]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - drivers/mtd/nand/gpmi-nand/gpmi-nand.c
mtd: gpmi: add a new DT property to use the datasheet's minimum required ECC
[~andy/linux] / drivers / mtd / nand / gpmi-nand / gpmi-nand.c
1 /*
2  * Freescale GPMI NAND Flash Driver
3  *
4  * Copyright (C) 2010-2011 Freescale Semiconductor, Inc.
5  * Copyright (C) 2008 Embedded Alley Solutions, Inc.
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
9  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10  * (at your option) any later version.
11  *
12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  * GNU General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
18  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
19  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
20  */
21
22 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
23
24 #include <linux/clk.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/interrupt.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/mtd/partitions.h>
29 #include <linux/of.h>
30 #include <linux/of_device.h>
31 #include <linux/of_mtd.h>
32 #include "gpmi-nand.h"
33
34 /* Resource names for the GPMI NAND driver. */
35 #define GPMI_NAND_GPMI_REGS_ADDR_RES_NAME  "gpmi-nand"
36 #define GPMI_NAND_BCH_REGS_ADDR_RES_NAME   "bch"
37 #define GPMI_NAND_BCH_INTERRUPT_RES_NAME   "bch"
38
39 /* add our owner bbt descriptor */
40 static uint8_t scan_ff_pattern[] = { 0xff };
41 static struct nand_bbt_descr gpmi_bbt_descr = {
42         .options        = 0,
43         .offs           = 0,
44         .len            = 1,
45         .pattern        = scan_ff_pattern
46 };
47
48 /*
49  * We may change the layout if we can get the ECC info from the datasheet,
50  * else we will use all the (page + OOB).
51  */
52 static struct nand_ecclayout gpmi_hw_ecclayout = {
53         .eccbytes = 0,
54         .eccpos = { 0, },
55         .oobfree = { {.offset = 0, .length = 0} }
56 };
57
58 static irqreturn_t bch_irq(int irq, void *cookie)
59 {
60         struct gpmi_nand_data *this = cookie;
61
62         gpmi_clear_bch(this);
63         complete(&this->bch_done);
64         return IRQ_HANDLED;
65 }
66
67 /*
68  *  Calculate the ECC strength by hand:
69  *      E : The ECC strength.
70  *      G : the length of Galois Field.
71  *      N : The chunk count of per page.
72  *      O : the oobsize of the NAND chip.
73  *      M : the metasize of per page.
74  *
75  *      The formula is :
76  *              E * G * N
77  *            ------------ <= (O - M)
78  *                  8
79  *
80  *      So, we get E by:
81  *                    (O - M) * 8
82  *              E <= -------------
83  *                       G * N
84  */
85 static inline int get_ecc_strength(struct gpmi_nand_data *this)
86 {
87         struct bch_geometry *geo = &this->bch_geometry;
88         struct mtd_info *mtd = &this->mtd;
89         int ecc_strength;
90
91         ecc_strength = ((mtd->oobsize - geo->metadata_size) * 8)
92                         / (geo->gf_len * geo->ecc_chunk_count);
93
94         /* We need the minor even number. */
95         return round_down(ecc_strength, 2);
96 }
97
98 static inline bool gpmi_check_ecc(struct gpmi_nand_data *this)
99 {
100         struct bch_geometry *geo = &this->bch_geometry;
101
102         /* Do the sanity check. */
103         if (GPMI_IS_MX23(this) || GPMI_IS_MX28(this)) {
104                 /* The mx23/mx28 only support the GF13. */
105                 if (geo->gf_len == 14)
106                         return false;
107
108                 if (geo->ecc_strength > MXS_ECC_STRENGTH_MAX)
109                         return false;
110         } else if (GPMI_IS_MX6Q(this)) {
111                 if (geo->ecc_strength > MX6_ECC_STRENGTH_MAX)
112                         return false;
113         }
114         return true;
115 }
116
117 /*
118  * If we can get the ECC information from the nand chip, we do not
119  * need to calculate them ourselves.
120  *
121  * We may have available oob space in this case.
122  */
123 static bool set_geometry_by_ecc_info(struct gpmi_nand_data *this)
124 {
125         struct bch_geometry *geo = &this->bch_geometry;
126         struct mtd_info *mtd = &this->mtd;
127         struct nand_chip *chip = mtd->priv;
128         struct nand_oobfree *of = gpmi_hw_ecclayout.oobfree;
129         unsigned int block_mark_bit_offset;
130
131         if (!(chip->ecc_strength_ds > 0 && chip->ecc_step_ds > 0))
132                 return false;
133
134         switch (chip->ecc_step_ds) {
135         case SZ_512:
136                 geo->gf_len = 13;
137                 break;
138         case SZ_1K:
139                 geo->gf_len = 14;
140                 break;
141         default:
142                 dev_err(this->dev,
143                         "unsupported nand chip. ecc bits : %d, ecc size : %d\n",
144                         chip->ecc_strength_ds, chip->ecc_step_ds);
145                 return false;
146         }
147         geo->ecc_chunk_size = chip->ecc_step_ds;
148         geo->ecc_strength = round_up(chip->ecc_strength_ds, 2);
149         if (!gpmi_check_ecc(this))
150                 return false;
151
152         /* Keep the C >= O */
153         if (geo->ecc_chunk_size < mtd->oobsize) {
154                 dev_err(this->dev,
155                         "unsupported nand chip. ecc size: %d, oob size : %d\n",
156                         chip->ecc_step_ds, mtd->oobsize);
157                 return false;
158         }
159
160         /* The default value, see comment in the legacy_set_geometry(). */
161         geo->metadata_size = 10;
162
163         geo->ecc_chunk_count = mtd->writesize / geo->ecc_chunk_size;
164
165         /*
166          * Now, the NAND chip with 2K page(data chunk is 512byte) shows below:
167          *
168          *    |                          P                            |
169          *    |<----------------------------------------------------->|
170          *    |                                                       |
171          *    |                                        (Block Mark)   |
172          *    |                      P'                      |      | |     |
173          *    |<-------------------------------------------->|  D   | |  O' |
174          *    |                                              |<---->| |<--->|
175          *    V                                              V      V V     V
176          *    +---+----------+-+----------+-+----------+-+----------+-+-----+
177          *    | M |   data   |E|   data   |E|   data   |E|   data   |E|     |
178          *    +---+----------+-+----------+-+----------+-+----------+-+-----+
179          *                                                   ^              ^
180          *                                                   |      O       |
181          *                                                   |<------------>|
182          *                                                   |              |
183          *
184          *      P : the page size for BCH module.
185          *      E : The ECC strength.
186          *      G : the length of Galois Field.
187          *      N : The chunk count of per page.
188          *      M : the metasize of per page.
189          *      C : the ecc chunk size, aka the "data" above.
190          *      P': the nand chip's page size.
191          *      O : the nand chip's oob size.
192          *      O': the free oob.
193          *
194          *      The formula for P is :
195          *
196          *                  E * G * N
197          *             P = ------------ + P' + M
198          *                      8
199          *
200          * The position of block mark moves forward in the ECC-based view
201          * of page, and the delta is:
202          *
203          *                   E * G * (N - 1)
204          *             D = (---------------- + M)
205          *                          8
206          *
207          * Please see the comment in legacy_set_geometry().
208          * With the condition C >= O , we still can get same result.
209          * So the bit position of the physical block mark within the ECC-based
210          * view of the page is :
211          *             (P' - D) * 8
212          */
213         geo->page_size = mtd->writesize + geo->metadata_size +
214                 (geo->gf_len * geo->ecc_strength * geo->ecc_chunk_count) / 8;
215
216         /* The available oob size we have. */
217         if (geo->page_size < mtd->writesize + mtd->oobsize) {
218                 of->offset = geo->page_size - mtd->writesize;
219                 of->length = mtd->oobsize - of->offset;
220         }
221
222         geo->payload_size = mtd->writesize;
223
224         geo->auxiliary_status_offset = ALIGN(geo->metadata_size, 4);
225         geo->auxiliary_size = ALIGN(geo->metadata_size, 4)
226                                 + ALIGN(geo->ecc_chunk_count, 4);
227
228         if (!this->swap_block_mark)
229                 return true;
230
231         /* For bit swap. */
232         block_mark_bit_offset = mtd->writesize * 8 -
233                 (geo->ecc_strength * geo->gf_len * (geo->ecc_chunk_count - 1)
234                                 + geo->metadata_size * 8);
235
236         geo->block_mark_byte_offset = block_mark_bit_offset / 8;
237         geo->block_mark_bit_offset  = block_mark_bit_offset % 8;
238         return true;
239 }
240
241 static int legacy_set_geometry(struct gpmi_nand_data *this)
242 {
243         struct bch_geometry *geo = &this->bch_geometry;
244         struct mtd_info *mtd = &this->mtd;
245         unsigned int metadata_size;
246         unsigned int status_size;
247         unsigned int block_mark_bit_offset;
248
249         /*
250          * The size of the metadata can be changed, though we set it to 10
251          * bytes now. But it can't be too large, because we have to save
252          * enough space for BCH.
