，網友說IDA Pro這套軟體可以反組譯ARM程式，但我懶得安裝這麼龐大的東西。只好換個關鍵字繼續 Google 看看，結果找到了這個網頁：

firmware_reverse_engeneering_methodology

原來可以把binary檔轉成ELF檔再進行反組譯，方法如下：

先把binary轉成ELF格式：

$ arm-linux-objcopy -I binary -O elf32-littlearm foo.bin foo.elf

再進行反組譯：

$ arm-linux-objdump -marm9 -D foo.elf > foo.asm

輸出結果foo.asm是個純文字檔，內容就是反組譯出來的組合語言。簡單吧？不需要安裝其它軟體，只要利用toolchain就能辦到。學會這招後，手邊如果有實驗板沒開放bootloader原始碼，或者想hack PDA bootloader，都不是問題啦(當然得有耐心去trace組合語言程式碼)！