分享下之前移植ThreadX+FileX+LevelX移植到stm32f407+nandflash的经验
板子的话，用的是我之前自己布板焊接的。
我这里使用的是标准库移植的。
先放上ThreadX官方的文档介绍，都是中文的很好懂。
链接: Azure RTOS ThreadX 文档.
通过上面那个链接可以进入到ThreadX全家桶的所有文档里
移植前的准备工作
首先要先移植ThreadX，移植完后，移植levelX，通过LevelX对接到FileX里。
ThreadX移植
这里移植ThreadX参考硬汉哥的移植流程，下面放个链接
链接: ThreadX移植教程.
LevelX移植
LevelX实际上是一个nftl层，是我们的存储介质到文件系统中的中间层，用来实现nandflash的磨损均衡，掉电保护，坏块管理的功能。
源码下载
首先，我们要到这个链接下: azure-rtos/levelx.下载到LevelX的源码。解压到我们要移植的工程里面。
由于分享的是以前的移植过程，使用的是以前的版本，实际上官网上已经更新到了6.18。
进入到filex的文件目录，比较重要的是common和samples两个文件夹，cmomon里有src和inc两个文件夹，其中src里是.c文件，inc里是.h文件。
samples是微软提供的一些例程文件。
源码添加到工程
这里由于我们使用的nandflash，所以只需要添加nandflash的API到我们的工程里。如下图所示
补充接口文件
参考LevelX官方说明文档，得知我们需要补充结构体LX_NAND_FLASH的以下几个函数和参数
我们可以新建一个文件，在这个文件里实现以下部分的功能
其中
这三个是参数
lx_nand_flash_total_blocks是nandflash的总块数
lx_nand_flash_pages_per_block是每块包含的页数
lx_nand_flash_bytes_per_page是每页有多少字节
以下10个是函数指针，
lx_nand_flash_driver_read是扇区读函数
lx_nand_flash_driver_write是扇区写函数
lx_nand_flash_driver_block_erase是块擦除函数
lx_nand_flash_driver_block_erased_verify是块擦除验证函数
lx_nand_flash_driver_page_erased_verify是页擦除验证函数
lx_nand_flash_driver_block_status_get块状态获取函数
lx_nand_flash_driver_block_status_set块状态设置函数
lx_nand_flash_driver_extra_bytes_get额外字节获取函数
lx_nand_flash_driver_extra_bytes_set额外字节设置函数
lx_nand_flash_driver_system_error出错时会调用的函数，相当于错误通知
下面这个是存放LevelX扇区缓冲区的指针
lx_nand_flash_page_buffer
首先，根据我用的Nandflash来补充以下参数
#define NAND_PAGE_SIZE ((uint16_t)0x0800) /* 定义一个页有多少个字节，这里是2048字节 */
#define TOTAL_BLOCKS 4096 /*定义nandflash的总块数，我用的是有4096块，两个plane*/
#define PHYSICAL_PAGES_PER_BLOCK 64 /* 每个块包含的页的数量，我这里一块有64个页 */
#define BYTES_PER_PHYSICAL_PAGE 2048 /* 定义每页包含的字节数量 */
#define WORDS_PER_PHYSICAL_PAGE 2048/4 /* 每页包含的字节数量，按words算就是2048/4 */
#define SPARE_BYTES_PER_PAGE 64 /* 每个页备用区的数量，2048字节的页大小对应的备用区一般都是64字节 */
/* For 2048 byte block spare area: */
//下边这几个是LevelX定义的备用区的保存位置,这个我们不用改，后面补充接口函数时直接用就行
#define BAD_BLOCK_POSITION 0 /* 0 is the bad block byte postion */
#define EXTRA_BYTE_POSITION 2 /* 2 is the extra bytes starting byte postion */
#define ECC_BYTE_POSITION 40 /* 40 is the ECC starting byte position */补充扇区读函数
它的函数原型是：
UINT (*lx_nand_flash_driver_read)(ULONG block, ULONG page, ULONG *destination, ULONG words);这个函数负责读取nandflash中的特定界面，里面要实现ECC错误检查和错误校正。其中输入参数
block:要读第几块
page:要读第几页
destination：读出的数据的存放地址
words：读的个数（这里是以word为单位的，也就是读words*4个字节）
下面放一下我的具体实现
UINT nand_driver_read_page(ULONG block, ULONG page, ULONG *destination, ULONG words)
{
u32 PageNum=0,i=0,n=0;
