Quelle  at25.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * Driver for most of the SPI EEPROMs, such as Atmel AT25 models
 * and Cypress FRAMs FM25 models.
 *
 * Copyright (C) 2006 David Brownell
 */

#include <linux/bits.h>
#include <linux/cleanup.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/iopoll.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/property.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/slab.h>

#include <linux/spi/eeprom.h>
#include <linux/spi/spi.h>
#include <linux/spi/spi-mem.h>

#include <linux/nvmem-provider.h>

/*
 * NOTE: this is an *EEPROM* driver. The vagaries of product naming
 * mean that some AT25 products are EEPROMs, and others are FLASH.
 * Handle FLASH chips with the drivers/mtd/devices/m25p80.c driver,
 * not this one!
 *
 * EEPROMs that can be used with this driver include, for example:
 *   AT25M02, AT25128B
 */

#define FM25_SN_LEN 8  /* serial number length */
#define EE_MAXADDRLEN 3  /* 24 bit addresses, up to 2 MBytes */

struct at25_data {
 struct spi_eeprom chip;
 struct spi_mem  *spimem;
 struct mutex  lock;
 unsigned  addrlen;
 struct nvmem_config nvmem_config;
 struct nvmem_device *nvmem;
 u8 sernum[FM25_SN_LEN];
};

#define AT25_WREN 0x06  /* latch the write enable */
#define AT25_WRDI 0x04  /* reset the write enable */
#define AT25_RDSR 0x05  /* read status register */
#define AT25_WRSR 0x01  /* write status register */
#define AT25_READ 0x03  /* read byte(s) */
#define AT25_WRITE 0x02  /* write byte(s)/sector */
#define FM25_SLEEP 0xb9  /* enter sleep mode */
#define FM25_RDID 0x9f  /* read device ID */
#define FM25_RDSN 0xc3  /* read S/N */

#define AT25_SR_nRDY 0x01  /* nRDY = write-in-progress */
#define AT25_SR_WEN 0x02  /* write enable (latched) */
#define AT25_SR_BP0 0x04  /* BP for software writeprotect */
#define AT25_SR_BP1 0x08
#define AT25_SR_WPEN 0x80  /* writeprotect enable */

#define AT25_INSTR_BIT3 0x08  /* additional address bit in instr */

#define FM25_ID_LEN 9  /* ID length */

/*
 * Specs often allow 5ms for a page write, sometimes 20ms;
 * it's important to recover from write timeouts.
 */
#define EE_TIMEOUT 25

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

#define io_limit PAGE_SIZE /* bytes */

/* Handle the address MSB as part of instruction byte */
static u8 at25_instr(struct at25_data *at25, u8 instr, unsigned int off)
{
 if (!(at25->chip.flags & EE_INSTR_BIT3_IS_ADDR))
  return instr;
 if (off < BIT(at25->addrlen * 8))
  return instr;
 return instr | AT25_INSTR_BIT3;
}

static int at25_ee_read(void *priv, unsigned int offset,
   void *val, size_t count)
{
 u8 *bounce __free(kfree) = kmalloc(min(count, io_limit), GFP_KERNEL);
 struct at25_data *at25 = priv;
 char *buf = val;
 unsigned int msg_offset = offset;
 size_t bytes_left = count;
 size_t segment;
 int status;

 if (!bounce)
  return -ENOMEM;

 if (unlikely(offset >= at25->chip.byte_len))
  return -EINVAL;
 if ((offset + count) > at25->chip.byte_len)
  count = at25->chip.byte_len - offset;
 if (unlikely(!count))
  return -EINVAL;

 do {
  struct spi_mem_op op;

  segment = min(bytes_left, io_limit);

  op = (struct spi_mem_op)SPI_MEM_OP(SPI_MEM_OP_CMD(at25_instr(at25, AT25_READ,
              msg_offset), 1),
         SPI_MEM_OP_ADDR(at25->addrlen, msg_offset, 1),
         SPI_MEM_OP_NO_DUMMY,
         SPI_MEM_OP_DATA_IN(segment, bounce, 1));

  status = spi_mem_adjust_op_size(at25->spimem, &op);
  if (status)
   return status;
  segment = op.data.nbytes;

  mutex_lock(&at25->lock);
  status = spi_mem_exec_op(at25->spimem, &op);
  mutex_unlock(&at25->lock);
  if (status)
   return status;
  memcpy(buf, bounce, segment);

  msg_offset += segment;
  buf += segment;
  bytes_left -= segment;
 } while (bytes_left > 0);

 dev_dbg(&at25->spimem->spi->dev, "read %zu bytes at %d\n",
  count, offset);
 return 0;
}

