Merge branch 'merge' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/paulus/powerpc
[linux-2.6] / drivers / mtd / nand / au1550nd.c
1 /*
2  *  drivers/mtd/nand/au1550nd.c
3  *
4  *  Copyright (C) 2004 Embedded Edge, LLC
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
8  * published by the Free Software Foundation.
9  *
10  */
11
12 #include <linux/slab.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/mtd/mtd.h>
17 #include <linux/mtd/nand.h>
18 #include <linux/mtd/partitions.h>
19 #include <asm/io.h>
20
21 #include <asm/mach-au1x00/au1xxx.h>
22
23 /*
24  * MTD structure for NAND controller
25  */
26 static struct mtd_info *au1550_mtd = NULL;
27 static void __iomem *p_nand;
28 static int nand_width = 1;      /* default x8 */
29 static void (*au1550_write_byte)(struct mtd_info *, u_char);
30
31 /*
32  * Define partitions for flash device
33  */
34 static const struct mtd_partition partition_info[] = {
35         {
36          .name = "NAND FS 0",
37          .offset = 0,
38          .size = 8 * 1024 * 1024},
39         {
40          .name = "NAND FS 1",
41          .offset = MTDPART_OFS_APPEND,
42          .size = MTDPART_SIZ_FULL}
43 };
44
45 /**
46  * au_read_byte -  read one byte from the chip
47  * @mtd:        MTD device structure
48  *
49  *  read function for 8bit buswith
50  */
51 static u_char au_read_byte(struct mtd_info *mtd)
52 {
53         struct nand_chip *this = mtd->priv;
54         u_char ret = readb(this->IO_ADDR_R);
55         au_sync();
56         return ret;
57 }
58
59 /**
60  * au_write_byte -  write one byte to the chip
61  * @mtd:        MTD device structure
62  * @byte:       pointer to data byte to write
63  *
64  *  write function for 8it buswith
65  */
66 static void au_write_byte(struct mtd_info *mtd, u_char byte)
67 {
68         struct nand_chip *this = mtd->priv;
69         writeb(byte, this->IO_ADDR_W);
70         au_sync();
71 }
72
73 /**
74  * au_read_byte16 -  read one byte endianess aware from the chip
75  * @mtd:        MTD device structure
76  *
77  *  read function for 16bit buswith with
78  * endianess conversion
79  */
80 static u_char au_read_byte16(struct mtd_info *mtd)
81 {
82         struct nand_chip *this = mtd->priv;
83         u_char ret = (u_char) cpu_to_le16(readw(this->IO_ADDR_R));
84         au_sync();
85         return ret;
86 }
87
88 /**
89  * au_write_byte16 -  write one byte endianess aware to the chip
90  * @mtd:        MTD device structure
91  * @byte:       pointer to data byte to write
92  *
93  *  write function for 16bit buswith with
94  * endianess conversion
95  */
96 static void au_write_byte16(struct mtd_info *mtd, u_char byte)
97 {
98         struct nand_chip *this = mtd->priv;
99         writew(le16_to_cpu((u16) byte), this->IO_ADDR_W);
100         au_sync();
101 }
102
103 /**
104  * au_read_word -  read one word from the chip
105  * @mtd:        MTD device structure
106  *
107  *  read function for 16bit buswith without
108  * endianess conversion
109  */
110 static u16 au_read_word(struct mtd_info *mtd)
111 {
112         struct nand_chip *this = mtd->priv;
113         u16 ret = readw(this->IO_ADDR_R);
114         au_sync();
115         return ret;
116 }
117
118 /**
119  * au_write_buf -  write buffer to chip
120  * @mtd:        MTD device structure
121  * @buf:        data buffer
122  * @len:        number of bytes to write
123  *
124  *  write function for 8bit buswith
125  */
126 static void au_write_buf(struct mtd_info *mtd, const u_char *buf, int len)
127 {
128         int i;
129         struct nand_chip *this = mtd->priv;
130
131         for (i = 0; i < len; i++) {
132                 writeb(buf[i], this->IO_ADDR_W);
133                 au_sync();
134         }
135 }
136
137 /**
138  * au_read_buf -  read chip data into buffer
139  * @mtd:        MTD device structure
140  * @buf:        buffer to store date
141  * @len:        number of bytes to read
142  *
143  *  read function for 8bit buswith
144  */
145 static void au_read_buf(struct mtd_info *mtd, u_char *buf, int len)
146 {
147         int i;
148         struct nand_chip *this = mtd->priv;
149
150         for (i = 0; i < len; i++) {
151                 buf[i] = readb(this->IO_ADDR_R);
152                 au_sync();
153         }
154 }
155
156 /**
157  * au_verify_buf -  Verify chip data against buffer
158  * @mtd:        MTD device structure
159  * @buf:        buffer containing the data to compare
160  * @len:        number of bytes to compare
161  *