u8 nand_err=0;
u8 ecc_num=0;
UINT lx_err=0;
PageNum=(block<<6)|(page);
// printf("Read: block=%d,page=%d,pagenum=%d,words=%d,err=%d\r\n",block,page,PageNum,words,nand_err);
for(i=0;i<TIME_OUT;i++)
{
nand_err=NAND_ReadPage(PageNum,0,(u8*)destination,words*4);
if(nand_err==0)
{
break;
}
printf("read page error,%d\r\n",nand_err);
tx_thread_sleep(50);
}
// for(u16 i=0;i<words;i++)
// {
// printf("%08X+%d,",destination[i],i);
// }
// printf("\r\n");
if(nand_err!=0)
{
return (LX_ERROR);
}
/******ECC校验*******/
if(page==0)
{
for(i=0;i<words;i++)
{
if(destination[i]==0xFFFFFFFF)
{
n++;
}else
{
break;
}
}
}
if(n==words||page==0)//全为0xFFFFFFFF不需要进行ECC校验
{
return LX_SUCCESS;
}
ecc_num=(words*4)/256;
memset(&nand_dev.ecc_buf[0],0xFF,3*ecc_num);
nand_err=NAND_ReadSpare(PageNum,ECC_BYTE_POSITION,&nand_dev.ecc_buf[0],3*ecc_num);
if(nand_err!=0)
{
printf("read ecc error,%d\r\n",nand_err);
return (LX_ERROR);
}
for(i=0;i<ecc_num;i++)
{
lx_err=_lx_nand_flash_256byte_ecc_check((u8*)destination,&nand_dev.ecc_buf[i*3]);
if(lx_err!=0&&lx_err!=6)
{
printf("ECC验证出错,%d\r\n",lx_err);
return (LX_ERROR);
}
}
return LX_SUCCESS;
}上边TIME_OUT是我自己定义的一个超时设定，主要是为了防止读数据时偶发性的超时，做一个二次读确认。
说下ECC的具体实现思路，这里直接调用了LevelX自带的ECC校验函数，以256字节为单位，每256字节生成3个ECC校验值。每次写数据时，计算写入数据的ECC值，并将他存储到每页中spare的ECC_BYTE_POSITION的偏移地址处，2048字节的话就是要存储24字节的ECC值。这里可以看出LevelX预留的是刚好够的64-40刚好等于24字节。
而读数据时，先将数据读出来，再将我们先前存入的ECC值读出来，对读出的数据进行ECC校验，并将结果与读出的ECC值做对比，如果不一致的话，尝试修复一下数据，LevelX提供的ECC函数每256字节是可以修正1b的错误的。
以上就是ECC的大体实现思路。
再说下，移植过程中发现的小问题，算是LevelX的一个小Bug吧，影响不是很大。在LevelX的API函数lx_nand_flash_open.c的286和296行会对nandflash每个块的第0页在不擦除的情况下进行两次读写。由于每次写入数据均大于256字节，所以要对这两次都进行ECC校验，但是Nandflash的特性是每次写入之前都要先擦除，也就是Nandflash的写入操作只能从1->0。这样就导致我们第二次校验的ECC值大概率是错误的。我当时为了这个问题临时是使用了把第0页的ECC校验屏蔽了。
这个问题之前移植时已经向官方反馈了，前几天他们工作人员发邮件给我，说最近会解决这个问题。期待一下。
补充扇区写函数
函数原型：
UINT (*lx_nand_flash_driver_write)(ULONG block, ULONG page, ULONG *source, ULONG words);参数与读函数一致。这个函数负责将数据写入Nandflash里。同样也需要实现ECC的相关功能
直接放具体的实现把：
UINT nand_driver_write_page(ULONG block, ULONG page, ULONG *source, ULONG words)
{
u32 PageNum=0;
u8 nand_err=0;
u8 ecc_num=0,i=0;
// u8 ecc_buf[24]={0xFF};
PageNum=(block<<6)|(page);
// printf("Write: block=%d,page=%d,pagenum=%d,words=%d\r\n",block,page,PageNum,words);
for(i=0;i<TIME_OUT;i++)
{
nand_err=NAND_WritePage(PageNum,0,(u8*)source,words*4);
if(nand_err==0)
{
break;
}
printf("wirte page error,%d\r\n",nand_err);
tx_thread_sleep(50);
}
// for(u16 i=0;i<words;i++)
// {
