ArmPlatformPkg/NorFlashDxe: Optimise FVB protocol
authorHarry Liebel <Harry.Liebel@arm.com>
Thu, 8 May 2014 14:48:55 +0000 (14:48 +0000)
committeroliviermartin <oliviermartin@6f19259b-4bc3-4df7-8a09-765794883524>
Thu, 8 May 2014 14:48:55 +0000 (14:48 +0000)
- Only read what needs reading, don't read the whole block.
- Don't write back buffers containing no data after an erase.
- Reduce number of NOR erases when writing data. Only erase the block
  when required.

Contributed-under: TianoCore Contribution Agreement 1.0
Signed-off-by: Harry Liebel <Harry.Liebel@arm.com>
Reviewed-by: Olivier Martin <olivier.martin@arm.com>
git-svn-id: https://svn.code.sf.net/p/edk2/code/trunk/edk2@15500 6f19259b-4bc3-4df7-8a09-765794883524

ArmPlatformPkg/Drivers/NorFlashDxe/NorFlashDxe.c
ArmPlatformPkg/Drivers/NorFlashDxe/NorFlashDxe.h
ArmPlatformPkg/Drivers/NorFlashDxe/NorFlashFvbDxe.c

index a03bf57..82b9f3f 100644 (file)
@@ -586,6 +586,7 @@ NorFlashWriteSingleBlock (
   UINTN         BuffersInBlock;\r
   UINTN         RemainingWords;\r
   EFI_TPL       OriginalTPL;\r
+  UINTN         Cnt;\r
 \r
   Status = EFI_SUCCESS;\r
 \r
@@ -619,13 +620,22 @@ NorFlashWriteSingleBlock (
     BuffersInBlock = (UINTN)(BlockSizeInWords * 4) / P30_MAX_BUFFER_SIZE_IN_BYTES;\r
 \r
     // Then feed each buffer chunk to the NOR Flash\r
+    // If a buffer does not contain any data, don't write it.\r
     for(BufferIndex=0;\r
          BufferIndex < BuffersInBlock;\r
          BufferIndex++, WordAddress += P30_MAX_BUFFER_SIZE_IN_BYTES, DataBuffer += P30_MAX_BUFFER_SIZE_IN_WORDS\r
       ) {\r
-      Status = NorFlashWriteBuffer (Instance, WordAddress, P30_MAX_BUFFER_SIZE_IN_BYTES, DataBuffer);\r
-      if (EFI_ERROR(Status)) {\r
-        goto EXIT;\r
+      // Check the buffer to see if it contains any data (not set all 1s).\r
+      for (Cnt = 0; Cnt < P30_MAX_BUFFER_SIZE_IN_WORDS; Cnt++) {\r
+        if (~DataBuffer[Cnt] != 0 ) {\r
+          // Some data found, write the buffer.\r
+          Status = NorFlashWriteBuffer (Instance, WordAddress, P30_MAX_BUFFER_SIZE_IN_BYTES,\r
+                                        DataBuffer);\r
+          if (EFI_ERROR(Status)) {\r
+            goto EXIT;\r
+          }\r
+          break;\r
+        }\r
       }\r
     }\r
 \r
@@ -784,6 +794,57 @@ NorFlashReadBlocks (
   return EFI_SUCCESS;\r
 }\r
 \r
+EFI_STATUS\r
+NorFlashRead (\r
+  IN NOR_FLASH_INSTANCE   *Instance,\r
+  IN EFI_LBA              Lba,\r
+  IN UINTN                Offset,\r
+  IN UINTN                BufferSizeInBytes,\r
+  OUT VOID                *Buffer\r
+  )\r
+{\r
+  UINT32              NumBlocks;\r
+  UINTN               StartAddress;\r
+\r
+  // The buffer must be valid\r
+  if (Buffer == NULL) {\r
+    return EFI_INVALID_PARAMETER;\r
+  }\r
+\r
+  // Return if we have not any byte to read\r
+  if (BufferSizeInBytes == 0) {\r
+    return EFI_SUCCESS;\r
+  }\r
+\r
+  // All blocks must be within the device\r
+  NumBlocks = ((UINT32)BufferSizeInBytes) / Instance->Media.BlockSize ;\r
+\r
+  if ((Lba + NumBlocks) > (Instance->Media.LastBlock + 1)) {\r
+    DEBUG ((EFI_D_ERROR, "NorFlashRead: ERROR - Read will exceed last block\n"));\r
+    return EFI_INVALID_PARAMETER;\r
+  }\r
+\r
+  if (Offset + BufferSizeInBytes >= Instance->Size) {\r
+    DEBUG ((EFI_D_ERROR, "NorFlashRead: ERROR - Read will exceed device size.\n"));\r
+    return EFI_INVALID_PARAMETER;\r
+  }\r
+\r
