87b83cc5dd5fd39481f3bdc4c44dc5b60dbe13b8
[librecmc/librecmc.git] /
1 From 61cba34bd6c1bddfc38f94cc3f80bdfefcc3393b Mon Sep 17 00:00:00 2001
2 From: Ricardo Ribalda <ricardo.ribalda@gmail.com>
3 Date: Fri, 2 Dec 2016 12:31:44 +0100
4 Subject: [PATCH] mtd: spi-nor: Add support for S3AN spi-nor devices
5
6 Xilinx Spartan-3AN FPGAs contain an In-System Flash where they keep
7 their configuration data and (optionally) some user data.
8
9 The protocol of this flash follows most of the spi-nor standard. With
10 the following differences:
11
12 - Page size might not be a power of two.
13 - The address calculation (default addressing mode).
14 - The spi nor commands used.
15
16 Protocol is described on Xilinx User Guide UG333
17
18 Signed-off-by: Ricardo Ribalda Delgado <ricardo.ribalda@gmail.com>
19 Cc: Boris Brezillon <boris.brezillon@free-electrons.com>
20 Cc: Brian Norris <computersforpeace@gmail.com>
21 Cc: Marek Vasut <marek.vasut@gmail.com>
22 Reviewed-by: Marek Vasut <marek.vasut@gmail.com>
23 Signed-off-by: Cyrille Pitchen <cyrille.pitchen@atmel.com>
24 ---
25  drivers/mtd/spi-nor/spi-nor.c | 154 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++--
26  include/linux/mtd/spi-nor.h   |  12 ++++
27  2 files changed, 161 insertions(+), 5 deletions(-)
28
29 --- a/drivers/mtd/spi-nor/spi-nor.c
30 +++ b/drivers/mtd/spi-nor/spi-nor.c
31 @@ -75,6 +75,12 @@ struct flash_info {
32                                          * bit. Must be used with
33                                          * SPI_NOR_HAS_LOCK.
34                                          */
35 +#define        SPI_S3AN                BIT(10) /*
36 +                                        * Xilinx Spartan 3AN In-System Flash
37 +                                        * (MFR cannot be used for probing
38 +                                        * because it has the same value as
39 +                                        * ATMEL flashes)
40 +                                       */
41  };
42  
43  #define JEDEC_MFR(info)        ((info)->id[0])
44 @@ -217,6 +223,21 @@ static inline int set_4byte(struct spi_n
45                 return nor->write_reg(nor, SPINOR_OP_BRWR, nor->cmd_buf, 1);
46         }
47  }
48 +
49 +static int s3an_sr_ready(struct spi_nor *nor)
50 +{
51 +       int ret;
52 +       u8 val;
53 +
54 +       ret = nor->read_reg(nor, SPINOR_OP_XRDSR, &val, 1);
55 +       if (ret < 0) {
56 +               dev_err(nor->dev, "error %d reading XRDSR\n", (int) ret);
57 +               return ret;
58 +       }
59 +
60 +       return !!(val & XSR_RDY);
61 +}
62 +
63  static inline int spi_nor_sr_ready(struct spi_nor *nor)
64  {
65         int sr = read_sr(nor);
66 @@ -238,7 +259,11 @@ static inline int spi_nor_fsr_ready(stru
67  static int spi_nor_ready(struct spi_nor *nor)
68  {
69         int sr, fsr;
70 -       sr = spi_nor_sr_ready(nor);
71 +
72 +       if (nor->flags & SNOR_F_READY_XSR_RDY)
73 +               sr = s3an_sr_ready(nor);
74 +       else
75 +               sr = spi_nor_sr_ready(nor);
76         if (sr < 0)
77                 return sr;
78         fsr = nor->flags & SNOR_F_USE_FSR ? spi_nor_fsr_ready(nor) : 1;
79 @@ -320,6 +345,24 @@ static void spi_nor_unlock_and_unprep(st
80  }
81  
82  /*
83 + * This code converts an address to the Default Address Mode, that has non
84 + * power of two page sizes. We must support this mode because it is the default
85 + * mode supported by Xilinx tools, it can access the whole flash area and
86 + * changing over to the Power-of-two mode is irreversible and corrupts the
87 + * original data.
88 + * Addr can safely be unsigned int, the biggest S3AN device is smaller than
89 + * 4 MiB.
