Quellcode-Bibliothek davinci_nand.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * davinci_nand.c - NAND Flash Driver for DaVinci family chips
 *
 * Copyright © 2006 Texas Instruments.
 *
 * Port to 2.6.23 Copyright © 2008 by:
 *   Sander Huijsen <Shuijsen@optelecom-nkf.com>
 *   Troy Kisky <troy.kisky@boundarydevices.com>
 *   Dirk Behme <Dirk.Behme@gmail.com>
 */

#include <linux/clk.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/iopoll.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/memory/ti-aemif.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/mtd/partitions.h>
#include <linux/mtd/rawnand.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/property.h>
#include <linux/slab.h>

#define NRCSR_OFFSET  0x00
#define NANDFCR_OFFSET  0x60
#define NANDFSR_OFFSET  0x64
#define NANDF1ECC_OFFSET 0x70

/* 4-bit ECC syndrome registers */
#define NAND_4BIT_ECC_LOAD_OFFSET 0xbc
#define NAND_4BIT_ECC1_OFFSET  0xc0
#define NAND_4BIT_ECC2_OFFSET  0xc4
#define NAND_4BIT_ECC3_OFFSET  0xc8
#define NAND_4BIT_ECC4_OFFSET  0xcc
#define NAND_ERR_ADD1_OFFSET  0xd0
#define NAND_ERR_ADD2_OFFSET  0xd4
#define NAND_ERR_ERRVAL1_OFFSET  0xd8
#define NAND_ERR_ERRVAL2_OFFSET  0xdc

/* NOTE:  boards don't need to use these address bits
 * for ALE/CLE unless they support booting from NAND.
 * They're used unless platform data overrides them.
 */
#define MASK_ALE  0x08
#define MASK_CLE  0x10

#define MAX_TSU_PS  3000 /* Input setup time in ps */
#define MAX_TH_PS  1600 /* Input hold time in ps */

struct davinci_nand_pdata {
 uint32_t  mask_ale;
 uint32_t  mask_cle;

 /*
 * 0-indexed chip-select number of the asynchronous
 * interface to which the NAND device has been connected.
 *
 * So, if you have NAND connected to CS3 of DA850, you
 * will pass '1' here. Since the asynchronous interface
 * on DA850 starts from CS2.
 */
 uint32_t  core_chipsel;

 /* for packages using two chipselects */
 uint32_t  mask_chipsel;

 /* board's default static partition info */
 struct mtd_partition *parts;
 unsigned int  nr_parts;

 /* none  == NAND_ECC_ENGINE_TYPE_NONE (strongly *not* advised!!)
 * soft  == NAND_ECC_ENGINE_TYPE_SOFT
 * on-die == NAND_ECC_ENGINE_TYPE_ON_DIE
 * else  == NAND_ECC_ENGINE_TYPE_ON_HOST, according to ecc_bits
 *
 * All DaVinci-family chips support 1-bit hardware ECC.
 * Newer ones also support 4-bit ECC, but are awkward
 * using it with large page chips.
 */
 enum nand_ecc_engine_type engine_type;
 enum nand_ecc_placement ecc_placement;
 u8   ecc_bits;

 /* e.g. NAND_BUSWIDTH_16 */
 unsigned int  options;
 /* e.g. NAND_BBT_USE_FLASH */
 unsigned int  bbt_options;

 /* Main and mirror bbt descriptor overrides */
 struct nand_bbt_descr *bbt_td;
 struct nand_bbt_descr *bbt_md;
};

/*
 * This is a device driver for the NAND flash controller found on the
 * various DaVinci family chips.  It handles up to four SoC chipselects,
 * and some flavors of secondary chipselect (e.g. based on A12) as used
 * with multichip packages.
 *
 * The 1-bit ECC hardware is supported, as well as the newer 4-bit ECC
 * available on chips like the DM355 and OMAP-L137 and needed with the
 * more error-prone MLC NAND chips.
 *
 * This driver assumes EM_WAIT connects all the NAND devices' RDY/nBUSY
 * outputs in a "wire-AND" configuration, with no per-chip signals.
 */
struct davinci_nand_info {
 struct nand_controller controller;
 struct nand_chip chip;

 struct platform_device *pdev;

 bool   is_readmode;

 void __iomem  *base;
 void __iomem  *vaddr;

 void __iomem  *current_cs;

 uint32_t  mask_chipsel;
 uint32_t  mask_ale;
 uint32_t  mask_cle;

 uint32_t  core_chipsel;

 struct clk  *clk;
 struct aemif_device *aemif;
};

static DEFINE_SPINLOCK(davinci_nand_lock);
static bool ecc4_busy;

static inline struct davinci_nand_info *to_davinci_nand(struct mtd_info *mtd)
{
 return container_of(mtd_to_nand(mtd), struct davinci_nand_info, chip);
}

static inline unsigned int davinci_nand_readl(struct davinci_nand_info *info,
  int offset)
{
 return __raw_readl(info->base + offset);
}

static inline void davinci_nand_writel(struct davinci_nand_info *info,
  int offset, unsigned long value)
{
 __raw_writel(value, info->base + offset);
}