// printf("%08X+%d,",source[i],i);
// }
// printf("\r\n");
if(nand_err!=0)
{
return (LX_ERROR);
}
// if((page==0)&&(source[0]&LX_BLOCK_ERASED)==LX_BLOCK_ERASED)
// {
// return LX_SUCCESS;
//
// }
ecc_num=(words*4)/256;
memset(&nand_dev.ecc_buf[0],0xFF,3*ecc_num);
for(i=0;i<ecc_num;i++)
{
_lx_nand_flash_256byte_ecc_compute((u8*)source,&nand_dev.ecc_buf[i*3]);
}
nand_err=NAND_WriteSpare(PageNum,ECC_BYTE_POSITION,&nand_dev.ecc_buf[0],3*ecc_num);
if(nand_err!=0)
{
printf("wirte ecc error,%d\r\n",nand_err);
return (LX_ERROR);
}
// memset(ecc_buf,0xFF,3*ecc_num);
// nand_err=NAND_ReadSpare(PageNum,ECC_BYTE_POSITION,ecc_buf,3*ecc_num);
return LX_SUCCESS;
}补充块擦除函数
函数原型：
UINT (*lx_nand_flash_driver_block_erase)(ULONG block, ULONG erase_count);erase_count是擦除的数量，这里我直接调用了之前已经整理好的块擦除函数。
UINT nand_driver_block_erase(ULONG block, ULONG erase_count)
{
u8 nand_err=0;
LX_PARAMETER_NOT_USED(erase_count);
printf("erase block:%d,num=%d\r\n",block,erase_count);
nand_err=NAND_EraseBlock(block);
if(nand_err!=0)
{
printf("block_erase error,%d\r\n",nand_err);
return (LX_ERROR);
}
return(LX_SUCCESS);
}补充块擦除验证函数
函数原型：
UINT (*lx_nand_flash_driver_block_erased_verify)(ULONG block);这个函数是每次擦除块之后调用的，因为Nandflash擦除是0->1，理论上一个块擦除后数据应该全是0xFF，但是Nandflash使用的过程中可能会出现坏块，就导致擦除完之后不是0xFF，LevelX通过这个函数来确定坏块的产生。这个函数要对比块里的数据是不是全为0xFF 包括Page的数据区和备用区。
具体实现：
UINT nand_driver_block_erased_verify(ULONG block)
{
u16 i=0,j=0;
u32 PageNum=0;
for(i=0;i<PHYSICAL_PAGES_PER_BLOCK;i++)
{
PageNum=0;
PageNum=(block<<6)|(i);
memset(verifybuf,0,sizeof(verifybuf));
NAND_ReadPage(PageNum,0,(u8*)verifybuf,NAND_PAGE_SIZE);
for(j=0;j<NAND_PAGE_SIZE/4;j++)
{
if(verifybuf[j]!=0xFFFFFFFF)
{
printf("block[%d]_erased_verify error\r\n",block);
return(LX_ERROR);
}
}
NAND_ReadSpare(PageNum,0,SpareArea,64);
for(j=0;j<64;j++)
{
if(SpareArea[j]!=0xFF)
{
printf("block[%d]_erased_verify error\r\n",block);
return(LX_ERROR);
}
}
}
return(LX_SUCCESS);
}补充页擦除验证函数
函数原型：
UINT (*lx_nand_flash_driver_page_erased_verify)(ULONG block, ULONG page);与上个函数类似，这个函数是对页进行校验。
具体实现：
UINT nand_driver_page_erased_verify(ULONG block, ULONG page)
{
u16 i=0;
u32 PageNum=0;
PageNum=(block<<6)|(page);
memset(verifybuf,0,sizeof(verifybuf));
NAND_ReadPage(PageNum,0,(u8*)verifybuf,NAND_PAGE_SIZE);
for(i=0;i<NAND_PAGE_SIZE/4;i++)
{
if(verifybuf[i]!=0xFFFFFFFF)
{
printf("page_erased_verify error\r\n");
return(LX_ERROR);
}
}
NAND_ReadSpare(PageNum,0,SpareArea,64);
for(i=0;i<64;i++)
{
if(SpareArea[i]!=0xFF)
{