253          */
254         geo->metadata_size = 10;
255
256         /* The default for the length of Galois Field. */
257         geo->gf_len = 13;
258
259         /* The default for chunk size. */
260         geo->ecc_chunk_size = 512;
261         while (geo->ecc_chunk_size < mtd->oobsize) {
262                 geo->ecc_chunk_size *= 2; /* keep C >= O */
263                 geo->gf_len = 14;
264         }
265
266         geo->ecc_chunk_count = mtd->writesize / geo->ecc_chunk_size;
267
268         /* We use the same ECC strength for all chunks. */
269         geo->ecc_strength = get_ecc_strength(this);
270         if (!gpmi_check_ecc(this)) {
271                 dev_err(this->dev,
272                         "We can not support this nand chip."
273                         " Its required ecc strength(%d) is beyond our"
274                         " capability(%d).\n", geo->ecc_strength,
275                         (GPMI_IS_MX6Q(this) ? MX6_ECC_STRENGTH_MAX
276                                         : MXS_ECC_STRENGTH_MAX));
277                 return -EINVAL;
278         }
279
280         geo->page_size = mtd->writesize + mtd->oobsize;
281         geo->payload_size = mtd->writesize;
282
283         /*
284          * The auxiliary buffer contains the metadata and the ECC status. The
285          * metadata is padded to the nearest 32-bit boundary. The ECC status
286          * contains one byte for every ECC chunk, and is also padded to the
287          * nearest 32-bit boundary.
288          */
289         metadata_size = ALIGN(geo->metadata_size, 4);
290         status_size   = ALIGN(geo->ecc_chunk_count, 4);
291
292         geo->auxiliary_size = metadata_size + status_size;
293         geo->auxiliary_status_offset = metadata_size;
294
295         if (!this->swap_block_mark)
296                 return 0;
297
298         /*
299          * We need to compute the byte and bit offsets of
300          * the physical block mark within the ECC-based view of the page.
301          *
302          * NAND chip with 2K page shows below:
303          *                                             (Block Mark)
304          *                                                   |      |
305          *                                                   |  D   |
306          *                                                   |<---->|
307          *                                                   V      V
308          *    +---+----------+-+----------+-+----------+-+----------+-+
309          *    | M |   data   |E|   data   |E|   data   |E|   data   |E|
310          *    +---+----------+-+----------+-+----------+-+----------+-+
311          *
312          * The position of block mark moves forward in the ECC-based view
313          * of page, and the delta is:
314          *
315          *                   E * G * (N - 1)
316          *             D = (---------------- + M)
317          *                          8
318          *
319          * With the formula to compute the ECC strength, and the condition
320          *       : C >= O         (C is the ecc chunk size)
321          *
322          * It's easy to deduce to the following result:
323          *
324          *         E * G       (O - M)      C - M         C - M
325          *      ----------- <= ------- <=  --------  <  ---------
326          *           8            N           N          (N - 1)
327          *
328          *  So, we get:
329          *
330          *                   E * G * (N - 1)
331          *             D = (---------------- + M) < C
332          *                          8
333          *
334          *  The above inequality means the position of block mark
335          *  within the ECC-based view of the page is still in the data chunk,
336          *  and it's NOT in the ECC bits of the chunk.
337          *
338          *  Use the following to compute the bit position of the
339          *  physical block mark within the ECC-based view of the page:
340          *          (page_size - D) * 8
341          *
342          *  --Huang Shijie
343          */
344         block_mark_bit_offset = mtd->writesize * 8 -
345                 (geo->ecc_strength * geo->gf_len * (geo->ecc_chunk_count - 1)
346                                 + geo->metadata_size * 8);
347
348         geo->block_mark_byte_offset = block_mark_bit_offset / 8;
349         geo->block_mark_bit_offset  = block_mark_bit_offset % 8;
350         return 0;
351 }
352
353 int common_nfc_set_geometry(struct gpmi_nand_data *this)
354 {
355         if (of_property_read_bool(this->dev->of_node, "fsl,use-minimum-ecc")
356                 && set_geometry_by_ecc_info(this))
357                 return 0;
358         return legacy_set_geometry(this);
359 }
360
361 struct dma_chan *get_dma_chan(struct gpmi_nand_data *this)
362 {
363         /* We use the DMA channel 0 to access all the nand chips. */
364         return this->dma_chans[0];
365 }
366
367 /* Can we use the upper's buffer directly for DMA? */
368 void prepare_data_dma(struct gpmi_nand_data *this, enum dma_data_direction dr)
369 {
370         struct scatterlist *sgl = &this->data_sgl;
371         int ret;
372
373         this->direct_dma_map_ok = true;
374
375         /* first try to map the upper buffer directly */
376         sg_init_one(sgl, this->upper_buf, this->upper_len);
377         ret = dma_map_sg(this->dev, sgl, 1, dr);
378         if (ret == 0) {
379                 /* We have to use our own DMA buffer. */
380                 sg_init_one(sgl, this->data_buffer_dma, PAGE_SIZE);
381
382                 if (dr == DMA_TO_DEVICE)
383                         memcpy(this->data_buffer_dma, this->upper_buf,
384                                 this->upper_len);
385
386                 ret = dma_map_sg(this->dev, sgl, 1, dr);
387                 if (ret == 0)
388                         pr_err("DMA mapping failed.\n");
389
390                 this->direct_dma_map_ok = false;
391         }
392 }
393
394 /* This will be called after the DMA operation is finished. */
395 static void dma_irq_callback(void *param)
396 {
397         struct gpmi_nand_data *this = param;
398         struct completion *dma_c = &this->dma_done;
399
400         switch (this->dma_type) {
401         case DMA_FOR_COMMAND:
402                 dma_unmap_sg(this->dev, &this->cmd_sgl, 1, DMA_TO_DEVICE);
403                 break;
404
405         case DMA_FOR_READ_DATA:
406                 dma_unmap_sg(this->dev, &this->data_sgl, 1, DMA_FROM_DEVICE);
407                 if (this->direct_dma_map_ok == false)
408                         memcpy(this->upper_buf, this->data_buffer_dma,
409                                 this->upper_len);
410                 break;
411
412         case DMA_FOR_WRITE_DATA:
413                 dma_unmap_sg(this->dev, &this->data_sgl, 1, DMA_TO_DEVICE);
414                 break;
415
416         case DMA_FOR_READ_ECC_PAGE:
417         case DMA_FOR_WRITE_ECC_PAGE:
418                 /* We have to wait the BCH interrupt to finish. */
419                 break;
420
421         default:
422                 pr_err("in wrong DMA operation.\n");
423         }
424
425         complete(dma_c);
426 }
427
428 int start_dma_without_bch_irq(struct gpmi_nand_data *this,
429                                 struct dma_async_tx_descriptor *desc)
430 {
431         struct completion *dma_c = &this->dma_done;
432         int err;
433
434         init_completion(dma_c);
435
436         desc->callback          = dma_irq_callback;
437         desc->callback_param    = this;
438         dmaengine_submit(desc);
439         dma_async_issue_pending(get_dma_chan(this));
440
441         /* Wait for the interrupt from the DMA block. */
442         err = wait_for_completion_timeout(dma_c, msecs_to_jiffies(1000));
443         if (!err) {
444                 pr_err("DMA timeout, last DMA :%d\n", this->last_dma_type);
445                 gpmi_dump_info(this);
446                 return -ETIMEDOUT;
447         }
448         return 0;
449 }
450
451 /*
452  * This function is used in BCH reading or BCH writing pages.
453  * It will wait for the BCH interrupt as long as ONE second.
454  * Actually, we must wait for two interrupts :
455  *      [1] firstly the DMA interrupt and
456  *      [2] secondly the BCH interrupt.