/*----------------------------------------------------------------------*/

/*
 * 1-bit hardware ECC ... context maintained for each core chipselect
 */

static inline uint32_t nand_davinci_readecc_1bit(struct mtd_info *mtd)
{
 struct davinci_nand_info *info = to_davinci_nand(mtd);

 return davinci_nand_readl(info, NANDF1ECC_OFFSET
   + 4 * info->core_chipsel);
}

static void nand_davinci_hwctl_1bit(struct nand_chip *chip, int mode)
{
 struct davinci_nand_info *info;
 uint32_t nandcfr;
 unsigned long flags;

 info = to_davinci_nand(nand_to_mtd(chip));

 /* Reset ECC hardware */
 nand_davinci_readecc_1bit(nand_to_mtd(chip));

 spin_lock_irqsave(&davinci_nand_lock, flags);

 /* Restart ECC hardware */
 nandcfr = davinci_nand_readl(info, NANDFCR_OFFSET);
 nandcfr |= BIT(8 + info->core_chipsel);
 davinci_nand_writel(info, NANDFCR_OFFSET, nandcfr);

 spin_unlock_irqrestore(&davinci_nand_lock, flags);
}

/*
 * Read hardware ECC value and pack into three bytes
 */
static int nand_davinci_calculate_1bit(struct nand_chip *chip,
           const u_char *dat, u_char *ecc_code)
{
 unsigned int ecc_val = nand_davinci_readecc_1bit(nand_to_mtd(chip));
 unsigned int ecc24 = (ecc_val & 0x0fff) | ((ecc_val & 0x0fff0000) >> 4);

 /* invert so that erased block ecc is correct */
 ecc24 = ~ecc24;
 ecc_code[0] = (u_char)(ecc24);
 ecc_code[1] = (u_char)(ecc24 >> 8);
 ecc_code[2] = (u_char)(ecc24 >> 16);

 return 0;
}

static int nand_davinci_correct_1bit(struct nand_chip *chip, u_char *dat,
         u_char *read_ecc, u_char *calc_ecc)
{
 uint32_t eccNand = read_ecc[0] | (read_ecc[1] << 8) |
       (read_ecc[2] << 16);
 uint32_t eccCalc = calc_ecc[0] | (calc_ecc[1] << 8) |
       (calc_ecc[2] << 16);
 uint32_t diff = eccCalc ^ eccNand;

 if (diff) {
  if ((((diff >> 12) ^ diff) & 0xfff) == 0xfff) {
   /* Correctable error */
   if ((diff >> (12 + 3)) < chip->ecc.size) {
    dat[diff >> (12 + 3)] ^= BIT((diff >> 12) & 7);
    return 1;
   } else {
    return -EBADMSG;
   }
  } else if (!(diff & (diff - 1))) {
   /* Single bit ECC error in the ECC itself,
 * nothing to fix */
   return 1;
  } else {
   /* Uncorrectable error */
   return -EBADMSG;
  }

 }
 return 0;
}

/*----------------------------------------------------------------------*/

/*
 * 4-bit hardware ECC ... context maintained over entire AEMIF
 *
 * This is a syndrome engine, but we avoid NAND_ECC_PLACEMENT_INTERLEAVED
 * since that forces use of a problematic "infix OOB" layout.
 * Among other things, it trashes manufacturer bad block markers.
 * Also, and specific to this hardware, it ECC-protects the "prepad"
 * in the OOB ... while having ECC protection for parts of OOB would
 * seem useful, the current MTD stack sometimes wants to update the
 * OOB without recomputing ECC.
 */

static void nand_davinci_hwctl_4bit(struct nand_chip *chip, int mode)
{
 struct davinci_nand_info *info = to_davinci_nand(nand_to_mtd(chip));
 unsigned long flags;
 u32 val;

 /* Reset ECC hardware */
 davinci_nand_readl(info, NAND_4BIT_ECC1_OFFSET);

 spin_lock_irqsave(&davinci_nand_lock, flags);

 /* Start 4-bit ECC calculation for read/write */
 val = davinci_nand_readl(info, NANDFCR_OFFSET);
 val &= ~(0x03 << 4);
 val |= (info->core_chipsel << 4) | BIT(12);
 davinci_nand_writel(info, NANDFCR_OFFSET, val);

 info->is_readmode = (mode == NAND_ECC_READ);

 spin_unlock_irqrestore(&davinci_nand_lock, flags);
}

/* Read raw ECC code after writing to NAND. */
static void
nand_davinci_readecc_4bit(struct davinci_nand_info *info, u32 code[4])
{
 const u32 mask = 0x03ff03ff;

 code[0] = davinci_nand_readl(info, NAND_4BIT_ECC1_OFFSET) & mask;
 code[1] = davinci_nand_readl(info, NAND_4BIT_ECC2_OFFSET) & mask;
 code[2] = davinci_nand_readl(info, NAND_4BIT_ECC3_OFFSET) & mask;
 code[3] = davinci_nand_readl(info, NAND_4BIT_ECC4_OFFSET) & mask;
}