162  *  verify function for 8bit buswith
163  */
164 static int au_verify_buf(struct mtd_info *mtd, const u_char *buf, int len)
165 {
166         int i;
167         struct nand_chip *this = mtd->priv;
168
169         for (i = 0; i < len; i++) {
170                 if (buf[i] != readb(this->IO_ADDR_R))
171                         return -EFAULT;
172                 au_sync();
173         }
174
175         return 0;
176 }
177
178 /**
179  * au_write_buf16 -  write buffer to chip
180  * @mtd:        MTD device structure
181  * @buf:        data buffer
182  * @len:        number of bytes to write
183  *
184  *  write function for 16bit buswith
185  */
186 static void au_write_buf16(struct mtd_info *mtd, const u_char *buf, int len)
187 {
188         int i;
189         struct nand_chip *this = mtd->priv;
190         u16 *p = (u16 *) buf;
191         len >>= 1;
192
193         for (i = 0; i < len; i++) {
194                 writew(p[i], this->IO_ADDR_W);
195                 au_sync();
196         }
197
198 }
199
200 /**
201  * au_read_buf16 -  read chip data into buffer
202  * @mtd:        MTD device structure
203  * @buf:        buffer to store date
204  * @len:        number of bytes to read
205  *
206  *  read function for 16bit buswith
207  */
208 static void au_read_buf16(struct mtd_info *mtd, u_char *buf, int len)
209 {
210         int i;
211         struct nand_chip *this = mtd->priv;
212         u16 *p = (u16 *) buf;
213         len >>= 1;
214
215         for (i = 0; i < len; i++) {
216                 p[i] = readw(this->IO_ADDR_R);
217                 au_sync();
218         }
219 }
220
221 /**
222  * au_verify_buf16 -  Verify chip data against buffer
223  * @mtd:        MTD device structure
224  * @buf:        buffer containing the data to compare
225  * @len:        number of bytes to compare
226  *
227  *  verify function for 16bit buswith
228  */
229 static int au_verify_buf16(struct mtd_info *mtd, const u_char *buf, int len)
230 {
231         int i;
232         struct nand_chip *this = mtd->priv;
233         u16 *p = (u16 *) buf;
234         len >>= 1;
235
236         for (i = 0; i < len; i++) {
237                 if (p[i] != readw(this->IO_ADDR_R))
238                         return -EFAULT;
239                 au_sync();
240         }
241         return 0;
242 }
243
244 /* Select the chip by setting nCE to low */
245 #define NAND_CTL_SETNCE         1
246 /* Deselect the chip by setting nCE to high */
247 #define NAND_CTL_CLRNCE         2
248 /* Select the command latch by setting CLE to high */
249 #define NAND_CTL_SETCLE         3
250 /* Deselect the command latch by setting CLE to low */
251 #define NAND_CTL_CLRCLE         4
252 /* Select the address latch by setting ALE to high */
253 #define NAND_CTL_SETALE         5
254 /* Deselect the address latch by setting ALE to low */
255 #define NAND_CTL_CLRALE         6
256
257 static void au1550_hwcontrol(struct mtd_info *mtd, int cmd)
258 {
259         register struct nand_chip *this = mtd->priv;
260
261         switch (cmd) {
262
263         case NAND_CTL_SETCLE:
264                 this->IO_ADDR_W = p_nand + MEM_STNAND_CMD;
265                 break;
266
267         case NAND_CTL_CLRCLE:
268                 this->IO_ADDR_W = p_nand + MEM_STNAND_DATA;
269                 break;
270
271         case NAND_CTL_SETALE:
272                 this->IO_ADDR_W = p_nand + MEM_STNAND_ADDR;
273                 break;
274
275         case NAND_CTL_CLRALE:
276                 this->IO_ADDR_W = p_nand + MEM_STNAND_DATA;
277                 /* FIXME: Nobody knows why this is necessary,
278                  * but it works only that way */
279                 udelay(1);
280                 break;
281
282         case NAND_CTL_SETNCE:
283                 /* assert (force assert) chip enable */
284                 au_writel((1 << (4 + NAND_CS)), MEM_STNDCTL);
285                 break;
286
287         case NAND_CTL_CLRNCE:
288                 /* deassert chip enable */
289                 au_writel(0, MEM_STNDCTL);
290                 break;
291         }
292
293         this->IO_ADDR_R = this->IO_ADDR_W;
294
295         /* Drain the writebuffer */
296         au_sync();
297 }
298
299 int au1550_device_ready(struct mtd_info *mtd)
300 {
301         int ret = (au_readl(MEM_STSTAT) & 0x1) ? 1 : 0;
302         au_sync();
303         return ret;
304 }
305
306 /**
307  * au1550_select_chip - control -CE line
308  *      Forbid driving -CE manually permitting the NAND controller to do this.
