[MTD] Improve software ECC calculation
authorThomas Gleixner <tglx@cruncher.tec.linutronix.de>
Tue, 23 May 2006 09:32:45 +0000 (11:32 +0200)
committerThomas Gleixner <tglx@cruncher.tec.linutronix.de>
Tue, 23 May 2006 09:32:45 +0000 (11:32 +0200)
Unrolling the loops produces denser and much faster code.
Add a config switch which allows to select the byte order of the
resulting ecc code. The current Linux implementation has a byte
swap versus the SmartMedia specification

Signed-off-by: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
drivers/mtd/nand/Kconfig
drivers/mtd/nand/nand_ecc.c

index 2d0ebad55a4951f440330a68367560a8153b207f..4d235b91267d9cd2798e1b3ff420f14141aad73e 100644 (file)
@@ -23,6 +23,14 @@ config MTD_NAND_VERIFY_WRITE
          device thinks the write was successful, a bit could have been
          flipped accidentaly due to device wear or something else.
 
+config MTD_NAND_ECC_SMC
+       bool "NAND ECC Smart Media byte order"
+       depends on MTD_NAND
+       default n
+       help
+         Software ECC according to the Smart Media Specification.
+         The original Linux implementation had byte 0 and 1 swapped.
+
 config MTD_NAND_AUTCPU12
        tristate "SmartMediaCard on autronix autcpu12 board"
        depends on MTD_NAND && ARCH_AUTCPU12
index 101892985b02d0a325459ad883fed087a7b9fd7f..2a163e4084df0dde8a3ada36357b58b60f11ce50 100644 (file)
@@ -7,6 +7,8 @@
  * Copyright (C) 2000-2004 Steven J. Hill (sjhill@realitydiluted.com)
  *                         Toshiba America Electronics Components, Inc.
  *
+ * Copyright (C) 2006 Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
+ *
  * $Id: nand_ecc.c,v 1.15 2005/11/07 11:14:30 gleixner Exp $
  *
  * This file is free software; you can redistribute it and/or modify it
@@ -63,87 +65,75 @@ static const u_char nand_ecc_precalc_table[] = {
 };
 
 /**
- * nand_trans_result - [GENERIC] create non-inverted ECC
- * @reg2:      line parity reg 2
- * @reg3:      line parity reg 3
- * @ecc_code:  ecc
- *
- * Creates non-inverted ECC code from line parity
- */
-static void nand_trans_result(u_char reg2, u_char reg3, u_char *ecc_code)
-{
-       u_char a, b, i, tmp1, tmp2;
-
-       /* Initialize variables */
-       a = b = 0x80;
-       tmp1 = tmp2 = 0;
-
-       /* Calculate first ECC byte */
-       for (i = 0; i < 4; i++) {
-               if (reg3 & a)   /* LP15,13,11,9 --> ecc_code[0] */
-                       tmp1 |= b;
-               b >>= 1;
-               if (reg2 & a)   /* LP14,12,10,8 --> ecc_code[0] */
-                       tmp1 |= b;
-               b >>= 1;
-               a >>= 1;
-       }
-
-       /* Calculate second ECC byte */
-       b = 0x80;
-       for (i = 0; i < 4; i++) {
-               if (reg3 & a)   /* LP7,5,3,1 --> ecc_code[1] */
-                       tmp2 |= b;
-               b >>= 1;
-               if (reg2 & a)   /* LP6,4,2,0 --> ecc_code[1] */
-                       tmp2 |= b;
-               b >>= 1;
-               a >>= 1;
-       }
-
-       /* Store two of the ECC bytes */
-       ecc_code[0] = tmp1;
-       ecc_code[1] = tmp2;
-}
-
-/**
- * nand_calculate_ecc - [NAND Interface] Calculate 3 byte ECC code for 256 byte block
+ * nand_calculate_ecc - [NAND Interface] Calculate 3 byte ECC code
+ *                     for 256 byte block
  * @mtd:       MTD block structure
  * @dat:       raw data
  * @ecc_code:  buffer for ECC
  */
-int nand_calculate_ecc(struct mtd_info *mtd, const u_char *dat, u_char *ecc_code)
+int nand_calculate_ecc(struct mtd_info *mtd, const u_char *dat,
+                      u_char *ecc_code)
 {
-       u_char idx, reg1, reg2, reg3;
-       int j;
+       uint8_t idx, reg1, reg2, reg3, tmp1, tmp2;
+       int i;
 