/* Terminate read ECC; or return ECC (as bytes) of data written to NAND. */
static int nand_davinci_calculate_4bit(struct nand_chip *chip,
           const u_char *dat, u_char *ecc_code)
{
 struct davinci_nand_info *info = to_davinci_nand(nand_to_mtd(chip));
 u32 raw_ecc[4], *p;
 unsigned i;

 /* After a read, terminate ECC calculation by a dummy read
 * of some 4-bit ECC register.  ECC covers everything that
 * was read; correct() just uses the hardware state, so
 * ecc_code is not needed.
 */
 if (info->is_readmode) {
  davinci_nand_readl(info, NAND_4BIT_ECC1_OFFSET);
  return 0;
 }

 /* Pack eight raw 10-bit ecc values into ten bytes, making
 * two passes which each convert four values (in upper and
 * lower halves of two 32-bit words) into five bytes.  The
 * ROM boot loader uses this same packing scheme.
 */
 nand_davinci_readecc_4bit(info, raw_ecc);
 for (i = 0, p = raw_ecc; i < 2; i++, p += 2) {
  *ecc_code++ =   p[0]        & 0xff;
  *ecc_code++ = ((p[0] >>  8) & 0x03) | ((p[0] >> 14) & 0xfc);
  *ecc_code++ = ((p[0] >> 22) & 0x0f) | ((p[1] <<  4) & 0xf0);
  *ecc_code++ = ((p[1] >>  4) & 0x3f) | ((p[1] >> 10) & 0xc0);
  *ecc_code++ =  (p[1] >> 18) & 0xff;
 }

 return 0;
}

/* Correct up to 4 bits in data we just read, using state left in the
 * hardware plus the ecc_code computed when it was first written.
 */
static int nand_davinci_correct_4bit(struct nand_chip *chip, u_char *data,
         u_char *ecc_code, u_char *null)
{
 int i;
 struct davinci_nand_info *info = to_davinci_nand(nand_to_mtd(chip));
 unsigned short ecc10[8];
 unsigned short *ecc16;
 u32 syndrome[4];
 u32 ecc_state;
 unsigned num_errors, corrected;
 unsigned long timeo;

 /* Unpack ten bytes into eight 10 bit values.  We know we're
 * little-endian, and use type punning for less shifting/masking.
 */
 if (WARN_ON(0x01 & (uintptr_t)ecc_code))
  return -EINVAL;
 ecc16 = (unsigned short *)ecc_code;

 ecc10[0] =  (ecc16[0] >>  0) & 0x3ff;
 ecc10[1] = ((ecc16[0] >> 10) & 0x3f) | ((ecc16[1] << 6) & 0x3c0);
 ecc10[2] =  (ecc16[1] >>  4) & 0x3ff;
 ecc10[3] = ((ecc16[1] >> 14) & 0x3)  | ((ecc16[2] << 2) & 0x3fc);
 ecc10[4] =  (ecc16[2] >>  8)         | ((ecc16[3] << 8) & 0x300);
 ecc10[5] =  (ecc16[3] >>  2) & 0x3ff;
 ecc10[6] = ((ecc16[3] >> 12) & 0xf)  | ((ecc16[4] << 4) & 0x3f0);
 ecc10[7] =  (ecc16[4] >>  6) & 0x3ff;

 /* Tell ECC controller about the expected ECC codes. */
 for (i = 7; i >= 0; i--)
  davinci_nand_writel(info, NAND_4BIT_ECC_LOAD_OFFSET, ecc10[i]);

 /* Allow time for syndrome calculation ... then read it.
 * A syndrome of all zeroes 0 means no detected errors.
 */
 davinci_nand_readl(info, NANDFSR_OFFSET);
 nand_davinci_readecc_4bit(info, syndrome);
 if (!(syndrome[0] | syndrome[1] | syndrome[2] | syndrome[3]))
  return 0;

 /*
 * Clear any previous address calculation by doing a dummy read of an
 * error address register.
 */
 davinci_nand_readl(info, NAND_ERR_ADD1_OFFSET);

 /* Start address calculation, and wait for it to complete.
 * We _could_ start reading more data while this is working,
 * to speed up the overall page read.
 */
 davinci_nand_writel(info, NANDFCR_OFFSET,
   davinci_nand_readl(info, NANDFCR_OFFSET) | BIT(13));