90 + */
91 +static loff_t spi_nor_s3an_addr_convert(struct spi_nor *nor, unsigned int addr)
92 +{
93 +       unsigned int offset = addr;
94 +
95 +       offset %= nor->page_size;
96 +
97 +       return ((addr - offset) << 1) | offset;
98 +}
99 +
100 +/*
101   * Initiate the erasure of a single sector
102   */
103  static int spi_nor_erase_sector(struct spi_nor *nor, u32 addr)
104 @@ -327,6 +370,9 @@ static int spi_nor_erase_sector(struct s
105         u8 buf[SPI_NOR_MAX_ADDR_WIDTH];
106         int i;
107  
108 +       if (nor->flags & SNOR_F_S3AN_ADDR_DEFAULT)
109 +               addr = spi_nor_s3an_addr_convert(nor, addr);
110 +
111         if (nor->erase)
112                 return nor->erase(nor, addr);
113  
114 @@ -368,7 +414,7 @@ static int spi_nor_erase(struct mtd_info
115                 return ret;
116  
117         /* whole-chip erase? */
118 -       if (len == mtd->size) {
119 +       if (len == mtd->size && !(nor->flags & SNOR_F_NO_OP_CHIP_ERASE)) {
120                 unsigned long timeout;
121  
122                 write_enable(nor);
123 @@ -782,6 +828,19 @@ static int spi_nor_is_locked(struct mtd_
124                 .addr_width = (_addr_width),                            \
125                 .flags = (_flags),
126  
127 +#define S3AN_INFO(_jedec_id, _n_sectors, _page_size)                   \
128 +               .id = {                                                 \
129 +                       ((_jedec_id) >> 16) & 0xff,                     \
130 +                       ((_jedec_id) >> 8) & 0xff,                      \
131 +                       (_jedec_id) & 0xff                              \
132 +                       },                                              \
133 +               .id_len = 3,                                            \
134 +               .sector_size = (8*_page_size),                          \
135 +               .n_sectors = (_n_sectors),                              \
136 +               .page_size = _page_size,                                \
137 +               .addr_width = 3,                                        \
138 +               .flags = SPI_NOR_NO_FR | SPI_S3AN,
139 +
140  /* NOTE: double check command sets and memory organization when you add
141   * more nor chips.  This current list focusses on newer chips, which
142   * have been converging on command sets which including JEDEC ID.
143 @@ -1014,6 +1073,13 @@ static const struct flash_info spi_nor_i
144         { "cat25c09", CAT25_INFO( 128, 8, 32, 2, SPI_NOR_NO_ERASE | SPI_NOR_NO_FR) },
145         { "cat25c17", CAT25_INFO( 256, 8, 32, 2, SPI_NOR_NO_ERASE | SPI_NOR_NO_FR) },
146         { "cat25128", CAT25_INFO(2048, 8, 64, 2, SPI_NOR_NO_ERASE | SPI_NOR_NO_FR) },
147 +
148 +       /* Xilinx S3AN Internal Flash */
149 +       { "3S50AN", S3AN_INFO(0x1f2200, 64, 264) },
150 +       { "3S200AN", S3AN_INFO(0x1f2400, 256, 264) },
151 +       { "3S400AN", S3AN_INFO(0x1f2400, 256, 264) },
152 +       { "3S700AN", S3AN_INFO(0x1f2500, 512, 264) },
153 +       { "3S1400AN", S3AN_INFO(0x1f2600, 512, 528) },
154         { },
155  };
156  
157 @@ -1054,7 +1120,12 @@ static int spi_nor_read(struct mtd_info
158                 return ret;
159  
160         while (len) {
161 -               ret = nor->read(nor, from, len, buf);
162 +               loff_t addr = from;
163 +
164 +               if (nor->flags & SNOR_F_S3AN_ADDR_DEFAULT)
165 +                       addr = spi_nor_s3an_addr_convert(nor, addr);
166 +
167 +               ret = nor->read(nor, addr, len, buf);
168                 if (ret == 0) {
169                         /* We shouldn't see 0-length reads */
170                         ret = -EIO;
171 @@ -1175,8 +1246,23 @@ static int spi_nor_write(struct mtd_info
172  
173         for (i = 0; i < len; ) {
174                 ssize_t written;
175 +               loff_t addr = to + i;
176  
177 -               page_offset = (to + i) & (nor->page_size - 1);
178 +               /*
179 +                * If page_size is a power of two, the offset can be quickly
180 +                * calculated with an AND operation. On the other cases we
181 +                * need to do a modulus operation (more expensive).
182 +                * Power of two numbers have only one bit set and we can use
183 +                * the instruction hweight32 to detect if we need to do a
184 +                * modulus (do_div()) or not.