457  */
458 int start_dma_with_bch_irq(struct gpmi_nand_data *this,
459                         struct dma_async_tx_descriptor *desc)
460 {
461         struct completion *bch_c = &this->bch_done;
462         int err;
463
464         /* Prepare to receive an interrupt from the BCH block. */
465         init_completion(bch_c);
466
467         /* start the DMA */
468         start_dma_without_bch_irq(this, desc);
469
470         /* Wait for the interrupt from the BCH block. */
471         err = wait_for_completion_timeout(bch_c, msecs_to_jiffies(1000));
472         if (!err) {
473                 pr_err("BCH timeout, last DMA :%d\n", this->last_dma_type);
474                 gpmi_dump_info(this);
475                 return -ETIMEDOUT;
476         }
477         return 0;
478 }
479
480 static int acquire_register_block(struct gpmi_nand_data *this,
481                                   const char *res_name)
482 {
483         struct platform_device *pdev = this->pdev;
484         struct resources *res = &this->resources;
485         struct resource *r;
486         void __iomem *p;
487
488         r = platform_get_resource_byname(pdev, IORESOURCE_MEM, res_name);
489         if (!r) {
490                 pr_err("Can't get resource for %s\n", res_name);
491                 return -ENODEV;
492         }
493
494         p = ioremap(r->start, resource_size(r));
495         if (!p) {
496                 pr_err("Can't remap %s\n", res_name);
497                 return -ENOMEM;
498         }
499
500         if (!strcmp(res_name, GPMI_NAND_GPMI_REGS_ADDR_RES_NAME))
501                 res->gpmi_regs = p;
502         else if (!strcmp(res_name, GPMI_NAND_BCH_REGS_ADDR_RES_NAME))
503                 res->bch_regs = p;
504         else
505                 pr_err("unknown resource name : %s\n", res_name);
506
507         return 0;
508 }
509
510 static void release_register_block(struct gpmi_nand_data *this)
511 {
512         struct resources *res = &this->resources;
513         if (res->gpmi_regs)
514                 iounmap(res->gpmi_regs);
515         if (res->bch_regs)
516                 iounmap(res->bch_regs);
517         res->gpmi_regs = NULL;
518         res->bch_regs = NULL;
519 }
520
521 static int acquire_bch_irq(struct gpmi_nand_data *this, irq_handler_t irq_h)
522 {
523         struct platform_device *pdev = this->pdev;
524         struct resources *res = &this->resources;
525         const char *res_name = GPMI_NAND_BCH_INTERRUPT_RES_NAME;
526         struct resource *r;
527         int err;
528
529         r = platform_get_resource_byname(pdev, IORESOURCE_IRQ, res_name);
530         if (!r) {
531                 pr_err("Can't get resource for %s\n", res_name);
532                 return -ENODEV;
533         }
534
535         err = request_irq(r->start, irq_h, 0, res_name, this);
536         if (err) {
537                 pr_err("Can't own %s\n", res_name);
538                 return err;
539         }
540
541         res->bch_low_interrupt = r->start;
542         res->bch_high_interrupt = r->end;
543         return 0;
544 }
545
546 static void release_bch_irq(struct gpmi_nand_data *this)
547 {
548         struct resources *res = &this->resources;
549         int i = res->bch_low_interrupt;
550
551         for (; i <= res->bch_high_interrupt; i++)
552                 free_irq(i, this);
553 }
554
555 static void release_dma_channels(struct gpmi_nand_data *this)
556 {
557         unsigned int i;
558         for (i = 0; i < DMA_CHANS; i++)
559                 if (this->dma_chans[i]) {
560                         dma_release_channel(this->dma_chans[i]);
561                         this->dma_chans[i] = NULL;
562                 }
563 }
564
565 static int acquire_dma_channels(struct gpmi_nand_data *this)
566 {
567         struct platform_device *pdev = this->pdev;
568         struct dma_chan *dma_chan;
569
570         /* request dma channel */
571         dma_chan = dma_request_slave_channel(&pdev->dev, "rx-tx");
572         if (!dma_chan) {
573                 pr_err("Failed to request DMA channel.\n");
574                 goto acquire_err;
575         }
576
577         this->dma_chans[0] = dma_chan;
578         return 0;
579
580 acquire_err:
581         release_dma_channels(this);
582         return -EINVAL;
583 }
584
585 static void gpmi_put_clks(struct gpmi_nand_data *this)
586 {
587         struct resources *r = &this->resources;
588         struct clk *clk;
589         int i;
590
591         for (i = 0; i < GPMI_CLK_MAX; i++) {
592                 clk = r->clock[i];
593                 if (clk) {
594                         clk_put(clk);
595                         r->clock[i] = NULL;
596                 }
597         }
598 }
599
600 static char *extra_clks_for_mx6q[GPMI_CLK_MAX] = {
601         "gpmi_apb", "gpmi_bch", "gpmi_bch_apb", "per1_bch",
602 };
603
604 static int gpmi_get_clks(struct gpmi_nand_data *this)
605 {
606         struct resources *r = &this->resources;
607         char **extra_clks = NULL;
608         struct clk *clk;
609         int err, i;
610
611         /* The main clock is stored in the first. */
612         r->clock[0] = clk_get(this->dev, "gpmi_io");
613         if (IS_ERR(r->clock[0])) {
614                 err = PTR_ERR(r->clock[0]);
615                 goto err_clock;
616         }
617
618         /* Get extra clocks */
619         if (GPMI_IS_MX6Q(this))
620                 extra_clks = extra_clks_for_mx6q;
621         if (!extra_clks)
622                 return 0;
623
624         for (i = 1; i < GPMI_CLK_MAX; i++) {
625                 if (extra_clks[i - 1] == NULL)
626                         break;
627
628                 clk = clk_get(this->dev, extra_clks[i - 1]);
629                 if (IS_ERR(clk)) {
630                         err = PTR_ERR(clk);
631                         goto err_clock;
632                 }
633
634                 r->clock[i] = clk;
635         }
636
637         if (GPMI_IS_MX6Q(this))
638                 /*
639                  * Set the default value for the gpmi clock in mx6q:
640                  *
641                  * If you want to use the ONFI nand which is in the
642                  * Synchronous Mode, you should change the clock as you need.
643                  */
644                 clk_set_rate(r->clock[0], 22000000);
645
646         return 0;
647
648 err_clock:
649         dev_dbg(this->dev, "failed in finding the clocks.\n");
650         gpmi_put_clks(this);
651         return err;
652 }
653
654 static int acquire_resources(struct gpmi_nand_data *this)
655 {
656         int ret;
657
658         ret = acquire_register_block(this, GPMI_NAND_GPMI_REGS_ADDR_RES_NAME);
659         if (ret)
660                 goto exit_regs;
661
662         ret = acquire_register_block(this, GPMI_NAND_BCH_REGS_ADDR_RES_NAME);
663         if (ret)
664                 goto exit_regs;
665
666         ret = acquire_bch_irq(this, bch_irq);
667         if (ret)
668                 goto exit_regs;
669
670         ret = acquire_dma_channels(this);
671         if (ret)
672                 goto exit_dma_channels;
673
674         ret = gpmi_get_clks(this);
675         if (ret)
676                 goto exit_clock;
677         return 0;
678
679 exit_clock:
680         release_dma_channels(this);
681 exit_dma_channels:
682         release_bch_irq(this);
683 exit_regs:
684         release_register_block(this);
685         return ret;
686 }
687
688 static void release_resources(struct gpmi_nand_data *this)
689 {
690         gpmi_put_clks(this);
691         release_register_block(this);
692         release_bch_irq(this);
693         release_dma_channels(this);
694 }
695
696 static int init_hardware(struct gpmi_nand_data *this)
697 {
698         int ret;
699
700         /*
701          * This structure contains the "safe" GPMI timing that should succeed
702          * with any NAND Flash device
703          * (although, with less-than-optimal performance).