 /*
 * ECC_STATE field reads 0x3 (Error correction complete) immediately
 * after setting the 4BITECC_ADD_CALC_START bit. So if you immediately
 * begin trying to poll for the state, you may fall right out of your
 * loop without any of the correction calculations having taken place.
 * The recommendation from the hardware team is to initially delay as
 * long as ECC_STATE reads less than 4. After that, ECC HW has entered
 * correction state.
 */
 timeo = jiffies + usecs_to_jiffies(100);
 do {
  ecc_state = (davinci_nand_readl(info,
    NANDFSR_OFFSET) >> 8) & 0x0f;
  cpu_relax();
 } while ((ecc_state < 4) && time_before(jiffies, timeo));

 for (;;) {
  u32 fsr = davinci_nand_readl(info, NANDFSR_OFFSET);

  switch ((fsr >> 8) & 0x0f) {
  case 0:  /* no error, should not happen */
   davinci_nand_readl(info, NAND_ERR_ERRVAL1_OFFSET);
   return 0;
  case 1:  /* five or more errors detected */
   davinci_nand_readl(info, NAND_ERR_ERRVAL1_OFFSET);
   return -EBADMSG;
  case 2:  /* error addresses computed */
  case 3:
   num_errors = 1 + ((fsr >> 16) & 0x03);
   goto correct;
  default: /* still working on it */
   cpu_relax();
   continue;
  }
 }

correct:
 /* correct each error */
 for (i = 0, corrected = 0; i < num_errors; i++) {
  int error_address, error_value;

  if (i > 1) {
   error_address = davinci_nand_readl(info,
      NAND_ERR_ADD2_OFFSET);
   error_value = davinci_nand_readl(info,
      NAND_ERR_ERRVAL2_OFFSET);
  } else {
   error_address = davinci_nand_readl(info,
      NAND_ERR_ADD1_OFFSET);
   error_value = davinci_nand_readl(info,
      NAND_ERR_ERRVAL1_OFFSET);
  }

  if (i & 1) {
   error_address >>= 16;
   error_value >>= 16;
  }
  error_address &= 0x3ff;
  error_address = (512 + 7) - error_address;

  if (error_address < 512) {
   data[error_address] ^= error_value;
   corrected++;
  }
 }

 return corrected;
}

/*----------------------------------------------------------------------*/

/* An ECC layout for using 4-bit ECC with small-page flash, storing
 * ten ECC bytes plus the manufacturer's bad block marker byte, and
 * and not overlapping the default BBT markers.
 */
static int hwecc4_ooblayout_small_ecc(struct mtd_info *mtd, int section,
          struct mtd_oob_region *oobregion)
{
 if (section > 2)
  return -ERANGE;

 if (!section) {
  oobregion->offset = 0;
  oobregion->length = 5;
 } else if (section == 1) {
  oobregion->offset = 6;
  oobregion->length = 2;
 } else {
  oobregion->offset = 13;
  oobregion->length = 3;
 }

 return 0;
}

static int hwecc4_ooblayout_small_free(struct mtd_info *mtd, int section,
           struct mtd_oob_region *oobregion)
{
 if (section > 1)
  return -ERANGE;

 if (!section) {
  oobregion->offset = 8;
  oobregion->length = 5;
 } else {
  oobregion->offset = 16;
  oobregion->length = mtd->oobsize - 16;
 }

 return 0;
}

static const struct mtd_ooblayout_ops hwecc4_small_ooblayout_ops = {
 .ecc = hwecc4_ooblayout_small_ecc,
 .free = hwecc4_ooblayout_small_free,
};

static int hwecc4_ooblayout_large_ecc(struct mtd_info *mtd, int section,
           struct mtd_oob_region *oobregion)
{
 struct nand_device *nand = mtd_to_nanddev(mtd);
 unsigned int total_ecc_bytes = nand->ecc.ctx.total;
 int nregions = total_ecc_bytes / 10; /* 10 bytes per chunk */

 if (section >= nregions)
  return -ERANGE;

 oobregion->offset = (section * 16) + 6;
 oobregion->length = 10;

 return 0;
}

static int hwecc4_ooblayout_large_free(struct mtd_info *mtd, int section,
           struct mtd_oob_region *oobregion)
{
 struct nand_device *nand = mtd_to_nanddev(mtd);
 unsigned int total_ecc_bytes = nand->ecc.ctx.total;
 int nregions = total_ecc_bytes / 10; /* 10 bytes per chunk */

 /* First region is used for BBT */
 if (section >= (nregions - 1))
  return -ERANGE;

 oobregion->offset = ((section + 1) * 16);
 oobregion->length = 6;

 return 0;
}

static const struct mtd_ooblayout_ops hwecc4_large_ooblayout_ops = {
 .ecc = hwecc4_ooblayout_large_ecc,
 .free = hwecc4_ooblayout_large_free,
};