+  // Get the address to start reading from\r
+  StartAddress = GET_NOR_BLOCK_ADDRESS (Instance->RegionBaseAddress,\r
+                                        Lba,\r
+                                        Instance->Media.BlockSize\r
+                                       );\r
+\r
+  // Put the device into Read Array mode\r
+  SEND_NOR_COMMAND (Instance->DeviceBaseAddress, 0, P30_CMD_READ_ARRAY);\r
+\r
+  // Readout the data\r
+  CopyMem (Buffer, (UINTN *)(StartAddress + Offset), BufferSizeInBytes);\r
+\r
+  return EFI_SUCCESS;\r
+}\r
+\r
+\r
 EFI_STATUS\r
 NorFlashReset (\r
   IN  NOR_FLASH_INSTANCE *Instance\r
index e4d767b..6c8cea2 100644 (file)
@@ -304,6 +304,13 @@ NorFlashWriteBlocks (
   IN  VOID              *Buffer\r
   );\r
 \r
+EFI_STATUS\r
+NorFlashWriteSingleWord (\r
+  IN NOR_FLASH_INSTANCE     *Instance,\r
+  IN UINTN                  WordAddress,\r
+  IN UINT32                 WriteData\r
+  );\r
+\r
 EFI_STATUS\r
 NorFlashReadBlocks (\r
   IN NOR_FLASH_INSTANCE   *Instance,\r
@@ -312,9 +319,24 @@ NorFlashReadBlocks (
   OUT VOID                *Buffer\r
   );\r
 \r
+EFI_STATUS\r
+NorFlashRead (\r
+  IN NOR_FLASH_INSTANCE   *Instance,\r
+  IN EFI_LBA              Lba,\r
+  IN UINTN                Offset,\r
+  IN UINTN                BufferSizeInBytes,\r
+  OUT VOID                *Buffer\r
+  );\r
+\r
 EFI_STATUS\r
 NorFlashReset (\r
   IN  NOR_FLASH_INSTANCE *Instance\r
   );\r
 \r
+EFI_STATUS\r
+NorFlashUnlockSingleBlockIfNecessary (\r
+  IN NOR_FLASH_INSTANCE     *Instance,\r
+  IN UINTN                  BlockAddress\r
+  );\r
+\r
 #endif /* __NOR_FLASH_DXE_H__ */\r
index 84890cb..9ad0e14 100644 (file)
@@ -417,7 +417,6 @@ FvbRead (
   IN OUT    UINT8                                 *Buffer\r
   )\r
 {\r
-  EFI_STATUS    Status;\r
   EFI_STATUS    TempStatus;\r
   UINTN         BlockSize;\r
   NOR_FLASH_INSTANCE *Instance;\r
@@ -430,8 +429,7 @@ FvbRead (
     Instance->Initialize(Instance);\r
   }\r
 \r
-  Status = EFI_SUCCESS;\r
-  TempStatus = Status;\r
+  TempStatus = EFI_SUCCESS;\r
 \r
   // Cache the block size to avoid de-referencing pointers all the time\r
   BlockSize = Instance->Media.BlockSize;\r
@@ -452,25 +450,21 @@ FvbRead (
     return EFI_BAD_BUFFER_SIZE;\r
   }\r
 \r
-  // Check we did get some memory\r
-  if (Instance->FvbBuffer == NULL) {\r
-    DEBUG ((EFI_D_ERROR, "FvbRead: ERROR - Buffer not ready\n"));\r
-    return EFI_DEVICE_ERROR;\r
-  }\r
-\r
-  // Read NOR Flash data into shadow buffer\r
-  TempStatus = NorFlashReadBlocks (Instance, Instance->StartLba + Lba, BlockSize, Instance->FvbBuffer);\r
-  if (EFI_ERROR (TempStatus)) {\r
-    // Return one of the pre-approved error statuses\r
-    return EFI_DEVICE_ERROR;\r
+  // Decide if we are doing full block reads or not.\r
+  if (*NumBytes % BlockSize != 0) {\r
+    TempStatus = NorFlashRead (Instance, Instance->StartLba + Lba, Offset, *NumBytes, Buffer);\r
+    if (EFI_ERROR (TempStatus)) {\r
+      return EFI_DEVICE_ERROR;\r
+    }\r
+  } else {\r
+    // Read NOR Flash data into shadow buffer\r
+    TempStatus = NorFlashReadBlocks (Instance, Instance->StartLba + Lba, BlockSize, Buffer);\r
+    if (EFI_ERROR (TempStatus)) {\r
+      // Return one of the pre-approved error statuses\r
+      return EFI_DEVICE_ERROR;\r
+    }\r
   }\r
-\r
-  // Put the data at the appropriate location inside the buffer area\r