704          */
705         struct nand_timing  safe_timing = {
706                 .data_setup_in_ns        = 80,
707                 .data_hold_in_ns         = 60,
708                 .address_setup_in_ns     = 25,
709                 .gpmi_sample_delay_in_ns =  6,
710                 .tREA_in_ns              = -1,
711                 .tRLOH_in_ns             = -1,
712                 .tRHOH_in_ns             = -1,
713         };
714
715         /* Initialize the hardwares. */
716         ret = gpmi_init(this);
717         if (ret)
718                 return ret;
719
720         this->timing = safe_timing;
721         return 0;
722 }
723
724 static int read_page_prepare(struct gpmi_nand_data *this,
725                         void *destination, unsigned length,
726                         void *alt_virt, dma_addr_t alt_phys, unsigned alt_size,
727                         void **use_virt, dma_addr_t *use_phys)
728 {
729         struct device *dev = this->dev;
730
731         if (virt_addr_valid(destination)) {
732                 dma_addr_t dest_phys;
733
734                 dest_phys = dma_map_single(dev, destination,
735                                                 length, DMA_FROM_DEVICE);
736                 if (dma_mapping_error(dev, dest_phys)) {
737                         if (alt_size < length) {
738                                 pr_err("%s, Alternate buffer is too small\n",
739                                         __func__);
740                                 return -ENOMEM;
741                         }
742                         goto map_failed;
743                 }
744                 *use_virt = destination;
745                 *use_phys = dest_phys;
746                 this->direct_dma_map_ok = true;
747                 return 0;
748         }
749
750 map_failed:
751         *use_virt = alt_virt;
752         *use_phys = alt_phys;
753         this->direct_dma_map_ok = false;
754         return 0;
755 }
756
757 static inline void read_page_end(struct gpmi_nand_data *this,
758                         void *destination, unsigned length,
759                         void *alt_virt, dma_addr_t alt_phys, unsigned alt_size,
760                         void *used_virt, dma_addr_t used_phys)
761 {
762         if (this->direct_dma_map_ok)
763                 dma_unmap_single(this->dev, used_phys, length, DMA_FROM_DEVICE);
764 }
765
766 static inline void read_page_swap_end(struct gpmi_nand_data *this,
767                         void *destination, unsigned length,
768                         void *alt_virt, dma_addr_t alt_phys, unsigned alt_size,
769                         void *used_virt, dma_addr_t used_phys)
770 {
771         if (!this->direct_dma_map_ok)
772                 memcpy(destination, alt_virt, length);
773 }
774
775 static int send_page_prepare(struct gpmi_nand_data *this,
776                         const void *source, unsigned length,
777                         void *alt_virt, dma_addr_t alt_phys, unsigned alt_size,
778                         const void **use_virt, dma_addr_t *use_phys)
779 {
780         struct device *dev = this->dev;
781
782         if (virt_addr_valid(source)) {
783                 dma_addr_t source_phys;
784
785                 source_phys = dma_map_single(dev, (void *)source, length,
786                                                 DMA_TO_DEVICE);
787                 if (dma_mapping_error(dev, source_phys)) {
788                         if (alt_size < length) {
789                                 pr_err("%s, Alternate buffer is too small\n",
790                                         __func__);
791                                 return -ENOMEM;
792                         }
793                         goto map_failed;
794                 }
795                 *use_virt = source;
796                 *use_phys = source_phys;
797                 return 0;
798         }
799 map_failed:
800         /*
801          * Copy the content of the source buffer into the alternate
802          * buffer and set up the return values accordingly.
803          */
804         memcpy(alt_virt, source, length);
805
806         *use_virt = alt_virt;
807         *use_phys = alt_phys;
808         return 0;
809 }
810
811 static void send_page_end(struct gpmi_nand_data *this,
812                         const void *source, unsigned length,
813                         void *alt_virt, dma_addr_t alt_phys, unsigned alt_size,
814                         const void *used_virt, dma_addr_t used_phys)
815 {
816         struct device *dev = this->dev;
817         if (used_virt == source)
818                 dma_unmap_single(dev, used_phys, length, DMA_TO_DEVICE);
819 }
820
821 static void gpmi_free_dma_buffer(struct gpmi_nand_data *this)
822 {
823         struct device *dev = this->dev;
824
825         if (this->page_buffer_virt && virt_addr_valid(this->page_buffer_virt))
826                 dma_free_coherent(dev, this->page_buffer_size,
827                                         this->page_buffer_virt,
828                                         this->page_buffer_phys);
829         kfree(this->cmd_buffer);
830         kfree(this->data_buffer_dma);
831
832         this->cmd_buffer        = NULL;
833         this->data_buffer_dma   = NULL;
834         this->page_buffer_virt  = NULL;
835         this->page_buffer_size  =  0;
836 }
837
838 /* Allocate the DMA buffers */
839 static int gpmi_alloc_dma_buffer(struct gpmi_nand_data *this)
840 {
841         struct bch_geometry *geo = &this->bch_geometry;
842         struct device *dev = this->dev;
843
844         /* [1] Allocate a command buffer. PAGE_SIZE is enough. */
845         this->cmd_buffer = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_DMA | GFP_KERNEL);
846         if (this->cmd_buffer == NULL)
847                 goto error_alloc;
848
849         /* [2] Allocate a read/write data buffer. PAGE_SIZE is enough. */
850         this->data_buffer_dma = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_DMA | GFP_KERNEL);
851         if (this->data_buffer_dma == NULL)
852                 goto error_alloc;
853
854         /*
855          * [3] Allocate the page buffer.
856          *
857          * Both the payload buffer and the auxiliary buffer must appear on
858          * 32-bit boundaries. We presume the size of the payload buffer is a
859          * power of two and is much larger than four, which guarantees the
860          * auxiliary buffer will appear on a 32-bit boundary.
861          */
862         this->page_buffer_size = geo->payload_size + geo->auxiliary_size;
863         this->page_buffer_virt = dma_alloc_coherent(dev, this->page_buffer_size,
864                                         &this->page_buffer_phys, GFP_DMA);
865         if (!this->page_buffer_virt)
866                 goto error_alloc;
867
868
869         /* Slice up the page buffer. */
870         this->payload_virt = this->page_buffer_virt;
871         this->payload_phys = this->page_buffer_phys;
872         this->auxiliary_virt = this->payload_virt + geo->payload_size;
873         this->auxiliary_phys = this->payload_phys + geo->payload_size;
874         return 0;
875
876 error_alloc:
877         gpmi_free_dma_buffer(this);
878         pr_err("Error allocating DMA buffers!\n");
879         return -ENOMEM;
880 }
881
882 static void gpmi_cmd_ctrl(struct mtd_info *mtd, int data, unsigned int ctrl)
883 {
884         struct nand_chip *chip = mtd->priv;
885         struct gpmi_nand_data *this = chip->priv;
886         int ret;
887
888         /*
889          * Every operation begins with a command byte and a series of zero or
890          * more address bytes. These are distinguished by either the Address
891          * Latch Enable (ALE) or Command Latch Enable (CLE) signals being
892          * asserted. When MTD is ready to execute the command, it will deassert
893          * both latch enables.
894          *
895          * Rather than run a separate DMA operation for every single byte, we
896          * queue them up and run a single DMA operation for the entire series
897          * of command and data bytes. NAND_CMD_NONE means the END of the queue.
898          */
899         if ((ctrl & (NAND_ALE | NAND_CLE))) {
900                 if (data != NAND_CMD_NONE)
901                         this->cmd_buffer[this->command_length++] = data;
902                 return;
903         }
904
905         if (!this->command_length)
906                 return;
907
908         ret = gpmi_send_command(this);
909         if (ret)
910                 pr_err("Chip: %u, Error %d\n", this->current_chip, ret);
911
912         this->command_length = 0;
913 }
914
915 static int gpmi_dev_ready(struct mtd_info *mtd)
916 {
917         struct nand_chip *chip = mtd->priv;
918         struct gpmi_nand_data *this = chip->priv;
919
920         return gpmi_is_ready(this, this->current_chip);
921 }
922
923 static void gpmi_select_chip(struct mtd_info *mtd, int chipnr)
924 {
925         struct nand_chip *chip = mtd->priv;
926         struct gpmi_nand_data *this = chip->priv;
927
928         if ((this->current_chip < 0) && (chipnr >= 0))
929                 gpmi_begin(this);
930         else if ((this->current_chip >= 0) && (chipnr < 0))
931                 gpmi_end(this);
932
933         this->current_chip = chipnr;
934 }
935
936 static void gpmi_read_buf(struct mtd_info *mtd, uint8_t *buf, int len)
937 {
938         struct nand_chip *chip = mtd->priv;
939         struct gpmi_nand_data *this = chip->priv;
940
941         pr_debug("len is %d\n", len);
942         this->upper_buf = buf;
943         this->upper_len = len;
944
945         gpmi_read_data(this);
946 }
947
948 static void gpmi_write_buf(struct mtd_info *mtd, const uint8_t *buf, int len)
949 {
950         struct nand_chip *chip = mtd->priv;
951         struct gpmi_nand_data *this = chip->priv;
952
953         pr_debug("len is %d\n", len);
954         this->upper_buf = (uint8_t *)buf;
955         this->upper_len = len;
956
957         gpmi_send_data(this);
958 }
959
960 static uint8_t gpmi_read_byte(struct mtd_info *mtd)
961 {
962         struct nand_chip *chip = mtd->priv;
963         struct gpmi_nand_data *this = chip->priv;
964         uint8_t *buf = this->data_buffer_dma;
965
966         gpmi_read_buf(mtd, buf, 1);
967         return buf[0];
968 }
969
970 /*
971  * Handles block mark swapping.