#if defined(CONFIG_OF)
static const struct of_device_id davinci_nand_of_match[] = {
 {.compatible = "ti,davinci-nand", },
 {.compatible = "ti,keystone-nand", },
 {},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, davinci_nand_of_match);

static struct davinci_nand_pdata *
nand_davinci_get_pdata(struct platform_device *pdev)
{
 if (!dev_get_platdata(&pdev->dev)) {
  struct davinci_nand_pdata *pdata;
  const char *mode;
  u32 prop;

  pdata =  devm_kzalloc(&pdev->dev,
    sizeof(struct davinci_nand_pdata),
    GFP_KERNEL);
  pdev->dev.platform_data = pdata;
  if (!pdata)
   return ERR_PTR(-ENOMEM);
  if (!device_property_read_u32(&pdev->dev,
           "ti,davinci-chipselect", &prop))
   pdata->core_chipsel = prop;
  else
   return ERR_PTR(-EINVAL);

  if (!device_property_read_u32(&pdev->dev,
           "ti,davinci-mask-ale", &prop))
   pdata->mask_ale = prop;
  if (!device_property_read_u32(&pdev->dev,
           "ti,davinci-mask-cle", &prop))
   pdata->mask_cle = prop;
  if (!device_property_read_u32(&pdev->dev,
           "ti,davinci-mask-chipsel", &prop))
   pdata->mask_chipsel = prop;
  if (!device_property_read_string(&pdev->dev,
       "ti,davinci-ecc-mode",
       &mode)) {
   if (!strncmp("none", mode, 4))
    pdata->engine_type = NAND_ECC_ENGINE_TYPE_NONE;
   if (!strncmp("soft", mode, 4))
    pdata->engine_type = NAND_ECC_ENGINE_TYPE_SOFT;
   if (!strncmp("hw", mode, 2))
    pdata->engine_type = NAND_ECC_ENGINE_TYPE_ON_HOST;
   if (!strncmp("on-die", mode, 6))
    pdata->engine_type = NAND_ECC_ENGINE_TYPE_ON_DIE;
  }
  if (!device_property_read_u32(&pdev->dev,
           "ti,davinci-ecc-bits", &prop))
   pdata->ecc_bits = prop;

  if (!device_property_read_u32(&pdev->dev,
           "ti,davinci-nand-buswidth",
           &prop) && prop == 16)
   pdata->options |= NAND_BUSWIDTH_16;

  if (device_property_read_bool(&pdev->dev,
           "ti,davinci-nand-use-bbt"))
   pdata->bbt_options = NAND_BBT_USE_FLASH;

  /*
 * Since kernel v4.8, this driver has been fixed to enable
 * use of 4-bit hardware ECC with subpages and verified on
 * TI's keystone EVMs (K2L, K2HK and K2E).
 * However, in the interest of not breaking systems using
 * existing UBI partitions, sub-page writes are not being
 * (re)enabled. If you want to use subpage writes on Keystone
 * platforms (i.e. do not have any existing UBI partitions),
 * then use "ti,davinci-nand" as the compatible in your
 * device-tree file.
 */
  if (device_is_compatible(&pdev->dev, "ti,keystone-nand"))
   pdata->options |= NAND_NO_SUBPAGE_WRITE;
 }

 return dev_get_platdata(&pdev->dev);
}
#else
static struct davinci_nand_pdata *
nand_davinci_get_pdata(struct platform_device *pdev)
{
 return dev_get_platdata(&pdev->dev);
}
#endif

static int davinci_nand_attach_chip(struct nand_chip *chip)
{
 struct mtd_info *mtd = nand_to_mtd(chip);
 struct davinci_nand_info *info = to_davinci_nand(mtd);
 struct davinci_nand_pdata *pdata = nand_davinci_get_pdata(info->pdev);
 int ret = 0;

 if (IS_ERR(pdata))
  return PTR_ERR(pdata);

 /* Use board-specific ECC config */
 chip->ecc.engine_type = pdata->engine_type;
 chip->ecc.placement = pdata->ecc_placement;

 switch (chip->ecc.engine_type) {
 case NAND_ECC_ENGINE_TYPE_NONE:
 case NAND_ECC_ENGINE_TYPE_ON_DIE:
  pdata->ecc_bits = 0;
  break;
 case NAND_ECC_ENGINE_TYPE_SOFT:
  pdata->ecc_bits = 0;
  /*
 * This driver expects Hamming based ECC when engine_type is set
 * to NAND_ECC_ENGINE_TYPE_SOFT. Force ecc.algo to
 * NAND_ECC_ALGO_HAMMING to avoid adding an extra ->ecc_algo
 * field to davinci_nand_pdata.
 */
  chip->ecc.algo = NAND_ECC_ALGO_HAMMING;
  break;
 case NAND_ECC_ENGINE_TYPE_ON_HOST:
  if (pdata->ecc_bits == 4) {
   int chunks = mtd->writesize / 512;

   if (!chunks || mtd->oobsize < 16) {
    dev_dbg(&info->pdev->dev, "too small\n");
    return -EINVAL;
   }

   /*
 * No sanity checks:  CPUs must support this,
 * and the chips may not use NAND_BUSWIDTH_16.
 */