        /* Initialize variables */
        reg1 = reg2 = reg3 = 0;
-       ecc_code[0] = ecc_code[1] = ecc_code[2] = 0;
 
        /* Build up column parity */
-       for (j = 0; j < 256; j++) {
-
+       for(i = 0; i < 256; i++) {
                /* Get CP0 - CP5 from table */
-               idx = nand_ecc_precalc_table[dat[j]];
+               idx = nand_ecc_precalc_table[*dat++];
                reg1 ^= (idx & 0x3f);
 
                /* All bit XOR = 1 ? */
                if (idx & 0x40) {
-                       reg3 ^= (u_char) j;
-                       reg2 ^= ~((u_char) j);
+                       reg3 ^= (uint8_t) i;
+                       reg2 ^= ~((uint8_t) i);
                }
        }
 
        /* Create non-inverted ECC code from line parity */
-       nand_trans_result(reg2, reg3, ecc_code);
+       tmp1  = (reg3 & 0x80) >> 0; /* B7 -> B7 */
+       tmp1 |= (reg2 & 0x80) >> 1; /* B7 -> B6 */
+       tmp1 |= (reg3 & 0x40) >> 1; /* B6 -> B5 */
+       tmp1 |= (reg2 & 0x40) >> 2; /* B6 -> B4 */
+       tmp1 |= (reg3 & 0x20) >> 2; /* B5 -> B3 */
+       tmp1 |= (reg2 & 0x20) >> 3; /* B5 -> B2 */
+       tmp1 |= (reg3 & 0x10) >> 3; /* B4 -> B1 */
+       tmp1 |= (reg2 & 0x10) >> 4; /* B4 -> B0 */
+
+       tmp2  = (reg3 & 0x08) << 4; /* B3 -> B7 */
+       tmp2 |= (reg2 & 0x08) << 3; /* B3 -> B6 */
+       tmp2 |= (reg3 & 0x04) << 3; /* B2 -> B5 */
+       tmp2 |= (reg2 & 0x04) << 2; /* B2 -> B4 */
+       tmp2 |= (reg3 & 0x02) << 2; /* B1 -> B3 */
+       tmp2 |= (reg2 & 0x02) << 1; /* B1 -> B2 */
+       tmp2 |= (reg3 & 0x01) << 1; /* B0 -> B1 */
+       tmp2 |= (reg2 & 0x01) << 0; /* B7 -> B0 */
 
        /* Calculate final ECC code */
-       ecc_code[0] = ~ecc_code[0];
-       ecc_code[1] = ~ecc_code[1];
+#ifdef CONFIG_NAND_ECC_SMC
+       ecc_code[0] = ~tmp2;
+       ecc_code[1] = ~tmp1;
+#else
+       ecc_code[0] = ~tmp1;
+       ecc_code[1] = ~tmp2;
+#endif
        ecc_code[2] = ((~reg1) << 2) | 0x03;
+
        return 0;
 }
+EXPORT_SYMBOL(nand_calculate_ecc);
+
+static inline int countbits(uint32_t byte)
+{
+       int res = 0;
+
+       for (;byte; byte >>= 1)
+               res += byte & 0x01;
+       return res;
+}
 
 /**
  * nand_correct_data - [NAND Interface] Detect and correct bit error(s)
@@ -154,90 +144,54 @@ int nand_calculate_ecc(struct mtd_info *mtd, const u_char *dat, u_char *ecc_code
  *
  * Detect and correct a 1 bit error for 256 byte block
  */
-int nand_correct_data(struct mtd_info *mtd, u_char *dat, u_char *read_ecc, u_char *calc_ecc)
+int nand_correct_data(struct mtd_info *mtd, u_char *dat,
+                     u_char *read_ecc, u_char *calc_ecc)
 {
-       u_char a, b, c, d1, d2, d3, add, bit, i;
+       uint8_t s0, s1, s2;
+
+#ifdef CONFIG_NAND_ECC_SMC
+       s0 = calc_ecc[0] ^ read_ecc[0];
+       s1 = calc_ecc[1] ^ read_ecc[1];
+       s2 = calc_ecc[2] ^ read_ecc[2];
+#else
+       s1 = calc_ecc[0] ^ read_ecc[0];
+       s0 = calc_ecc[1] ^ read_ecc[1];
+       s2 = calc_ecc[2] ^ read_ecc[2];
+#endif
+       if ((s0 | s1 | s2) == 0)
+               return 0;
 