309  *      Keeping -CE asserted during the whole sector reads interferes with the
310  *      NOR flash and PCMCIA drivers as it causes contention on the static bus.
311  *      We only have to hold -CE low for the NAND read commands since the flash
312  *      chip needs it to be asserted during chip not ready time but the NAND
313  *      controller keeps it released.
314  *
315  * @mtd:        MTD device structure
316  * @chip:       chipnumber to select, -1 for deselect
317  */
318 static void au1550_select_chip(struct mtd_info *mtd, int chip)
319 {
320 }
321
322 /**
323  * au1550_command - Send command to NAND device
324  * @mtd:        MTD device structure
325  * @command:    the command to be sent
326  * @column:     the column address for this command, -1 if none
327  * @page_addr:  the page address for this command, -1 if none
328  */
329 static void au1550_command(struct mtd_info *mtd, unsigned command, int column, int page_addr)
330 {
331         register struct nand_chip *this = mtd->priv;
332         int ce_override = 0, i;
333         ulong flags;
334
335         /* Begin command latch cycle */
336         au1550_hwcontrol(mtd, NAND_CTL_SETCLE);
337         /*
338          * Write out the command to the device.
339          */
340         if (command == NAND_CMD_SEQIN) {
341                 int readcmd;
342
343                 if (column >= mtd->writesize) {
344                         /* OOB area */
345                         column -= mtd->writesize;
346                         readcmd = NAND_CMD_READOOB;
347                 } else if (column < 256) {
348                         /* First 256 bytes --> READ0 */
349                         readcmd = NAND_CMD_READ0;
350                 } else {
351                         column -= 256;
352                         readcmd = NAND_CMD_READ1;
353                 }
354                 au1550_write_byte(mtd, readcmd);
355         }
356         au1550_write_byte(mtd, command);
357
358         /* Set ALE and clear CLE to start address cycle */
359         au1550_hwcontrol(mtd, NAND_CTL_CLRCLE);
360
361         if (column != -1 || page_addr != -1) {
362                 au1550_hwcontrol(mtd, NAND_CTL_SETALE);
363
364                 /* Serially input address */
365                 if (column != -1) {
366                         /* Adjust columns for 16 bit buswidth */
367                         if (this->options & NAND_BUSWIDTH_16)
368                                 column >>= 1;
369                         au1550_write_byte(mtd, column);
370                 }
371                 if (page_addr != -1) {
372                         au1550_write_byte(mtd, (u8)(page_addr & 0xff));
373
374                         if (command == NAND_CMD_READ0 ||
375                             command == NAND_CMD_READ1 ||
376                             command == NAND_CMD_READOOB) {
377                                 /*
378                                  * NAND controller will release -CE after
379                                  * the last address byte is written, so we'll
380                                  * have to forcibly assert it. No interrupts
381                                  * are allowed while we do this as we don't
382                                  * want the NOR flash or PCMCIA drivers to
383                                  * steal our precious bytes of data...
384                                  */
385                                 ce_override = 1;
386                                 local_irq_save(flags);
387                                 au1550_hwcontrol(mtd, NAND_CTL_SETNCE);
388                         }
389
390                         au1550_write_byte(mtd, (u8)(page_addr >> 8));
391
392                         /* One more address cycle for devices > 32MiB */
393                         if (this->chipsize > (32 << 20))
394                                 au1550_write_byte(mtd, (u8)((page_addr >> 16) & 0x0f));
395                 }
396                 /* Latch in address */
397                 au1550_hwcontrol(mtd, NAND_CTL_CLRALE);
398         }
399
400         /*
401          * Program and erase have their own busy handlers.