   /* No sharing 4-bit hardware between chipselects yet */
   spin_lock_irq(&davinci_nand_lock);
   if (ecc4_busy)
    ret = -EBUSY;
   else
    ecc4_busy = true;
   spin_unlock_irq(&davinci_nand_lock);

   if (ret == -EBUSY)
    return ret;

   chip->ecc.calculate = nand_davinci_calculate_4bit;
   chip->ecc.correct = nand_davinci_correct_4bit;
   chip->ecc.hwctl = nand_davinci_hwctl_4bit;
   chip->ecc.bytes = 10;
   chip->ecc.options = NAND_ECC_GENERIC_ERASED_CHECK;
   chip->ecc.algo = NAND_ECC_ALGO_BCH;

   /*
 * Update ECC layout if needed ... for 1-bit HW ECC, the
 * default is OK, but it allocates 6 bytes when only 3
 * are needed (for each 512 bytes). For 4-bit HW ECC,
 * the default is not usable: 10 bytes needed, not 6.
 *
 * For small page chips, preserve the manufacturer's
 * badblock marking data ... and make sure a flash BBT
 * table marker fits in the free bytes.
 */
   if (chunks == 1) {
    mtd_set_ooblayout(mtd,
        &hwecc4_small_ooblayout_ops);
   } else if (chunks == 4 || chunks == 8) {
    chip->ecc.read_page = nand_read_page_hwecc_oob_first;

    if (chip->options & NAND_IS_BOOT_MEDIUM)
     mtd_set_ooblayout(mtd, &hwecc4_large_ooblayout_ops);
    else
     mtd_set_ooblayout(mtd, nand_get_large_page_ooblayout());
   } else {
    return -EIO;
   }
  } else {
   /* 1bit ecc hamming */
   chip->ecc.calculate = nand_davinci_calculate_1bit;
   chip->ecc.correct = nand_davinci_correct_1bit;
   chip->ecc.hwctl = nand_davinci_hwctl_1bit;
   chip->ecc.bytes = 3;
   chip->ecc.algo = NAND_ECC_ALGO_HAMMING;
  }
  chip->ecc.size = 512;
  chip->ecc.strength = pdata->ecc_bits;
  break;
 default:
  return -EINVAL;
 }

 return ret;
}

static void nand_davinci_data_in(struct davinci_nand_info *info, void *buf,
     unsigned int len, bool force_8bit)
{
 u32 alignment = ((uintptr_t)buf | len) & 3;

 if (force_8bit || (alignment & 1))
  ioread8_rep(info->current_cs, buf, len);
 else if (alignment & 3)
  ioread16_rep(info->current_cs, buf, len >> 1);
 else
  ioread32_rep(info->current_cs, buf, len >> 2);
}

static void nand_davinci_data_out(struct davinci_nand_info *info,
      const void *buf, unsigned int len,
      bool force_8bit)
{
 u32 alignment = ((uintptr_t)buf | len) & 3;

 if (force_8bit || (alignment & 1))
  iowrite8_rep(info->current_cs, buf, len);
 else if (alignment & 3)
  iowrite16_rep(info->current_cs, buf, len >> 1);
 else
  iowrite32_rep(info->current_cs, buf, len >> 2);
}

static int davinci_nand_exec_instr(struct davinci_nand_info *info,
       const struct nand_op_instr *instr)
{
 unsigned int i, timeout_us;
 u32 status;
 int ret;

 switch (instr->type) {
 case NAND_OP_CMD_INSTR:
  iowrite8(instr->ctx.cmd.opcode,
    info->current_cs + info->mask_cle);
  break;

 case NAND_OP_ADDR_INSTR:
  for (i = 0; i < instr->ctx.addr.naddrs; i++) {
   iowrite8(instr->ctx.addr.addrs[i],
     info->current_cs + info->mask_ale);
  }
  break;

 case NAND_OP_DATA_IN_INSTR:
  nand_davinci_data_in(info, instr->ctx.data.buf.in,
         instr->ctx.data.len,
         instr->ctx.data.force_8bit);
  break;

 case NAND_OP_DATA_OUT_INSTR:
  nand_davinci_data_out(info, instr->ctx.data.buf.out,
          instr->ctx.data.len,
          instr->ctx.data.force_8bit);
  break;

 case NAND_OP_WAITRDY_INSTR:
  timeout_us = instr->ctx.waitrdy.timeout_ms * 1000;
  ret = readl_relaxed_poll_timeout(info->base + NANDFSR_OFFSET,
       status, status & BIT(0), 5,
       timeout_us);
  if (ret)
   return ret;

  break;
 }

 if (instr->delay_ns) {
  /* Dummy read to be sure that command is sent before ndelay starts */
  davinci_nand_readl(info, 0);
  ndelay(instr->delay_ns);
 }

 return 0;
}

static int davinci_nand_exec_op(struct nand_chip *chip,
    const struct nand_operation *op,
    bool check_only)
{
 struct davinci_nand_info *info = to_davinci_nand(nand_to_mtd(chip));
 unsigned int i;