972  * It can be called in swapping the block mark, or swapping it back,
973  * because the the operations are the same.
974  */
975 static void block_mark_swapping(struct gpmi_nand_data *this,
976                                 void *payload, void *auxiliary)
977 {
978         struct bch_geometry *nfc_geo = &this->bch_geometry;
979         unsigned char *p;
980         unsigned char *a;
981         unsigned int  bit;
982         unsigned char mask;
983         unsigned char from_data;
984         unsigned char from_oob;
985
986         if (!this->swap_block_mark)
987                 return;
988
989         /*
990          * If control arrives here, we're swapping. Make some convenience
991          * variables.
992          */
993         bit = nfc_geo->block_mark_bit_offset;
994         p   = payload + nfc_geo->block_mark_byte_offset;
995         a   = auxiliary;
996
997         /*
998          * Get the byte from the data area that overlays the block mark. Since
999          * the ECC engine applies its own view to the bits in the page, the
1000          * physical block mark won't (in general) appear on a byte boundary in
1001          * the data.
1002          */
1003         from_data = (p[0] >> bit) | (p[1] << (8 - bit));
1004
1005         /* Get the byte from the OOB. */
1006         from_oob = a[0];
1007
1008         /* Swap them. */
1009         a[0] = from_data;
1010
1011         mask = (0x1 << bit) - 1;
1012         p[0] = (p[0] & mask) | (from_oob << bit);
1013
1014         mask = ~0 << bit;
1015         p[1] = (p[1] & mask) | (from_oob >> (8 - bit));
1016 }
1017
1018 static int gpmi_ecc_read_page(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *chip,
1019                                 uint8_t *buf, int oob_required, int page)
1020 {
1021         struct gpmi_nand_data *this = chip->priv;
1022         struct bch_geometry *nfc_geo = &this->bch_geometry;
1023         void          *payload_virt;
1024         dma_addr_t    payload_phys;
1025         void          *auxiliary_virt;
1026         dma_addr_t    auxiliary_phys;
1027         unsigned int  i;
1028         unsigned char *status;
1029         unsigned int  max_bitflips = 0;
1030         int           ret;
1031
1032         pr_debug("page number is : %d\n", page);
1033         ret = read_page_prepare(this, buf, mtd->writesize,
1034                                         this->payload_virt, this->payload_phys,
1035                                         nfc_geo->payload_size,
1036                                         &payload_virt, &payload_phys);
1037         if (ret) {
1038                 pr_err("Inadequate DMA buffer\n");
1039                 ret = -ENOMEM;
1040                 return ret;
1041         }
1042         auxiliary_virt = this->auxiliary_virt;
1043         auxiliary_phys = this->auxiliary_phys;
1044
1045         /* go! */
1046         ret = gpmi_read_page(this, payload_phys, auxiliary_phys);
1047         read_page_end(this, buf, mtd->writesize,
1048                         this->payload_virt, this->payload_phys,
1049                         nfc_geo->payload_size,
1050                         payload_virt, payload_phys);
1051         if (ret) {
1052                 pr_err("Error in ECC-based read: %d\n", ret);
1053                 return ret;
1054         }
1055
1056         /* handle the block mark swapping */
1057         block_mark_swapping(this, payload_virt, auxiliary_virt);
1058
1059         /* Loop over status bytes, accumulating ECC status. */
1060         status = auxiliary_virt + nfc_geo->auxiliary_status_offset;
1061
1062         for (i = 0; i < nfc_geo->ecc_chunk_count; i++, status++) {
1063                 if ((*status == STATUS_GOOD) || (*status == STATUS_ERASED))
1064                         continue;
1065
1066                 if (*status == STATUS_UNCORRECTABLE) {
1067                         mtd->ecc_stats.failed++;
1068                         continue;
1069                 }
1070                 mtd->ecc_stats.corrected += *status;
1071                 max_bitflips = max_t(unsigned int, max_bitflips, *status);
1072         }
1073
1074         if (oob_required) {
1075                 /*
1076                  * It's time to deliver the OOB bytes. See gpmi_ecc_read_oob()
1077                  * for details about our policy for delivering the OOB.
1078                  *
1079                  * We fill the caller's buffer with set bits, and then copy the
1080                  * block mark to th caller's buffer. Note that, if block mark
1081                  * swapping was necessary, it has already been done, so we can
1082                  * rely on the first byte of the auxiliary buffer to contain
1083                  * the block mark.
1084                  */
1085                 memset(chip->oob_poi, ~0, mtd->oobsize);
1086                 chip->oob_poi[0] = ((uint8_t *) auxiliary_virt)[0];
1087         }
1088
1089         read_page_swap_end(this, buf, mtd->writesize,
1090                         this->payload_virt, this->payload_phys,
1091                         nfc_geo->payload_size,
1092                         payload_virt, payload_phys);
1093
1094         return max_bitflips;
1095 }
1096
1097 static int gpmi_ecc_write_page(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *chip,
1098                                 const uint8_t *buf, int oob_required)
1099 {
1100         struct gpmi_nand_data *this = chip->priv;
1101         struct bch_geometry *nfc_geo = &this->bch_geometry;
1102         const void *payload_virt;
1103         dma_addr_t payload_phys;
1104         const void *auxiliary_virt;
1105         dma_addr_t auxiliary_phys;
1106         int        ret;
1107
1108         pr_debug("ecc write page.\n");
1109         if (this->swap_block_mark) {
1110                 /*
1111                  * If control arrives here, we're doing block mark swapping.
1112                  * Since we can't modify the caller's buffers, we must copy them
1113                  * into our own.
1114                  */
1115                 memcpy(this->payload_virt, buf, mtd->writesize);
1116                 payload_virt = this->payload_virt;
1117                 payload_phys = this->payload_phys;
1118
1119                 memcpy(this->auxiliary_virt, chip->oob_poi,
1120                                 nfc_geo->auxiliary_size);
1121                 auxiliary_virt = this->auxiliary_virt;
1122                 auxiliary_phys = this->auxiliary_phys;
1123
1124                 /* Handle block mark swapping. */
1125                 block_mark_swapping(this,
1126                                 (void *) payload_virt, (void *) auxiliary_virt);
1127         } else {
1128                 /*
1129                  * If control arrives here, we're not doing block mark swapping,
1130                  * so we can to try and use the caller's buffers.
1131                  */
1132                 ret = send_page_prepare(this,
1133                                 buf, mtd->writesize,
1134                                 this->payload_virt, this->payload_phys,
1135                                 nfc_geo->payload_size,
1136                                 &payload_virt, &payload_phys);
1137                 if (ret) {
1138                         pr_err("Inadequate payload DMA buffer\n");
1139                         return 0;
1140                 }
1141
1142                 ret = send_page_prepare(this,
1143                                 chip->oob_poi, mtd->oobsize,
1144                                 this->auxiliary_virt, this->auxiliary_phys,
1145                                 nfc_geo->auxiliary_size,
1146                                 &auxiliary_virt, &auxiliary_phys);
1147                 if (ret) {
1148                         pr_err("Inadequate auxiliary DMA buffer\n");
1149                         goto exit_auxiliary;
1150                 }
1151         }
1152
1153         /* Ask the NFC. */
1154         ret = gpmi_send_page(this, payload_phys, auxiliary_phys);
1155         if (ret)
1156                 pr_err("Error in ECC-based write: %d\n", ret);
1157
1158         if (!this->swap_block_mark) {
1159                 send_page_end(this, chip->oob_poi, mtd->oobsize,
1160                                 this->auxiliary_virt, this->auxiliary_phys,
1161                                 nfc_geo->auxiliary_size,
1162                                 auxiliary_virt, auxiliary_phys);
1163 exit_auxiliary:
1164                 send_page_end(this, buf, mtd->writesize,
1165                                 this->payload_virt, this->payload_phys,
1166                                 nfc_geo->payload_size,
1167                                 payload_virt, payload_phys);
1168         }
1169
1170         return 0;
1171 }
1172
1173 /*
1174  * There are several places in this driver where we have to handle the OOB and
1175  * block marks. This is the function where things are the most complicated, so
1176  * this is where we try to explain it all. All the other places refer back to
1177  * here.