printf("page_erased_verify error\r\n");
return(LX_ERROR);
}
}
return(LX_SUCCESS);
}补充块状态获取函数
函数原型：
UINT (*lx_nand_flash_driver_block_status_get)(ULONG block, UCHAR *bad_block_flag);LevelX每个块的状态被放在第0page的spare区中，位置，LevelX已经给我们设置好了，是在BAD_BLOCK_POSITION处。我们要实现的就是从第Block的0page的Spare的BAD_BLOCK_POSITION处读出1字节的数据到bad_block_flag处就行了。
具体实现：
UINT nand_driver_block_status_get(ULONG block, UCHAR *bad_block_byte)
{
u32 PageNum=0,i=0;
u8 nand_err=0;
PageNum=(block<<6);
for(i=0;i<TIME_OUT;i++)
{
nand_err=NAND_ReadSpare(PageNum,BAD_BLOCK_POSITION,bad_block_byte,1);
if(nand_err==0)
{
break;
}
printf("status_get error!,%d\r\n",nand_err);
tx_thread_sleep(50);
}
if(nand_err!=0)
{
return(LX_ERROR);
}
// printf("block:%d,status_get:%d\r\n",block,*bad_block_byte);
return(LX_SUCCESS);
}补充块状态设置函数
函数原型：
UINT (*lx_nand_flash_driver_block_status_set)(ULONG block, UCHAR bad_block_flag);与上函数类似，这个函数用来标记nandflash的块状态。
具体实现：
UINT nand_driver_block_status_set(ULONG block, UCHAR bad_block_byte)
{
u32 PageNum=0,i=0;
u8 nand_err=0;
PageNum=(block<<6);
printf("block:%d,status_set:%d\r\n",block,bad_block_byte);
for(i=0;i<TIME_OUT;i++)
{
nand_err=NAND_WriteSpare(PageNum,BAD_BLOCK_POSITION,&bad_block_byte,1);
if(nand_err==0)
{
break;
}
printf("status_set write error!,%d\r\n",nand_err);
tx_thread_sleep(50);
}
if(nand_err!=0)
{
return(LX_ERROR);
}
return(LX_SUCCESS);
}补充块额外字节获取与设置函数
函数原型：
UINT (*lx_nand_flash_driver_extra_bytes_get)(ULONG block, ULONG page, UCHAR *destination, UINT size);根据LevelX的官方文档解释，可知，这个额外字节对于64字节的spare，是有4字节大小的。这4个字节是LevelX定义的一个扇区映射存放地点，下面是这个32位字大小每一位的含义
具体代码实现：
UINT nand_driver_block_extra_bytes_get(ULONG block, ULONG page, UCHAR *destination, UINT size)
{
u32 PageNum=0,i=0;
u8 nand_err=0;
PageNum=(block<<6)|page;
for(i=0;i<TIME_OUT;i++)
{
nand_err=NAND_ReadSpare(PageNum,EXTRA_BYTE_POSITION,destination,size);
if(nand_err==0)
{
break;
}
printf("extra_get error!,%d,%d\r\n",nand_err,size);
tx_thread_sleep(50);
}
// destination+=size;
// printf("extra_get: block=%d,page=%d,size=%d,err=%d\r\n",block,page,size,nand_err);
if(nand_err!=0)
{
return(LX_ERROR);
}
// printf("\r\n");
return(LX_SUCCESS);
}
UINT nand_driver_block_extra_bytes_set(ULONG block, ULONG page, UCHAR *source, UINT size)
{
u32 PageNum=0,i=0;
u8 nand_err=0;
PageNum=(block<<6)|page;
// printf("\r\n");
for(i=0;i<TIME_OUT;i++)
{
nand_err=NAND_WriteSpare(PageNum,EXTRA_BYTE_POSITION,source,size);
if(nand_err==0)
{
break;
}
printf("extra_set write error!,%d\r\n",nand_err);