 if (check_only)
  return 0;

 info->current_cs = info->vaddr + (op->cs * info->mask_chipsel);

 for (i = 0; i < op->ninstrs; i++) {
  int ret;

  ret = davinci_nand_exec_instr(info, &op->instrs[i]);
  if (ret)
   return ret;
 }

 return 0;
}

#define TO_CYCLES(ps, period_ns) (DIV_ROUND_UP((ps) / 1000, (period_ns)))

static int davinci_nand_setup_interface(struct nand_chip *chip, int chipnr,
     const struct nand_interface_config *conf)
{
 struct davinci_nand_info *info = to_davinci_nand(nand_to_mtd(chip));
 const struct nand_sdr_timings *sdr;
 struct aemif_cs_timings timings;
 s32 cfg, min, cyc_ns;
 int ret;

 cyc_ns = 1000000000 / clk_get_rate(info->clk);

 sdr = nand_get_sdr_timings(conf);
 if (IS_ERR(sdr))
  return PTR_ERR(sdr);

 cfg = TO_CYCLES(sdr->tCLR_min, cyc_ns) - 1;
 timings.rsetup = cfg > 0 ? cfg : 0;

 cfg = max_t(s32, TO_CYCLES(sdr->tREA_max + MAX_TSU_PS, cyc_ns),
      TO_CYCLES(sdr->tRP_min, cyc_ns)) - 1;
 timings.rstrobe = cfg > 0 ? cfg : 0;

 min = TO_CYCLES(sdr->tCEA_max + MAX_TSU_PS, cyc_ns) - 2;
 while ((s32)(timings.rsetup + timings.rstrobe) < min)
  timings.rstrobe++;

 cfg = TO_CYCLES((s32)(MAX_TH_PS - sdr->tCHZ_max), cyc_ns) - 1;
 timings.rhold = cfg > 0 ? cfg : 0;

 min = TO_CYCLES(sdr->tRC_min, cyc_ns) - 3;
 while ((s32)(timings.rsetup + timings.rstrobe + timings.rhold) < min)
  timings.rhold++;

 cfg = TO_CYCLES((s32)(sdr->tRHZ_max - (timings.rhold + 1) * cyc_ns * 1000), cyc_ns);
 cfg = max_t(s32, cfg, TO_CYCLES(sdr->tCHZ_max, cyc_ns)) - 1;
 timings.ta = cfg > 0 ? cfg : 0;

 cfg = TO_CYCLES(sdr->tWP_min, cyc_ns) - 1;
 timings.wstrobe = cfg > 0 ? cfg : 0;

 cfg = max_t(s32, TO_CYCLES(sdr->tCLS_min, cyc_ns), TO_CYCLES(sdr->tALS_min, cyc_ns));
 cfg = max_t(s32, cfg, TO_CYCLES(sdr->tCS_min, cyc_ns)) - 1;
 timings.wsetup = cfg > 0 ? cfg : 0;

 min = TO_CYCLES(sdr->tDS_min, cyc_ns) - 2;
 while ((s32)(timings.wsetup + timings.wstrobe) < min)
  timings.wstrobe++;

 cfg = max_t(s32, TO_CYCLES(sdr->tCLH_min, cyc_ns), TO_CYCLES(sdr->tALH_min, cyc_ns));
 cfg = max_t(s32, cfg, TO_CYCLES(sdr->tCH_min, cyc_ns));
 cfg = max_t(s32, cfg, TO_CYCLES(sdr->tDH_min, cyc_ns)) - 1;
 timings.whold = cfg > 0 ? cfg : 0;

 min = TO_CYCLES(sdr->tWC_min, cyc_ns) - 2;
 while ((s32)(timings.wsetup + timings.wstrobe + timings.whold) < min)
  timings.whold++;

 dev_dbg(&info->pdev->dev, "RSETUP %x RSTROBE %x RHOLD %x\n",
  timings.rsetup, timings.rstrobe, timings.rhold);
 dev_dbg(&info->pdev->dev, "TA %x\n", timings.ta);
 dev_dbg(&info->pdev->dev, "WSETUP %x WSTROBE %x WHOLD %x\n",
  timings.wsetup, timings.wstrobe, timings.whold);

 ret = aemif_check_cs_timings(&timings);
 if (ret || chipnr == NAND_DATA_IFACE_CHECK_ONLY)
  return ret;

 return aemif_set_cs_timings(info->aemif, info->core_chipsel, &timings);
}

static const struct nand_controller_ops davinci_nand_controller_ops = {
 .attach_chip = davinci_nand_attach_chip,
 .exec_op = davinci_nand_exec_op,
 .setup_interface = davinci_nand_setup_interface,
};

static int nand_davinci_probe(struct platform_device *pdev)
{
 struct davinci_nand_pdata *pdata;
 struct davinci_nand_info *info;
 struct resource   *res1;
 struct resource   *res2;
 void __iomem   *vaddr;
 void __iomem   *base;
 int    ret;
 uint32_t   val;
 struct mtd_info   *mtd;

 pdata = nand_davinci_get_pdata(pdev);
 if (IS_ERR(pdata))
  return PTR_ERR(pdata);