402          * Status and sequential in need no delay.
403          */
404         switch (command) {
405
406         case NAND_CMD_PAGEPROG:
407         case NAND_CMD_ERASE1:
408         case NAND_CMD_ERASE2:
409         case NAND_CMD_SEQIN:
410         case NAND_CMD_STATUS:
411                 return;
412
413         case NAND_CMD_RESET:
414                 break;
415
416         case NAND_CMD_READ0:
417         case NAND_CMD_READ1:
418         case NAND_CMD_READOOB:
419                 /* Check if we're really driving -CE low (just in case) */
420                 if (unlikely(!ce_override))
421                         break;
422
423                 /* Apply a short delay always to ensure that we do wait tWB. */
424                 ndelay(100);
425                 /* Wait for a chip to become ready... */
426                 for (i = this->chip_delay; !this->dev_ready(mtd) && i > 0; --i)
427                         udelay(1);
428
429                 /* Release -CE and re-enable interrupts. */
430                 au1550_hwcontrol(mtd, NAND_CTL_CLRNCE);
431                 local_irq_restore(flags);
432                 return;
433         }
434         /* Apply this short delay always to ensure that we do wait tWB. */
435         ndelay(100);
436
437         while(!this->dev_ready(mtd));
438 }
439
440
441 /*
442  * Main initialization routine
443  */
444 static int __init au1xxx_nand_init(void)
445 {
446         struct nand_chip *this;
447         u16 boot_swapboot = 0;  /* default value */
448         int retval;
449         u32 mem_staddr;
450         u32 nand_phys;
451
452         /* Allocate memory for MTD device structure and private data */
453         au1550_mtd = kmalloc(sizeof(struct mtd_info) + sizeof(struct nand_chip), GFP_KERNEL);
454         if (!au1550_mtd) {
455                 printk("Unable to allocate NAND MTD dev structure.\n");
456                 return -ENOMEM;
457         }
458
459         /* Get pointer to private data */
460         this = (struct nand_chip *)(&au1550_mtd[1]);
461
462         /* Initialize structures */
463         memset(au1550_mtd, 0, sizeof(struct mtd_info));
464         memset(this, 0, sizeof(struct nand_chip));
465
466         /* Link the private data with the MTD structure */
467         au1550_mtd->priv = this;
468         au1550_mtd->owner = THIS_MODULE;
469
470
471         /* MEM_STNDCTL: disable ints, disable nand boot */
472         au_writel(0, MEM_STNDCTL);
473
474 #ifdef CONFIG_MIPS_PB1550
475         /* set gpio206 high */
476         au_writel(au_readl(GPIO2_DIR) & ~(1 << 6), GPIO2_DIR);
477
478         boot_swapboot = (au_readl(MEM_STSTAT) & (0x7 << 1)) | ((bcsr->status >> 6) & 0x1);
479         switch (boot_swapboot) {
480         case 0:
481         case 2:
482         case 8:
483         case 0xC:
484         case 0xD:
485                 /* x16 NAND Flash */
486                 nand_width = 0;
487                 break;
488         case 1:
489         case 9:
490         case 3:
491         case 0xE:
492         case 0xF:
493                 /* x8 NAND Flash */
494                 nand_width = 1;
495                 break;
496         default:
497                 printk("Pb1550 NAND: bad boot:swap\n");
498                 retval = -EINVAL;
499                 goto outmem;
500         }
501 #endif
502
503         /* Configure chip-select; normally done by boot code, e.g. YAMON */
504 #ifdef NAND_STCFG
505         if (NAND_CS == 0) {
506                 au_writel(NAND_STCFG,  MEM_STCFG0);
507                 au_writel(NAND_STTIME, MEM_STTIME0);
508                 au_writel(NAND_STADDR, MEM_STADDR0);
509         }
510         if (NAND_CS == 1) {
511                 au_writel(NAND_STCFG,  MEM_STCFG1);
512                 au_writel(NAND_STTIME, MEM_STTIME1);
513                 au_writel(NAND_STADDR, MEM_STADDR1);