-  DEBUG ((DEBUG_BLKIO, "FvbRead: CopyMem( Dst=0x%08x, Src=0x%08x, Size=0x%x ).\n", Buffer, (UINTN)Instance->FvbBuffer + Offset, *NumBytes));\r
-\r
-  CopyMem (Buffer, (VOID*)((UINTN)Instance->FvbBuffer + Offset), *NumBytes);\r
-\r
-  return Status;\r
+  return EFI_SUCCESS;\r
 }\r
 \r
 /**\r
@@ -537,10 +531,21 @@ FvbWrite (
   IN        UINT8                                 *Buffer\r
   )\r
 {\r
-  EFI_STATUS  Status;\r
   EFI_STATUS  TempStatus;\r
+  UINT32      Tmp;\r
+  UINT32      TmpBuf;\r
+  UINT32      WordToWrite;\r
+  UINT32      Mask;\r
+  UINTN       DoErase;\r
+  UINTN       BytesToWrite;\r
+  UINTN       CurOffset;\r
+  UINTN       WordAddr;\r
   UINTN       BlockSize;\r
   NOR_FLASH_INSTANCE *Instance;\r
+  UINTN       BlockAddress;\r
+  UINTN       PrevBlockAddress;\r
+\r
+  PrevBlockAddress = 0;\r
 \r
   Instance = INSTANCE_FROM_FVB_THIS(This);\r
 \r
@@ -550,9 +555,6 @@ FvbWrite (
 \r
   DEBUG ((DEBUG_BLKIO, "FvbWrite(Parameters: Lba=%ld, Offset=0x%x, *NumBytes=0x%x, Buffer @ 0x%08x)\n", Instance->StartLba + Lba, Offset, *NumBytes, Buffer));\r
 \r
-  Status = EFI_SUCCESS;\r
-  TempStatus = Status;\r
-\r
   // Detect WriteDisabled state\r
   if (Instance->Media.ReadOnly == TRUE) {\r
     DEBUG ((EFI_D_ERROR, "FvbWrite: ERROR - Can not write: Device is in WriteDisabled state.\n"));\r
@@ -578,7 +580,129 @@ FvbWrite (
     return EFI_BAD_BUFFER_SIZE;\r
   }\r
 \r
-  // Check we did get some memory\r
+  // Pick 128bytes as a good start for word operations as opposed to erasing the\r
+  // block and writing the data regardless if an erase is really needed.\r
+  // It looks like most individual NV variable writes are smaller than 128bytes.\r
+  if (*NumBytes <= 128) {\r
+    // Check to see if we need to erase before programming the data into NOR.\r
+    // If the destination bits are only changing from 1s to 0s we can just write.\r
+    // After a block is erased all bits in the block is set to 1.\r
+    // If any byte requires us to erase we just give up and rewrite all of it.\r
+    DoErase = 0;\r
+    BytesToWrite = *NumBytes;\r
+    CurOffset = Offset;\r
+\r
+    while (BytesToWrite > 0) {\r
+      // Read full word from NOR, splice as required. A word is the smallest\r
+      // unit we can write.\r
+      TempStatus = NorFlashRead (Instance, Instance->StartLba + Lba,\r
+                                 CurOffset & ~(0x3), sizeof(Tmp), &Tmp);\r
+      if (EFI_ERROR (TempStatus)) {\r
+        return EFI_DEVICE_ERROR;\r
+      }\r
+\r
+      // Physical address of word in NOR to write.\r
+      WordAddr = (CurOffset & ~(0x3)) + GET_NOR_BLOCK_ADDRESS (Instance->RegionBaseAddress,\r
+                                                               Lba, BlockSize);\r
+      // The word of data that is to be written.\r
+      TmpBuf = *((UINT32*)(Buffer + (*NumBytes - BytesToWrite)));\r
+\r
+      // First do word aligned chunks.\r
+      if ((CurOffset & 0x3) == 0) {\r
+        if (BytesToWrite >= 4) {\r
+          // Is the destination still in 'erased' state?\r
+          if (~Tmp != 0) {\r
+            // Check to see if we are only changing bits to zero.\r
+            if ((Tmp ^ TmpBuf) & TmpBuf) {\r
+              DoErase = 1;\r
+              break;\r
+            }\r
+          }\r
+          // Write this word to NOR\r
+          WordToWrite = TmpBuf;\r
+          CurOffset += sizeof(TmpBuf);\r
+          BytesToWrite -= sizeof(TmpBuf);\r
+        } else {\r