1178  *
1179  * These are the rules, in order of decreasing importance:
1180  *
1181  * 1) Nothing the caller does can be allowed to imperil the block mark.
1182  *
1183  * 2) In read operations, the first byte of the OOB we return must reflect the
1184  *    true state of the block mark, no matter where that block mark appears in
1185  *    the physical page.
1186  *
1187  * 3) ECC-based read operations return an OOB full of set bits (since we never
1188  *    allow ECC-based writes to the OOB, it doesn't matter what ECC-based reads
1189  *    return).
1190  *
1191  * 4) "Raw" read operations return a direct view of the physical bytes in the
1192  *    page, using the conventional definition of which bytes are data and which
1193  *    are OOB. This gives the caller a way to see the actual, physical bytes
1194  *    in the page, without the distortions applied by our ECC engine.
1195  *
1196  *
1197  * What we do for this specific read operation depends on two questions:
1198  *
1199  * 1) Are we doing a "raw" read, or an ECC-based read?
1200  *
1201  * 2) Are we using block mark swapping or transcription?
1202  *
1203  * There are four cases, illustrated by the following Karnaugh map:
1204  *
1205  *                    |           Raw           |         ECC-based       |
1206  *       -------------+-------------------------+-------------------------+
1207  *                    | Read the conventional   |                         |
1208  *                    | OOB at the end of the   |                         |
1209  *       Swapping     | page and return it. It  |                         |
1210  *                    | contains exactly what   |                         |
1211  *                    | we want.                | Read the block mark and |
1212  *       -------------+-------------------------+ return it in a buffer   |
1213  *                    | Read the conventional   | full of set bits.       |
1214  *                    | OOB at the end of the   |                         |
1215  *                    | page and also the block |                         |
1216  *       Transcribing | mark in the metadata.   |                         |
1217  *                    | Copy the block mark     |                         |
1218  *                    | into the first byte of  |                         |
1219  *                    | the OOB.                |                         |
1220  *       -------------+-------------------------+-------------------------+
1221  *
1222  * Note that we break rule #4 in the Transcribing/Raw case because we're not
1223  * giving an accurate view of the actual, physical bytes in the page (we're
1224  * overwriting the block mark). That's OK because it's more important to follow
1225  * rule #2.
1226  *
1227  * It turns out that knowing whether we want an "ECC-based" or "raw" read is not
1228  * easy. When reading a page, for example, the NAND Flash MTD code calls our
1229  * ecc.read_page or ecc.read_page_raw function. Thus, the fact that MTD wants an
1230  * ECC-based or raw view of the page is implicit in which function it calls
1231  * (there is a similar pair of ECC-based/raw functions for writing).
1232  *
1233  * FIXME: The following paragraph is incorrect, now that there exist
1234  * ecc.read_oob_raw and ecc.write_oob_raw functions.
1235  *
1236  * Since MTD assumes the OOB is not covered by ECC, there is no pair of
1237  * ECC-based/raw functions for reading or or writing the OOB. The fact that the
1238  * caller wants an ECC-based or raw view of the page is not propagated down to
1239  * this driver.
1240  */
1241 static int gpmi_ecc_read_oob(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *chip,
1242                                 int page)
1243 {
1244         struct gpmi_nand_data *this = chip->priv;
1245
1246         pr_debug("page number is %d\n", page);
1247         /* clear the OOB buffer */
1248         memset(chip->oob_poi, ~0, mtd->oobsize);
1249
1250         /* Read out the conventional OOB. */
1251         chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_READ0, mtd->writesize, page);
1252         chip->read_buf(mtd, chip->oob_poi, mtd->oobsize);
1253
1254         /*
1255          * Now, we want to make sure the block mark is correct. In the
1256          * Swapping/Raw case, we already have it. Otherwise, we need to
1257          * explicitly read it.
1258          */
1259         if (!this->swap_block_mark) {
1260                 /* Read the block mark into the first byte of the OOB buffer. */
1261                 chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_READ0, 0, page);
1262                 chip->oob_poi[0] = chip->read_byte(mtd);
1263         }
1264
1265         return 0;
1266 }
1267
1268 static int
1269 gpmi_ecc_write_oob(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *chip, int page)
1270 {
1271         struct nand_oobfree *of = mtd->ecclayout->oobfree;
1272         int status = 0;
1273
1274         /* Do we have available oob area? */
1275         if (!of->length)
1276                 return -EPERM;
1277
1278         if (!nand_is_slc(chip))
1279                 return -EPERM;
1280
1281         chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_SEQIN, mtd->writesize + of->offset, page);
1282         chip->write_buf(mtd, chip->oob_poi + of->offset, of->length);
1283         chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_PAGEPROG, -1, -1);
1284
1285         status = chip->waitfunc(mtd, chip);
1286         return status & NAND_STATUS_FAIL ? -EIO : 0;
1287 }
1288
1289 static int gpmi_block_markbad(struct mtd_info *mtd, loff_t ofs)
1290 {
1291         struct nand_chip *chip = mtd->priv;
1292         struct gpmi_nand_data *this = chip->priv;
1293         int ret = 0;
1294         uint8_t *block_mark;
1295         int column, page, status, chipnr;
1296
1297         chipnr = (int)(ofs >> chip->chip_shift);
1298         chip->select_chip(mtd, chipnr);
1299
1300         column = this->swap_block_mark ? mtd->writesize : 0;
1301
1302         /* Write the block mark. */
1303         block_mark = this->data_buffer_dma;
1304         block_mark[0] = 0; /* bad block marker */
1305
1306         /* Shift to get page */
1307         page = (int)(ofs >> chip->page_shift);
1308
1309         chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_SEQIN, column, page);
1310         chip->write_buf(mtd, block_mark, 1);
1311         chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_PAGEPROG, -1, -1);
1312
1313         status = chip->waitfunc(mtd, chip);
1314         if (status & NAND_STATUS_FAIL)
1315                 ret = -EIO;
1316
1317         chip->select_chip(mtd, -1);
1318
1319         return ret;
1320 }
1321
1322 static int nand_boot_set_geometry(struct gpmi_nand_data *this)
1323 {
1324         struct boot_rom_geometry *geometry = &this->rom_geometry;
1325
1326         /*
1327          * Set the boot block stride size.
1328          *
1329          * In principle, we should be reading this from the OTP bits, since
1330          * that's where the ROM is going to get it. In fact, we don't have any
1331          * way to read the OTP bits, so we go with the default and hope for the
1332          * best.
1333          */
1334         geometry->stride_size_in_pages = 64;
1335
1336         /*
1337          * Set the search area stride exponent.
1338          *
1339          * In principle, we should be reading this from the OTP bits, since
1340          * that's where the ROM is going to get it. In fact, we don't have any
1341          * way to read the OTP bits, so we go with the default and hope for the
1342          * best.
1343          */
1344         geometry->search_area_stride_exponent = 2;
1345         return 0;
1346 }
1347
1348 static const char  *fingerprint = "STMP";
1349 static int mx23_check_transcription_stamp(struct gpmi_nand_data *this)
1350 {
1351         struct boot_rom_geometry *rom_geo = &this->rom_geometry;
1352         struct device *dev = this->dev;
1353         struct mtd_info *mtd = &this->mtd;
1354         struct nand_chip *chip = &this->nand;
1355         unsigned int search_area_size_in_strides;
1356         unsigned int stride;
1357         unsigned int page;
1358         uint8_t *buffer = chip->buffers->databuf;
1359         int saved_chip_number;
1360         int found_an_ncb_fingerprint = false;
1361
1362         /* Compute the number of strides in a search area. */
1363         search_area_size_in_strides = 1 << rom_geo->search_area_stride_exponent;
1364
1365         saved_chip_number = this->current_chip;
1366         chip->select_chip(mtd, 0);
1367
1368         /*
1369          * Loop through the first search area, looking for the NCB fingerprint.