/*
 * Read extra registers as ID or serial number
 *
 * Allow for the callers to provide @buf on stack (not necessary DMA-capable)
 * by allocating a bounce buffer internally.
 */
static int fm25_aux_read(struct at25_data *at25, u8 *buf, uint8_t command,
    int len)
{
 u8 *bounce __free(kfree) = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
 struct spi_mem_op op;
 int status;

 if (!bounce)
  return -ENOMEM;

 op = (struct spi_mem_op)SPI_MEM_OP(SPI_MEM_OP_CMD(command, 1),
        SPI_MEM_OP_NO_ADDR,
        SPI_MEM_OP_NO_DUMMY,
        SPI_MEM_OP_DATA_IN(len, bounce, 1));

 status = spi_mem_exec_op(at25->spimem, &op);
 dev_dbg(&at25->spimem->spi->dev, "read %d aux bytes --> %d\n", len, status);
 if (status)
  return status;

 memcpy(buf, bounce, len);

 return 0;
}

static ssize_t sernum_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf)
{
 struct at25_data *at25;

 at25 = dev_get_drvdata(dev);
 return sysfs_emit(buf, "%*ph\n", (int)sizeof(at25->sernum), at25->sernum);
}
static DEVICE_ATTR_RO(sernum);

static struct attribute *sernum_attrs[] = {
 &dev_attr_sernum.attr,
 NULL,
};
ATTRIBUTE_GROUPS(sernum);

/*
 * Poll Read Status Register with timeout
 *
 * Return:
 * 0, if the chip is ready
 * [positive] Status Register value as-is, if the chip is busy
 * [negative] error code in case of read failure
 */
static int at25_wait_ready(struct at25_data *at25)
{
 u8 *bounce __free(kfree) = kmalloc(1, GFP_KERNEL);
 struct spi_mem_op op;
 int status;

 if (!bounce)
  return -ENOMEM;

 op = (struct spi_mem_op)SPI_MEM_OP(SPI_MEM_OP_CMD(AT25_RDSR, 1),
        SPI_MEM_OP_NO_ADDR,
        SPI_MEM_OP_NO_DUMMY,
        SPI_MEM_OP_DATA_IN(1, bounce, 1));

 read_poll_timeout(spi_mem_exec_op, status,
     status || !(bounce[0] & AT25_SR_nRDY), false,
     USEC_PER_MSEC, USEC_PER_MSEC * EE_TIMEOUT,
     at25->spimem, &op);
 if (status < 0)
  return status;
 if (!(bounce[0] & AT25_SR_nRDY))
  return 0;

 return bounce[0];
}

static int at25_ee_write(void *priv, unsigned int off, void *val, size_t count)
{
 u8 *bounce __free(kfree) = kmalloc(min(count, io_limit), GFP_KERNEL);
 struct at25_data *at25 = priv;
 const char *buf = val;
 unsigned int buf_size;
 int status;

 if (unlikely(off >= at25->chip.byte_len))
  return -EFBIG;
 if ((off + count) > at25->chip.byte_len)
  count = at25->chip.byte_len - off;
 if (unlikely(!count))
  return -EINVAL;

 buf_size = at25->chip.page_size;

 if (!bounce)
  return -ENOMEM;

 /*
 * For write, rollover is within the page ... so we write at
 * most one page, then manually roll over to the next page.
 */
 guard(mutex)(&at25->lock);
 do {
  struct spi_mem_op op = SPI_MEM_OP(SPI_MEM_OP_CMD(AT25_WREN, 1),
        SPI_MEM_OP_NO_ADDR,
        SPI_MEM_OP_NO_DUMMY,
        SPI_MEM_OP_NO_DATA);
  unsigned int segment;

  status = spi_mem_exec_op(at25->spimem, &op);
  if (status < 0) {
   dev_dbg(&at25->spimem->spi->dev, "WREN --> %d\n", status);
   return status;
  }

  /* Write as much of a page as we can */
  segment = buf_size - (off % buf_size);
  if (segment > count)
   segment = count;
  if (segment > io_limit)
   segment = io_limit;

  op = (struct spi_mem_op)SPI_MEM_OP(SPI_MEM_OP_CMD(at25_instr(at25, AT25_WRITE, off),
          1),
         SPI_MEM_OP_ADDR(at25->addrlen, off, 1),
         SPI_MEM_OP_NO_DUMMY,
         SPI_MEM_OP_DATA_OUT(segment, bounce, 1));

  status = spi_mem_adjust_op_size(at25->spimem, &op);
  if (status)
   return status;
  segment = op.data.nbytes;

  memcpy(bounce, buf, segment);

  status = spi_mem_exec_op(at25->spimem, &op);
  dev_dbg(&at25->spimem->spi->dev, "write %u bytes at %u --> %d\n",
   segment, off, status);
  if (status)
   return status;