-       /* Do error detection */
-       d1 = calc_ecc[0] ^ read_ecc[0];
-       d2 = calc_ecc[1] ^ read_ecc[1];
-       d3 = calc_ecc[2] ^ read_ecc[2];
+       /* Check for a single bit error */
+       if( ((s0 ^ (s0 >> 1)) & 0x55) == 0x55 &&
+           ((s1 ^ (s1 >> 1)) & 0x55) == 0x55 &&
+           ((s2 ^ (s2 >> 1)) & 0x54) == 0x54) {
 
-       if ((d1 | d2 | d3) == 0) {
-               /* No errors */
-               return 0;
-       } else {
-               a = (d1 ^ (d1 >> 1)) & 0x55;
-               b = (d2 ^ (d2 >> 1)) & 0x55;
-               c = (d3 ^ (d3 >> 1)) & 0x54;
-
-               /* Found and will correct single bit error in the data */
-               if ((a == 0x55) && (b == 0x55) && (c == 0x54)) {
-                       c = 0x80;
-                       add = 0;
-                       a = 0x80;
-                       for (i = 0; i < 4; i++) {
-                               if (d1 & c)
-                                       add |= a;
-                               c >>= 2;
-                               a >>= 1;
-                       }
-                       c = 0x80;
-                       for (i = 0; i < 4; i++) {
-                               if (d2 & c)
-                                       add |= a;
-                               c >>= 2;
-                               a >>= 1;
-                       }
-                       bit = 0;
-                       b = 0x04;
-                       c = 0x80;
-                       for (i = 0; i < 3; i++) {
-                               if (d3 & c)
-                                       bit |= b;
-                               c >>= 2;
-                               b >>= 1;
-                       }
-                       b = 0x01;
-                       a = dat[add];
-                       a ^= (b << bit);
-                       dat[add] = a;
-                       return 1;
-               } else {
-                       i = 0;
-                       while (d1) {
-                               if (d1 & 0x01)
-                                       ++i;
-                               d1 >>= 1;
-                       }
-                       while (d2) {
-                               if (d2 & 0x01)
-                                       ++i;
-                               d2 >>= 1;
-                       }
-                       while (d3) {
-                               if (d3 & 0x01)
-                                       ++i;
-                               d3 >>= 1;
-                       }
-                       if (i == 1) {
-                               /* ECC Code Error Correction */
-                               read_ecc[0] = calc_ecc[0];
-                               read_ecc[1] = calc_ecc[1];
-                               read_ecc[2] = calc_ecc[2];
-                               return 2;
-                       } else {
-                               /* Uncorrectable Error */
-                               return -1;
-                       }
-               }
+               uint32_t byteoffs, bitnum;
+
+               byteoffs = (s1 << 0) & 0x80;
+               byteoffs |= (s1 << 1) & 0x40;
+               byteoffs |= (s1 << 2) & 0x20;
+               byteoffs |= (s1 << 3) & 0x10;
+
+               byteoffs |= (s0 >> 4) & 0x08;
+               byteoffs |= (s0 >> 3) & 0x04;
+               byteoffs |= (s0 >> 2) & 0x02;
+               byteoffs |= (s0 >> 1) & 0x01;
+
+               bitnum = (s2 >> 5) & 0x04;
+               bitnum |= (s2 >> 4) & 0x02;
+               bitnum |= (s2 >> 3) & 0x01;
+
+               dat[byteoffs] ^= (1 << bitnum);
+
+               return 1;
        }
 
-       /* Should never happen */
+       if(countbits(s0 | ((uint32_t)s1 << 8) | ((uint32_t)s2 <<16)) == 1)
+               return 1;
+
        return -1;
 }
-
-EXPORT_SYMBOL(nand_calculate_ecc);
 EXPORT_SYMBOL(nand_correct_data);
 
 MODULE_LICENSE("GPL");