1370          */
1371         dev_dbg(dev, "Scanning for an NCB fingerprint...\n");
1372
1373         for (stride = 0; stride < search_area_size_in_strides; stride++) {
1374                 /* Compute the page addresses. */
1375                 page = stride * rom_geo->stride_size_in_pages;
1376
1377                 dev_dbg(dev, "Looking for a fingerprint in page 0x%x\n", page);
1378
1379                 /*
1380                  * Read the NCB fingerprint. The fingerprint is four bytes long
1381                  * and starts in the 12th byte of the page.
1382                  */
1383                 chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_READ0, 12, page);
1384                 chip->read_buf(mtd, buffer, strlen(fingerprint));
1385
1386                 /* Look for the fingerprint. */
1387                 if (!memcmp(buffer, fingerprint, strlen(fingerprint))) {
1388                         found_an_ncb_fingerprint = true;
1389                         break;
1390                 }
1391
1392         }
1393
1394         chip->select_chip(mtd, saved_chip_number);
1395
1396         if (found_an_ncb_fingerprint)
1397                 dev_dbg(dev, "\tFound a fingerprint\n");
1398         else
1399                 dev_dbg(dev, "\tNo fingerprint found\n");
1400         return found_an_ncb_fingerprint;
1401 }
1402
1403 /* Writes a transcription stamp. */
1404 static int mx23_write_transcription_stamp(struct gpmi_nand_data *this)
1405 {
1406         struct device *dev = this->dev;
1407         struct boot_rom_geometry *rom_geo = &this->rom_geometry;
1408         struct mtd_info *mtd = &this->mtd;
1409         struct nand_chip *chip = &this->nand;
1410         unsigned int block_size_in_pages;
1411         unsigned int search_area_size_in_strides;
1412         unsigned int search_area_size_in_pages;
1413         unsigned int search_area_size_in_blocks;
1414         unsigned int block;
1415         unsigned int stride;
1416         unsigned int page;
1417         uint8_t      *buffer = chip->buffers->databuf;
1418         int saved_chip_number;
1419         int status;
1420
1421         /* Compute the search area geometry. */
1422         block_size_in_pages = mtd->erasesize / mtd->writesize;
1423         search_area_size_in_strides = 1 << rom_geo->search_area_stride_exponent;
1424         search_area_size_in_pages = search_area_size_in_strides *
1425                                         rom_geo->stride_size_in_pages;
1426         search_area_size_in_blocks =
1427                   (search_area_size_in_pages + (block_size_in_pages - 1)) /
1428                                     block_size_in_pages;
1429
1430         dev_dbg(dev, "Search Area Geometry :\n");
1431         dev_dbg(dev, "\tin Blocks : %u\n", search_area_size_in_blocks);
1432         dev_dbg(dev, "\tin Strides: %u\n", search_area_size_in_strides);
1433         dev_dbg(dev, "\tin Pages  : %u\n", search_area_size_in_pages);
1434
1435         /* Select chip 0. */
1436         saved_chip_number = this->current_chip;
1437         chip->select_chip(mtd, 0);
1438
1439         /* Loop over blocks in the first search area, erasing them. */
1440         dev_dbg(dev, "Erasing the search area...\n");
1441
1442         for (block = 0; block < search_area_size_in_blocks; block++) {
1443                 /* Compute the page address. */
1444                 page = block * block_size_in_pages;
1445
1446                 /* Erase this block. */
1447                 dev_dbg(dev, "\tErasing block 0x%x\n", block);
1448                 chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_ERASE1, -1, page);
1449                 chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_ERASE2, -1, -1);
1450
1451                 /* Wait for the erase to finish. */
1452                 status = chip->waitfunc(mtd, chip);
1453                 if (status & NAND_STATUS_FAIL)
1454                         dev_err(dev, "[%s] Erase failed.\n", __func__);
1455         }
1456
1457         /* Write the NCB fingerprint into the page buffer. */
1458         memset(buffer, ~0, mtd->writesize);
1459         memset(chip->oob_poi, ~0, mtd->oobsize);
1460         memcpy(buffer + 12, fingerprint, strlen(fingerprint));
1461
1462         /* Loop through the first search area, writing NCB fingerprints. */
1463         dev_dbg(dev, "Writing NCB fingerprints...\n");
1464         for (stride = 0; stride < search_area_size_in_strides; stride++) {
1465                 /* Compute the page addresses. */
1466                 page = stride * rom_geo->stride_size_in_pages;
1467
1468                 /* Write the first page of the current stride. */
1469                 dev_dbg(dev, "Writing an NCB fingerprint in page 0x%x\n", page);
1470                 chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_SEQIN, 0x00, page);
1471                 chip->ecc.write_page_raw(mtd, chip, buffer, 0);
1472                 chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_PAGEPROG, -1, -1);
1473
1474                 /* Wait for the write to finish. */
1475                 status = chip->waitfunc(mtd, chip);
1476                 if (status & NAND_STATUS_FAIL)
1477                         dev_err(dev, "[%s] Write failed.\n", __func__);
1478         }
1479
1480         /* Deselect chip 0. */
1481         chip->select_chip(mtd, saved_chip_number);
1482         return 0;
1483 }
1484
1485 static int mx23_boot_init(struct gpmi_nand_data  *this)
1486 {
1487         struct device *dev = this->dev;
1488         struct nand_chip *chip = &this->nand;
1489         struct mtd_info *mtd = &this->mtd;
1490         unsigned int block_count;
1491         unsigned int block;
1492         int     chipnr;
1493         int     page;
1494         loff_t  byte;
1495         uint8_t block_mark;
1496         int     ret = 0;
1497
1498         /*
1499          * If control arrives here, we can't use block mark swapping, which
1500          * means we're forced to use transcription. First, scan for the
1501          * transcription stamp. If we find it, then we don't have to do
1502          * anything -- the block marks are already transcribed.
1503          */
1504         if (mx23_check_transcription_stamp(this))
1505                 return 0;
1506
1507         /*
1508          * If control arrives here, we couldn't find a transcription stamp, so
1509          * so we presume the block marks are in the conventional location.
1510          */
1511         dev_dbg(dev, "Transcribing bad block marks...\n");
1512
1513         /* Compute the number of blocks in the entire medium. */
1514         block_count = chip->chipsize >> chip->phys_erase_shift;
1515
1516         /*
1517          * Loop over all the blocks in the medium, transcribing block marks as
1518          * we go.
1519          */
1520         for (block = 0; block < block_count; block++) {
1521                 /*
1522                  * Compute the chip, page and byte addresses for this block's
1523                  * conventional mark.
1524                  */
1525                 chipnr = block >> (chip->chip_shift - chip->phys_erase_shift);
1526                 page = block << (chip->phys_erase_shift - chip->page_shift);
1527                 byte = block <<  chip->phys_erase_shift;
1528
1529                 /* Send the command to read the conventional block mark. */
1530                 chip->select_chip(mtd, chipnr);
1531                 chip->cmdfunc(mtd, NAND_CMD_READ0, mtd->writesize, page);
1532                 block_mark = chip->read_byte(mtd);
1533                 chip->select_chip(mtd, -1);
1534
1535                 /*
1536                  * Check if the block is marked bad. If so, we need to mark it
1537                  * again, but this time the result will be a mark in the
1538                  * location where we transcribe block marks.