185 +                */
186 +               if (hweight32(nor->page_size) == 1) {
187 +                       page_offset = addr & (nor->page_size - 1);
188 +               } else {
189 +                       uint64_t aux = addr;
190 +
191 +                       page_offset = do_div(aux, nor->page_size);
192 +               }
193                 WARN_ONCE(page_offset,
194                           "Writing at offset %zu into a NOR page. Writing partial pages may decrease reliability and increase wear of NOR flash.",
195                           page_offset);
196 @@ -1184,8 +1270,11 @@ static int spi_nor_write(struct mtd_info
197                 page_remain = min_t(size_t,
198                                     nor->page_size - page_offset, len - i);
199  
200 +               if (nor->flags & SNOR_F_S3AN_ADDR_DEFAULT)
201 +                       addr = spi_nor_s3an_addr_convert(nor, addr);
202 +
203                 write_enable(nor);
204 -               ret = nor->write(nor, to + i, page_remain, buf + i);
205 +               ret = nor->write(nor, addr, page_remain, buf + i);
206                 if (ret < 0)
207                         goto write_err;
208                 written = ret;
209 @@ -1319,6 +1408,47 @@ static int spi_nor_check(struct spi_nor
210         return 0;
211  }
212  
213 +static int s3an_nor_scan(const struct flash_info *info, struct spi_nor *nor)
214 +{
215 +       int ret;
216 +       u8 val;
217 +
218 +       ret = nor->read_reg(nor, SPINOR_OP_XRDSR, &val, 1);
219 +       if (ret < 0) {
220 +               dev_err(nor->dev, "error %d reading XRDSR\n", (int) ret);
221 +               return ret;
222 +       }
223 +
224 +       nor->erase_opcode = SPINOR_OP_XSE;
225 +       nor->program_opcode = SPINOR_OP_XPP;
226 +       nor->read_opcode = SPINOR_OP_READ;
227 +       nor->flags |= SNOR_F_NO_OP_CHIP_ERASE;
228 +
229 +       /*
230 +        * This flashes have a page size of 264 or 528 bytes (known as
231 +        * Default addressing mode). It can be changed to a more standard
232 +        * Power of two mode where the page size is 256/512. This comes
233 +        * with a price: there is 3% less of space, the data is corrupted
234 +        * and the page size cannot be changed back to default addressing
235 +        * mode.
236 +        *
237 +        * The current addressing mode can be read from the XRDSR register
238 +        * and should not be changed, because is a destructive operation.
239 +        */
240 +       if (val & XSR_PAGESIZE) {
241 +               /* Flash in Power of 2 mode */
242 +               nor->page_size = (nor->page_size == 264) ? 256 : 512;
243 +               nor->mtd.writebufsize = nor->page_size;
244 +               nor->mtd.size = 8 * nor->page_size * info->n_sectors;
245 +               nor->mtd.erasesize = 8 * nor->page_size;
246 +       } else {
247 +               /* Flash in Default addressing mode */
248 +               nor->flags |= SNOR_F_S3AN_ADDR_DEFAULT;
249 +       }
250 +
251 +       return 0;
252 +}
253 +
254  int spi_nor_scan(struct spi_nor *nor, const char *name, enum read_mode mode)
255  {
256         const struct flash_info *info = NULL;
257 @@ -1367,6 +1497,14 @@ int spi_nor_scan(struct spi_nor *nor, co
258         mutex_init(&nor->lock);
259  
260         /*
261 +        * Make sure the XSR_RDY flag is set before calling
262 +        * spi_nor_wait_till_ready(). Xilinx S3AN share MFR
263 +        * with Atmel spi-nor
264 +        */
265 +       if (info->flags & SPI_S3AN)
266 +               nor->flags |=  SNOR_F_READY_XSR_RDY;
267 +
268 +       /*
269          * Atmel, SST, Intel/Numonyx, and others serial NOR tend to power up
270          * with the software protection bits set
271          */
272 @@ -1524,6 +1662,12 @@ int spi_nor_scan(struct spi_nor *nor, co
273  
274         nor->read_dummy = spi_nor_read_dummy_cycles(nor);
275  
276 +       if (info->flags & SPI_S3AN) {
277 +               ret = s3an_nor_scan(info, nor);
278 +               if (ret)
279 +                       return ret;
280 +       }
281 +
282         dev_info(dev, "%s (%lld Kbytes)\n", info->name,
283                         (long long)mtd->size >> 10);
284  
285 --- a/include/linux/mtd/spi-nor.h
286 +++ b/include/linux/mtd/spi-nor.h
287 @@ -68,6 +68,15 @@
288  #define SPINOR_OP_WRDI         0x04    /* Write disable */
289  #define SPINOR_OP_AAI_WP       0xad    /* Auto address increment word program */
290  
291 +/* Used for S3AN flashes only */
292 +#define SPINOR_OP_XSE          0x50    /* Sector erase */
293 +#define SPINOR_OP_XPP          0x82    /* Page program */
294 +#define SPINOR_OP_XRDSR                0xd7    /* Read status register */
295 +
296 +#define XSR_PAGESIZE           BIT(0)  /* Page size in Po2 or Linear */
297 +#define XSR_RDY                        BIT(7)  /* Ready */
298 +
299 +
300  /* Used for Macronix and Winbond flashes. */
301  #define SPINOR_OP_EN4B         0xb7    /* Enter 4-byte mode */
302  #define SPINOR_OP_EX4B         0xe9    /* Exit 4-byte mode */
303 @@ -119,6 +128,9 @@ enum spi_nor_ops {
304  enum spi_nor_option_flags {
305         SNOR_F_USE_FSR          = BIT(0),
306         SNOR_F_HAS_SR_TB        = BIT(1),
307 +       SNOR_F_NO_OP_CHIP_ERASE = BIT(2),
308 +       SNOR_F_S3AN_ADDR_DEFAULT = BIT(3),
309 +       SNOR_F_READY_XSR_RDY    = BIT(4),
310  };
311  
312  /**