+          // BytesToWrite < 4. Do small writes and left-overs\r
+          Mask = ~((~0) << (BytesToWrite * 8));\r
+          // Mask out the bytes we want.\r
+          TmpBuf &= Mask;\r
+          // Is the destination still in 'erased' state?\r
+          if ((Tmp & Mask) != Mask) {\r
+            // Check to see if we are only changing bits to zero.\r
+            if ((Tmp ^ TmpBuf) & TmpBuf) {\r
+              DoErase = 1;\r
+              break;\r
+            }\r
+          }\r
+          // Merge old and new data. Write merged word to NOR\r
+          WordToWrite = (Tmp & ~Mask) | TmpBuf;\r
+          CurOffset += BytesToWrite;\r
+          BytesToWrite = 0;\r
+        }\r
+      } else {\r
+        // Do multiple words, but starting unaligned.\r
+        if (BytesToWrite > (4 - (CurOffset & 0x3))) {\r
+          Mask = ~((~0) << ((CurOffset & 0x3) * 8));\r
+          // Mask out the bytes we want.\r
+          TmpBuf = (TmpBuf << ((CurOffset & 0x3) * 8)) & Mask;\r
+          // Is the destination still in 'erased' state?\r
+          if ((Tmp & Mask) != Mask) {\r
+            // Check to see if we are only changing bits to zero.\r
+            if ((Tmp ^ TmpBuf) & TmpBuf) {\r
+              DoErase = 1;\r
+              break;\r
+            }\r
+          }\r
+          // Merge old and new data. Write merged word to NOR\r
+          WordToWrite = (Tmp & ~Mask) | TmpBuf;\r
+          BytesToWrite -= (4 - (CurOffset & 0x3));\r
+          CurOffset += (4 - (CurOffset & 0x3));\r
+        } else {\r
+          // Unaligned and fits in one word.\r
+          Mask = (~((~0) << (BytesToWrite * 8))) << ((CurOffset & 0x3) * 8);\r
+          // Mask out the bytes we want.\r
+          TmpBuf = (TmpBuf << ((CurOffset & 0x3) * 8)) & Mask;\r
+          // Is the destination still in 'erased' state?\r
+          if ((Tmp & Mask) != Mask) {\r
+            // Check to see if we are only changing bits to zero.\r
+            if ((Tmp ^ TmpBuf) & TmpBuf) {\r
+              DoErase = 1;\r
+              break;\r
+            }\r
+          }\r
+          // Merge old and new data. Write merged word to NOR\r
+          WordToWrite = (Tmp & ~Mask) | TmpBuf;\r
+          CurOffset += BytesToWrite;\r
+          BytesToWrite = 0;\r
+        }\r
+      }\r
+\r
+      //\r
+      // Write the word to NOR.\r
+      //\r
+\r
+      BlockAddress = GET_NOR_BLOCK_ADDRESS (Instance->RegionBaseAddress, Lba, BlockSize);\r
+      if (BlockAddress != PrevBlockAddress) {\r
+        TempStatus = NorFlashUnlockSingleBlockIfNecessary (Instance, BlockAddress);\r
+        if (EFI_ERROR (TempStatus)) {\r
+          return EFI_DEVICE_ERROR;\r
+        }\r
+        PrevBlockAddress = BlockAddress;\r
+      }\r
+      TempStatus = NorFlashWriteSingleWord (Instance, WordAddr, WordToWrite);\r
+      if (EFI_ERROR (TempStatus)) {\r
+        return EFI_DEVICE_ERROR;\r
+      }\r
+    }\r
+    // Exit if we got here and could write all the data. Otherwise do the\r
+    // Erase-Write cycle.\r
+    if (!DoErase) {\r
+      return EFI_SUCCESS;\r
+    }\r
+  }\r
+\r
+  // Check we did get some memory. Buffer is BlockSize.\r
   if (Instance->FvbBuffer == NULL) {\r
     DEBUG ((EFI_D_ERROR, "FvbWrite: ERROR - Buffer not ready\n"));\r
     return EFI_DEVICE_ERROR;\r
@@ -601,7 +725,7 @@ FvbWrite (
     return EFI_DEVICE_ERROR;\r
   }\r
 \r
-  return Status;\r
+  return EFI_SUCCESS;\r
 }\r
 \r
 /**\r