 /* insist on board-specific configuration */
 if (!pdata)
  return -ENODEV;

 /* which external chipselect will we be managing? */
 if (pdata->core_chipsel > 3)
  return -ENODEV;

 info = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*info), GFP_KERNEL);
 if (!info)
  return -ENOMEM;

 platform_set_drvdata(pdev, info);

 res1 = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
 res2 = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 1);
 if (!res1 || !res2) {
  dev_err(&pdev->dev, "resource missing\n");
  return -EINVAL;
 }

 vaddr = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res1);
 if (IS_ERR(vaddr))
  return PTR_ERR(vaddr);

 /*
 * This registers range is used to setup NAND settings. In case with
 * TI AEMIF driver, the same memory address range is requested already
 * by AEMIF, so we cannot request it twice, just ioremap.
 * The AEMIF and NAND drivers not use the same registers in this range.
 */
 base = devm_ioremap(&pdev->dev, res2->start, resource_size(res2));
 if (!base) {
  dev_err(&pdev->dev, "ioremap failed for resource %pR\n", res2);
  return -EADDRNOTAVAIL;
 }

 info->clk = devm_clk_get_enabled(&pdev->dev, "aemif");
 if (IS_ERR(info->clk))
  return dev_err_probe(&pdev->dev, PTR_ERR(info->clk), "failed to get clock");

 info->pdev  = pdev;
 info->base  = base;
 info->vaddr  = vaddr;
 info->aemif  = dev_get_drvdata(pdev->dev.parent);

 mtd   = nand_to_mtd(&info->chip);
 mtd->dev.parent  = &pdev->dev;
 nand_set_flash_node(&info->chip, pdev->dev.of_node);

 /* options such as NAND_BBT_USE_FLASH */
 info->chip.bbt_options = pdata->bbt_options;
 /* options such as 16-bit widths */
 info->chip.options = pdata->options;
 info->chip.bbt_td = pdata->bbt_td;
 info->chip.bbt_md = pdata->bbt_md;

 info->current_cs = info->vaddr;
 info->core_chipsel = pdata->core_chipsel;
 info->mask_chipsel = pdata->mask_chipsel;

 /* use nandboot-capable ALE/CLE masks by default */
 info->mask_ale  = pdata->mask_ale ? : MASK_ALE;
 info->mask_cle  = pdata->mask_cle ? : MASK_CLE;

 spin_lock_irq(&davinci_nand_lock);

 /* put CSxNAND into NAND mode */
 val = davinci_nand_readl(info, NANDFCR_OFFSET);
 val |= BIT(info->core_chipsel);
 davinci_nand_writel(info, NANDFCR_OFFSET, val);

 spin_unlock_irq(&davinci_nand_lock);

 /* Scan to find existence of the device(s) */
 nand_controller_init(&info->controller);
 info->controller.ops = &davinci_nand_controller_ops;
 info->chip.controller = &info->controller;
 ret = nand_scan(&info->chip, pdata->mask_chipsel ? 2 : 1);
 if (ret < 0) {
  dev_dbg(&pdev->dev, "no NAND chip(s) found\n");
  return ret;
 }

 if (pdata->parts)
  ret = mtd_device_register(mtd, pdata->parts, pdata->nr_parts);
 else
  ret = mtd_device_register(mtd, NULL, 0);
 if (ret < 0)
  goto err_cleanup_nand;

 val = davinci_nand_readl(info, NRCSR_OFFSET);
 dev_info(&pdev->dev, "controller rev. %d.%d\n",
        (val >> 8) & 0xff, val & 0xff);

 return 0;

err_cleanup_nand:
 nand_cleanup(&info->chip);

 return ret;
}

static void nand_davinci_remove(struct platform_device *pdev)
{
 struct davinci_nand_info *info = platform_get_drvdata(pdev);
 struct nand_chip *chip = &info->chip;
 int ret;

 spin_lock_irq(&davinci_nand_lock);
 if (chip->ecc.placement == NAND_ECC_PLACEMENT_INTERLEAVED)
  ecc4_busy = false;
 spin_unlock_irq(&davinci_nand_lock);

 ret = mtd_device_unregister(nand_to_mtd(chip));
 WARN_ON(ret);
 nand_cleanup(chip);
}

static struct platform_driver nand_davinci_driver = {
 .probe  = nand_davinci_probe,
 .remove  = nand_davinci_remove,
 .driver  = {
  .name = "davinci_nand",
  .of_match_table = of_match_ptr(davinci_nand_of_match),
 },
};
MODULE_ALIAS("platform:davinci_nand");

module_platform_driver(nand_davinci_driver);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Texas Instruments");
MODULE_DESCRIPTION("Davinci NAND flash driver");