514         }
515         if (NAND_CS == 2) {
516                 au_writel(NAND_STCFG,  MEM_STCFG2);
517                 au_writel(NAND_STTIME, MEM_STTIME2);
518                 au_writel(NAND_STADDR, MEM_STADDR2);
519         }
520         if (NAND_CS == 3) {
521                 au_writel(NAND_STCFG,  MEM_STCFG3);
522                 au_writel(NAND_STTIME, MEM_STTIME3);
523                 au_writel(NAND_STADDR, MEM_STADDR3);
524         }
525 #endif
526
527         /* Locate NAND chip-select in order to determine NAND phys address */
528         mem_staddr = 0x00000000;
529         if (((au_readl(MEM_STCFG0) & 0x7) == 0x5) && (NAND_CS == 0))
530                 mem_staddr = au_readl(MEM_STADDR0);
531         else if (((au_readl(MEM_STCFG1) & 0x7) == 0x5) && (NAND_CS == 1))
532                 mem_staddr = au_readl(MEM_STADDR1);
533         else if (((au_readl(MEM_STCFG2) & 0x7) == 0x5) && (NAND_CS == 2))
534                 mem_staddr = au_readl(MEM_STADDR2);
535         else if (((au_readl(MEM_STCFG3) & 0x7) == 0x5) && (NAND_CS == 3))
536                 mem_staddr = au_readl(MEM_STADDR3);
537
538         if (mem_staddr == 0x00000000) {
539                 printk("Au1xxx NAND: ERROR WITH NAND CHIP-SELECT\n");
540                 kfree(au1550_mtd);
541                 return 1;
542         }
543         nand_phys = (mem_staddr << 4) & 0xFFFC0000;
544
545         p_nand = (void __iomem *)ioremap(nand_phys, 0x1000);
546
547         /* make controller and MTD agree */
548         if (NAND_CS == 0)
549                 nand_width = au_readl(MEM_STCFG0) & (1 << 22);
550         if (NAND_CS == 1)
551                 nand_width = au_readl(MEM_STCFG1) & (1 << 22);
552         if (NAND_CS == 2)
553                 nand_width = au_readl(MEM_STCFG2) & (1 << 22);
554         if (NAND_CS == 3)
555                 nand_width = au_readl(MEM_STCFG3) & (1 << 22);
556
557         /* Set address of hardware control function */
558         this->dev_ready = au1550_device_ready;
559         this->select_chip = au1550_select_chip;
560         this->cmdfunc = au1550_command;
561
562         /* 30 us command delay time */
563         this->chip_delay = 30;
564         this->ecc.mode = NAND_ECC_SOFT;
565
566         this->options = NAND_NO_AUTOINCR;
567
568         if (!nand_width)
569                 this->options |= NAND_BUSWIDTH_16;
570
571         this->read_byte = (!nand_width) ? au_read_byte16 : au_read_byte;
572         au1550_write_byte = (!nand_width) ? au_write_byte16 : au_write_byte;
573         this->read_word = au_read_word;
574         this->write_buf = (!nand_width) ? au_write_buf16 : au_write_buf;
575         this->read_buf = (!nand_width) ? au_read_buf16 : au_read_buf;
576         this->verify_buf = (!nand_width) ? au_verify_buf16 : au_verify_buf;
577
578         /* Scan to find existence of the device */
579         if (nand_scan(au1550_mtd, 1)) {
580                 retval = -ENXIO;
581                 goto outio;
582         }
583
584         /* Register the partitions */
585         add_mtd_partitions(au1550_mtd, partition_info, ARRAY_SIZE(partition_info));
586
587         return 0;
588
589  outio:
590         iounmap((void *)p_nand);
591
592  outmem:
593         kfree(au1550_mtd);
594         return retval;
595 }
596
597 module_init(au1xxx_nand_init);
598
599 /*
600  * Clean up routine
601  */
602 static void __exit au1550_cleanup(void)
603 {
604         /* Release resources, unregister device */
605         nand_release(au1550_mtd);
606
607         /* Free the MTD device structure */
608         kfree(au1550_mtd);
609
610         /* Unmap */
611         iounmap((void *)p_nand);
612 }
613
614 module_exit(au1550_cleanup);
615
616 MODULE_LICENSE("GPL");
617 MODULE_AUTHOR("Embedded Edge, LLC");
618 MODULE_DESCRIPTION("Board-specific glue layer for NAND flash on Pb1550 board");