tx_thread_sleep(50);
}
// source+=size;
if(nand_err!=0)
{
return(LX_ERROR);
}
return(LX_SUCCESS);
}补充系统错误处理函数
原型：
UINT (*lx_nand_flash_driver_system_error)(UINT error_code, ULONG block, ULONG page);这个函数在LevelX遇到错误时自动调用，相当于一个错误通知函数，函数参数error_code是错误代码，另外两个分别是出错的地方所在的块和页。
我这里写的就比较简单啦，就是单纯的打印一下在哪出的错，以及错误代码。
UINT nand_driver_system_error(UINT error_code, ULONG block, ULONG page)
{
LX_PARAMETER_NOT_USED(error_code);
LX_PARAMETER_NOT_USED(block);
LX_PARAMETER_NOT_USED(page);
printf("err:%d,block:%d,page:%d\r\n",error_code,block,page);
/* Custom processing goes here... all errors except for LX_NAND_ERROR_CORRECTED are fatal. */
return(LX_ERROR);
}在LevelX中操作函数
以上已经补充完了LevelX需要的所有底层API函数，接下来我们需要将这些函数注册到LevelX里面，以便LevelX能够调用到我们写的函数。相当于一个初始化函数，要在LevelX运行之前执行。
UINT nand_flash_initialize(LX_NAND_FLASH *nand_flash)
{
memset((char*)nand_flash_simulator_buffer,0xFF,BYTES_PER_PHYSICAL_PAGE);
memset((char*)verifybuf,0xFF,BYTES_PER_PHYSICAL_PAGE);
/* Setup geometry of the NAND flash. */
nand_flash -> lx_nand_flash_total_blocks = TOTAL_BLOCKS;
nand_flash -> lx_nand_flash_pages_per_block = PHYSICAL_PAGES_PER_BLOCK;
nand_flash -> lx_nand_flash_bytes_per_page = BYTES_PER_PHYSICAL_PAGE;
/* Setup function pointers for the NAND flash services. */
nand_flash -> lx_nand_flash_driver_read = nand_driver_read_page;
nand_flash -> lx_nand_flash_driver_write = nand_driver_write_page;
nand_flash -> lx_nand_flash_driver_block_erase = nand_driver_block_erase;
nand_flash -> lx_nand_flash_driver_block_erased_verify = nand_driver_block_erased_verify;
nand_flash -> lx_nand_flash_driver_page_erased_verify = nand_driver_page_erased_verify;
nand_flash -> lx_nand_flash_driver_block_status_get = nand_driver_block_status_get;
nand_flash -> lx_nand_flash_driver_block_status_set = nand_driver_block_status_set;
nand_flash -> lx_nand_flash_driver_extra_bytes_get = nand_driver_block_extra_bytes_get;
nand_flash -> lx_nand_flash_driver_extra_bytes_set = nand_driver_block_extra_bytes_set;
nand_flash -> lx_nand_flash_driver_system_error = nand_driver_system_error;
/* Setup local buffer for NAND flash operation. This buffer must be the page size of the NAND flash memory. */
nand_flash -> lx_nand_flash_page_buffer = &nand_flash_simulator_buffer[0];
/* Return success. */
return(LX_SUCCESS);
}上述函数的参数的nand_flash可以看作一个对象（其实看他们开源的代码，其实很多C源码都是以面向对象的思想写的，参考这种思想，后来也对我自己的项目以面向对象的思想进行了重构，多读读源码还是挺有意义的），其中有各种参数和方法可以调用。我们就是对这个对象中的某些方法进行补充。最后调用这个对象来实现我们需要的操作。