  /*
 * REVISIT this should detect (or prevent) failed writes
 * to read-only sections of the EEPROM...
 */

  status = at25_wait_ready(at25);
  if (status < 0) {
   dev_err_probe(&at25->spimem->spi->dev, status,
          "Read Status Redister command failed\n");
   return status;
  }
  if (status) {
   dev_dbg(&at25->spimem->spi->dev,
    "Status %02x\n", status);
   dev_err(&at25->spimem->spi->dev,
    "write %u bytes offset %u, timeout after %u msecs\n",
    segment, off, EE_TIMEOUT);
   return -ETIMEDOUT;
  }

  off += segment;
  buf += segment;
  count -= segment;

 } while (count > 0);

 return status;
}

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

static int at25_fw_to_chip(struct device *dev, struct spi_eeprom *chip)
{
 u32 val;
 int err;

 strscpy(chip->name, "at25", sizeof(chip->name));

 err = device_property_read_u32(dev, "size", &val);
 if (err)
  err = device_property_read_u32(dev, "at25,byte-len", &val);
 if (err) {
  dev_err(dev, "Error: missing \"size\" property\n");
  return err;
 }
 chip->byte_len = val;

 err = device_property_read_u32(dev, "pagesize", &val);
 if (err)
  err = device_property_read_u32(dev, "at25,page-size", &val);
 if (err) {
  dev_err(dev, "Error: missing \"pagesize\" property\n");
  return err;
 }
 chip->page_size = val;

 err = device_property_read_u32(dev, "address-width", &val);
 if (err) {
  err = device_property_read_u32(dev, "at25,addr-mode", &val);
  if (err) {
   dev_err(dev, "Error: missing \"address-width\" property\n");
   return err;
  }
  chip->flags = (u16)val;
 } else {
  switch (val) {
  case 9:
   chip->flags |= EE_INSTR_BIT3_IS_ADDR;
   fallthrough;
  case 8:
   chip->flags |= EE_ADDR1;
   break;
  case 16:
   chip->flags |= EE_ADDR2;
   break;
  case 24:
   chip->flags |= EE_ADDR3;
   break;
  default:
   dev_err(dev,
    "Error: bad \"address-width\" property: %u\n",
    val);
   return -ENODEV;
  }
  if (device_property_present(dev, "read-only"))
   chip->flags |= EE_READONLY;
 }
 return 0;
}

static int at25_fram_to_chip(struct device *dev, struct spi_eeprom *chip)
{
 struct at25_data *at25 = container_of(chip, struct at25_data, chip);
 u8 sernum[FM25_SN_LEN];
 u8 id[FM25_ID_LEN];
 u32 val;
 int i;

 strscpy(chip->name, "fm25", sizeof(chip->name));

 if (!device_property_read_u32(dev, "size", &val)) {
  chip->byte_len = val;
 } else {
  /* Get ID of chip */
  fm25_aux_read(at25, id, FM25_RDID, FM25_ID_LEN);
  /* There are inside-out FRAM variations, detect them and reverse the ID bytes */
  if (id[6] == 0x7f && id[2] == 0xc2)
   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(id) / 2; i++) {
    u8 tmp = id[i];
    int j = ARRAY_SIZE(id) - i - 1;

    id[i] = id[j];
    id[j] = tmp;
   }
  if (id[6] != 0xc2) {
   dev_err(dev, "Error: no Cypress FRAM (id %02x)\n", id[6]);
   return -ENODEV;
  }

  switch (id[7]) {
  case 0x21 ... 0x26:
   chip->byte_len = BIT(id[7] - 0x21 + 4) * 1024;
   break;
  case 0x2a ... 0x30:
   /* CY15B116QN ... CY15B116QN */
   chip->byte_len = BIT(((id[7] >> 1) & 0xf) + 13);
   break;
  default:
   dev_err(dev, "Error: unsupported size (id %02x)\n", id[7]);
   return -ENODEV;
  }