1539                  */
1540                 if (block_mark != 0xff) {
1541                         dev_dbg(dev, "Transcribing mark in block %u\n", block);
1542                         ret = chip->block_markbad(mtd, byte);
1543                         if (ret)
1544                                 dev_err(dev, "Failed to mark block bad with "
1545                                                         "ret %d\n", ret);
1546                 }
1547         }
1548
1549         /* Write the stamp that indicates we've transcribed the block marks. */
1550         mx23_write_transcription_stamp(this);
1551         return 0;
1552 }
1553
1554 static int nand_boot_init(struct gpmi_nand_data  *this)
1555 {
1556         nand_boot_set_geometry(this);
1557
1558         /* This is ROM arch-specific initilization before the BBT scanning. */
1559         if (GPMI_IS_MX23(this))
1560                 return mx23_boot_init(this);
1561         return 0;
1562 }
1563
1564 static int gpmi_set_geometry(struct gpmi_nand_data *this)
1565 {
1566         int ret;
1567
1568         /* Free the temporary DMA memory for reading ID. */
1569         gpmi_free_dma_buffer(this);
1570
1571         /* Set up the NFC geometry which is used by BCH. */
1572         ret = bch_set_geometry(this);
1573         if (ret) {
1574                 pr_err("Error setting BCH geometry : %d\n", ret);
1575                 return ret;
1576         }
1577
1578         /* Alloc the new DMA buffers according to the pagesize and oobsize */
1579         return gpmi_alloc_dma_buffer(this);
1580 }
1581
1582 static int gpmi_pre_bbt_scan(struct gpmi_nand_data  *this)
1583 {
1584         /* Set up swap_block_mark, must be set before the gpmi_set_geometry() */
1585         if (GPMI_IS_MX23(this))
1586                 this->swap_block_mark = false;
1587         else
1588                 this->swap_block_mark = true;
1589
1590         /* Set up the medium geometry */
1591         return gpmi_set_geometry(this);
1592
1593 }
1594
1595 static void gpmi_nfc_exit(struct gpmi_nand_data *this)
1596 {
1597         nand_release(&this->mtd);
1598         gpmi_free_dma_buffer(this);
1599 }
1600
1601 static int gpmi_init_last(struct gpmi_nand_data *this)
1602 {
1603         struct mtd_info *mtd = &this->mtd;
1604         struct nand_chip *chip = mtd->priv;
1605         struct nand_ecc_ctrl *ecc = &chip->ecc;
1606         struct bch_geometry *bch_geo = &this->bch_geometry;
1607         int ret;
1608
1609         /* Prepare for the BBT scan. */
1610         ret = gpmi_pre_bbt_scan(this);
1611         if (ret)
1612                 return ret;
1613
1614         /* Init the nand_ecc_ctrl{} */
1615         ecc->read_page  = gpmi_ecc_read_page;
1616         ecc->write_page = gpmi_ecc_write_page;
1617         ecc->read_oob   = gpmi_ecc_read_oob;
1618         ecc->write_oob  = gpmi_ecc_write_oob;
1619         ecc->mode       = NAND_ECC_HW;
1620         ecc->size       = bch_geo->ecc_chunk_size;
1621         ecc->strength   = bch_geo->ecc_strength;
1622         ecc->layout     = &gpmi_hw_ecclayout;
1623
1624         /*
1625          * Can we enable the extra features? such as EDO or Sync mode.
1626          *
1627          * We do not check the return value now. That's means if we fail in
1628          * enable the extra features, we still can run in the normal way.
1629          */
1630         gpmi_extra_init(this);
1631
1632         return 0;
1633 }
1634
1635 static int gpmi_nfc_init(struct gpmi_nand_data *this)
1636 {
1637         struct mtd_info  *mtd = &this->mtd;
1638         struct nand_chip *chip = &this->nand;
1639         struct mtd_part_parser_data ppdata = {};
1640         int ret;
1641
1642         /* init current chip */
1643         this->current_chip      = -1;
1644
1645         /* init the MTD data structures */
1646         mtd->priv               = chip;
1647         mtd->name               = "gpmi-nand";
1648         mtd->owner              = THIS_MODULE;
1649
1650         /* init the nand_chip{}, we don't support a 16-bit NAND Flash bus. */
1651         chip->priv              = this;
1652         chip->select_chip       = gpmi_select_chip;
1653         chip->cmd_ctrl          = gpmi_cmd_ctrl;
1654         chip->dev_ready         = gpmi_dev_ready;
1655         chip->read_byte         = gpmi_read_byte;
1656         chip->read_buf          = gpmi_read_buf;
1657         chip->write_buf         = gpmi_write_buf;
1658         chip->badblock_pattern  = &gpmi_bbt_descr;
1659         chip->block_markbad     = gpmi_block_markbad;
1660         chip->options           |= NAND_NO_SUBPAGE_WRITE;
1661         if (of_get_nand_on_flash_bbt(this->dev->of_node))
1662                 chip->bbt_options |= NAND_BBT_USE_FLASH | NAND_BBT_NO_OOB;
1663
1664         /*
1665          * Allocate a temporary DMA buffer for reading ID in the
1666          * nand_scan_ident().
1667          */
1668         this->bch_geometry.payload_size = 1024;
1669         this->bch_geometry.auxiliary_size = 128;
1670         ret = gpmi_alloc_dma_buffer(this);
1671         if (ret)
1672                 goto err_out;
1673
1674         ret = nand_scan_ident(mtd, GPMI_IS_MX6Q(this) ? 2 : 1, NULL);
1675         if (ret)
1676                 goto err_out;
1677
1678         ret = gpmi_init_last(this);
1679         if (ret)
1680                 goto err_out;
1681
1682         chip->options |= NAND_SKIP_BBTSCAN;
1683         ret = nand_scan_tail(mtd);
1684         if (ret)
1685                 goto err_out;
1686
1687         ret = nand_boot_init(this);
1688         if (ret)
1689                 goto err_out;
1690         chip->scan_bbt(mtd);
1691
1692         ppdata.of_node = this->pdev->dev.of_node;
1693         ret = mtd_device_parse_register(mtd, NULL, &ppdata, NULL, 0);
1694         if (ret)
1695                 goto err_out;
1696         return 0;
1697
1698 err_out:
1699         gpmi_nfc_exit(this);
1700         return ret;
1701 }
1702
1703 static const struct platform_device_id gpmi_ids[] = {
1704         { .name = "imx23-gpmi-nand", .driver_data = IS_MX23, },
1705         { .name = "imx28-gpmi-nand", .driver_data = IS_MX28, },
1706         { .name = "imx6q-gpmi-nand", .driver_data = IS_MX6Q, },
1707         {}
1708 };
1709
1710 static const struct of_device_id gpmi_nand_id_table[] = {
1711         {
1712                 .compatible = "fsl,imx23-gpmi-nand",
1713                 .data = (void *)&gpmi_ids[IS_MX23],
1714         }, {
1715                 .compatible = "fsl,imx28-gpmi-nand",
1716                 .data = (void *)&gpmi_ids[IS_MX28],
1717         }, {
1718                 .compatible = "fsl,imx6q-gpmi-nand",
1719                 .data = (void *)&gpmi_ids[IS_MX6Q],
1720         }, {}
1721 };
1722 MODULE_DEVICE_TABLE(of, gpmi_nand_id_table);
1723
1724 static int gpmi_nand_probe(struct platform_device *pdev)
1725 {
1726         struct gpmi_nand_data *this;
1727         const struct of_device_id *of_id;
1728         int ret;
1729
1730         of_id = of_match_device(gpmi_nand_id_table, &pdev->dev);
1731         if (of_id) {
1732                 pdev->id_entry = of_id->data;
1733         } else {
1734                 pr_err("Failed to find the right device id.\n");
1735                 return -ENODEV;
1736         }
1737
1738         this = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*this), GFP_KERNEL);
1739         if (!this) {
1740                 pr_err("Failed to allocate per-device memory\n");
1741                 return -ENOMEM;
1742         }
1743
1744         platform_set_drvdata(pdev, this);
1745         this->pdev  = pdev;
1746         this->dev   = &pdev->dev;
1747
1748         ret = acquire_resources(this);
1749         if (ret)
1750                 goto exit_acquire_resources;
1751
1752         ret = init_hardware(this);
1753         if (ret)
1754                 goto exit_nfc_init;
1755
1756         ret = gpmi_nfc_init(this);
1757         if (ret)
1758                 goto exit_nfc_init;
1759
1760         dev_info(this->dev, "driver registered.\n");
1761
1762         return 0;
1763
1764 exit_nfc_init:
1765         release_resources(this);
1766 exit_acquire_resources:
1767         dev_err(this->dev, "driver registration failed: %d\n", ret);
1768
1769         return ret;
1770 }
1771
1772 static int gpmi_nand_remove(struct platform_device *pdev)
1773 {
1774         struct gpmi_nand_data *this = platform_get_drvdata(pdev);
1775
1776         gpmi_nfc_exit(this);
1777         release_resources(this);
1778         return 0;
1779 }
1780
1781 static struct platform_driver gpmi_nand_driver = {
1782         .driver = {
1783                 .name = "gpmi-nand",
1784                 .of_match_table = gpmi_nand_id_table,
1785         },
1786         .probe   = gpmi_nand_probe,
1787         .remove  = gpmi_nand_remove,
1788         .id_table = gpmi_ids,
1789 };
1790 module_platform_driver(gpmi_nand_driver);
1791
1792 MODULE_AUTHOR("Freescale Semiconductor, Inc.");
1793 MODULE_DESCRIPTION("i.MX GPMI NAND Flash Controller Driver");
1794 MODULE_LICENSE("GPL");