  if (id[8]) {
   fm25_aux_read(at25, sernum, FM25_RDSN, FM25_SN_LEN);
   /* Swap byte order */
   for (i = 0; i < FM25_SN_LEN; i++)
    at25->sernum[i] = sernum[FM25_SN_LEN - 1 - i];
  }
 }

 if (chip->byte_len > 64 * 1024)
  chip->flags |= EE_ADDR3;
 else
  chip->flags |= EE_ADDR2;

 chip->page_size = PAGE_SIZE;
 return 0;
}

static const struct of_device_id at25_of_match[] = {
 { .compatible = "atmel,at25" },
 { .compatible = "cypress,fm25" },
 { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, at25_of_match);

static const struct spi_device_id at25_spi_ids[] = {
 { .name = "at25" },
 { .name = "fm25" },
 { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(spi, at25_spi_ids);

static int at25_probe(struct spi_mem *mem)
{
 struct spi_device *spi = mem->spi;
 struct spi_eeprom *pdata;
 struct at25_data *at25;
 bool is_fram;
 int err;

 at25 = devm_kzalloc(&spi->dev, sizeof(*at25), GFP_KERNEL);
 if (!at25)
  return -ENOMEM;

 at25->spimem = mem;

 /*
 * Ping the chip ... the status register is pretty portable,
 * unlike probing manufacturer IDs.
 */
 err = at25_wait_ready(at25);
 if (err < 0)
  return dev_err_probe(&spi->dev, err, "Read Status Register command failed\n");
 if (err) {
  dev_err(&spi->dev, "Not ready (%02x)\n", err);
  return -ENXIO;
 }

 mutex_init(&at25->lock);
 spi_set_drvdata(spi, at25);

 is_fram = fwnode_device_is_compatible(dev_fwnode(&spi->dev), "cypress,fm25");

 /* Chip description */
 pdata = dev_get_platdata(&spi->dev);
 if (pdata) {
  at25->chip = *pdata;
 } else {
  if (is_fram)
   err = at25_fram_to_chip(&spi->dev, &at25->chip);
  else
   err = at25_fw_to_chip(&spi->dev, &at25->chip);
  if (err)
   return err;
 }

 /* For now we only support 8/16/24 bit addressing */
 if (at25->chip.flags & EE_ADDR1)
  at25->addrlen = 1;
 else if (at25->chip.flags & EE_ADDR2)
  at25->addrlen = 2;
 else if (at25->chip.flags & EE_ADDR3)
  at25->addrlen = 3;
 else {
  dev_dbg(&spi->dev, "unsupported address type\n");
  return -EINVAL;
 }

 at25->nvmem_config.type = is_fram ? NVMEM_TYPE_FRAM : NVMEM_TYPE_EEPROM;
 at25->nvmem_config.name = dev_name(&spi->dev);
 at25->nvmem_config.dev = &spi->dev;
 at25->nvmem_config.read_only = at25->chip.flags & EE_READONLY;
 at25->nvmem_config.root_only = true;
 at25->nvmem_config.owner = THIS_MODULE;
 at25->nvmem_config.compat = true;
 at25->nvmem_config.base_dev = &spi->dev;
 at25->nvmem_config.reg_read = at25_ee_read;
 at25->nvmem_config.reg_write = at25_ee_write;
 at25->nvmem_config.priv = at25;
 at25->nvmem_config.stride = 1;
 at25->nvmem_config.word_size = 1;
 at25->nvmem_config.size = at25->chip.byte_len;

 at25->nvmem = devm_nvmem_register(&spi->dev, &at25->nvmem_config);
 if (IS_ERR(at25->nvmem))
  return PTR_ERR(at25->nvmem);

 dev_info(&spi->dev, "%d %s %s %s%s, pagesize %u\n",
   (at25->chip.byte_len < 1024) ?
   at25->chip.byte_len : (at25->chip.byte_len / 1024),
   (at25->chip.byte_len < 1024) ? "Byte" : "KByte",
   at25->chip.name, is_fram ? "fram" : "eeprom",
   (at25->chip.flags & EE_READONLY) ? " (readonly)" : "",
   at25->chip.page_size);
 return 0;
}

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

static struct spi_mem_driver at25_driver = {
 .spidrv = {
  .driver = {
   .name  = "at25",
   .of_match_table = at25_of_match,
   .dev_groups = sernum_groups,
  },
  .id_table = at25_spi_ids,
 },
 .probe  = at25_probe,
};

module_spi_mem_driver(at25_driver);

MODULE_DESCRIPTION("Driver for most SPI EEPROMs");
MODULE_AUTHOR("David Brownell");
MODULE_LICENSE("GPL");