Documentation/driver-api/mtdnand.rst

   1 =====================================
   2 MTD NAND Driver Programming Interface
   3 =====================================
   4
   5 :Author: Thomas Gleixner
   6
   7 Introduction
   8 ============
   9
  10 The generic NAND driver supports almost all NAND and AG-AND based chips
  11 and connects them to the Memory Technology Devices (MTD) subsystem of
  12 the Linux Kernel.
  13
  14 This documentation is provided for developers who want to implement
  15 board drivers or filesystem drivers suitable for NAND devices.
  16
  17 Known Bugs And Assumptions
  18 ==========================
  19
  20 None.
  21
  22 Documentation hints
  23 ===================
  24
  25 The function and structure docs are autogenerated. Each function and
  26 struct member has a short description which is marked with an [XXX]
  27 identifier. The following chapters explain the meaning of those
  28 identifiers.
  29
  30 Function identifiers [XXX]
  31 --------------------------
  32
  33 The functions are marked with [XXX] identifiers in the short comment.
  34 The identifiers explain the usage and scope of the functions. Following
  35 identifiers are used:
  36
  37 -  [MTD Interface]
  38
  39    These functions provide the interface to the MTD kernel API. They are
  40    not replaceable and provide functionality which is complete hardware
  41    independent.
  42
  43 -  [NAND Interface]
  44
  45    These functions are exported and provide the interface to the NAND
  46    kernel API.
  47
  48 -  [GENERIC]
  49
  50    Generic functions are not replaceable and provide functionality which
  51    is complete hardware independent.
  52
  53 -  [DEFAULT]
  54
  55    Default functions provide hardware related functionality which is
  56    suitable for most of the implementations. These functions can be
  57    replaced by the board driver if necessary. Those functions are called
  58    via pointers in the NAND chip description structure. The board driver
  59    can set the functions which should be replaced by board dependent
  60    functions before calling nand_scan(). If the function pointer is
  61    NULL on entry to nand_scan() then the pointer is set to the default
  62    function which is suitable for the detected chip type.
  63
  64 Struct member identifiers [XXX]
  65 -------------------------------
  66
  67 The struct members are marked with [XXX] identifiers in the comment. The
  68 identifiers explain the usage and scope of the members. Following
  69 identifiers are used:
  70
  71 -  [INTERN]
  72
  73    These members are for NAND driver internal use only and must not be
  74    modified. Most of these values are calculated from the chip geometry
  75    information which is evaluated during nand_scan().
  76
  77 -  [REPLACEABLE]
  78
  79    Replaceable members hold hardware related functions which can be
  80    provided by the board driver. The board driver can set the functions
  81    which should be replaced by board dependent functions before calling
  82    nand_scan(). If the function pointer is NULL on entry to
  83    nand_scan() then the pointer is set to the default function which is
  84    suitable for the detected chip type.
  85
  86 -  [BOARDSPECIFIC]
  87
  88    Board specific members hold hardware related information which must
  89    be provided by the board driver. The board driver must set the
  90    function pointers and datafields before calling nand_scan().
  91
  92 -  [OPTIONAL]
  93
  94    Optional members can hold information relevant for the board driver.
  95    The generic NAND driver code does not use this information.
  96
  97 Basic board driver
  98 ==================
  99
 100 For most boards it will be sufficient to provide just the basic
 101 functions and fill out some really board dependent members in the nand
 102 chip description structure.
 103
 104 Basic defines
 105 -------------
 106
 107 At least you have to provide a nand_chip structure and a storage for
 108 the ioremap'ed chip address. You can allocate the nand_chip structure
 109 using kmalloc or you can allocate it statically. The NAND chip structure
 110 embeds an mtd structure which will be registered to the MTD subsystem.
 111 You can extract a pointer to the mtd structure from a nand_chip pointer
 112 using the nand_to_mtd() helper.
 113
 114 Kmalloc based example
 115
 116 ::
 117
 118     static struct mtd_info *board_mtd;
 119     static void __iomem *baseaddr;
 120
 121
 122 Static example
 123
 124 ::
 125
 126     static struct nand_chip board_chip;
 127     static void __iomem *baseaddr;
 128
 129
 130 Partition defines
 131 -----------------
 132
 133 If you want to divide your device into partitions, then define a
 134 partitioning scheme suitable to your board.
 135
 136 ::
 137
 138     #define NUM_PARTITIONS 2
 139     static struct mtd_partition partition_info[] = {
 140         { .name = "Flash partition 1",
 141           .offset =  0,
 142           .size =    8 * 1024 * 1024 },
 143         { .name = "Flash partition 2",
 144           .offset =  MTDPART_OFS_NEXT,
 145           .size =    MTDPART_SIZ_FULL },
 146     };
 147
 148
 149 Hardware control function
 150 -------------------------
 151
 152 The hardware control function provides access to the control pins of the
 153 NAND chip(s). The access can be done by GPIO pins or by address lines.
 154 If you use address lines, make sure that the timing requirements are
 155 met.
 156
 157 *GPIO based example*
 158
 159 ::
 160
 161     static void board_hwcontrol(struct mtd_info *mtd, int cmd)
 162     {
 163         switch(cmd){
 164             case NAND_CTL_SETCLE: /* Set CLE pin high */ break;
 165             case NAND_CTL_CLRCLE: /* Set CLE pin low */ break;
 166             case NAND_CTL_SETALE: /* Set ALE pin high */ break;
 167             case NAND_CTL_CLRALE: /* Set ALE pin low */ break;
 168             case NAND_CTL_SETNCE: /* Set nCE pin low */ break;
 169             case NAND_CTL_CLRNCE: /* Set nCE pin high */ break;
 170         }
 171     }
 172
 173
 174 *Address lines based example.* It's assumed that the nCE pin is driven
 175 by a chip select decoder.
 176
 177 ::
 178
 179     static void board_hwcontrol(struct mtd_info *mtd, int cmd)
 180     {
 181         struct nand_chip *this = mtd_to_nand(mtd);
 182         switch(cmd){
 183             case NAND_CTL_SETCLE: this->IO_ADDR_W |= CLE_ADRR_BIT;  break;
 184             case NAND_CTL_CLRCLE: this->IO_ADDR_W &= ~CLE_ADRR_BIT; break;
 185             case NAND_CTL_SETALE: this->IO_ADDR_W |= ALE_ADRR_BIT;  break;
 186             case NAND_CTL_CLRALE: this->IO_ADDR_W &= ~ALE_ADRR_BIT; break;
 187         }
 188     }
 189
 190
 191 Device ready function
 192 ---------------------
 193
 194 If the hardware interface has the ready busy pin of the NAND chip
 195 connected to a GPIO or other accessible I/O pin, this function is used
 196 to read back the state of the pin. The function has no arguments and
 197 should return 0, if the device is busy (R/B pin is low) and 1, if the
 198 device is ready (R/B pin is high). If the hardware interface does not
 199 give access to the ready busy pin, then the function must not be defined
 200 and the function pointer this->dev_ready is set to NULL.
 201
 202 Init function
 203 -------------
 204
 205 The init function allocates memory and sets up all the board specific
 206 parameters and function pointers. When everything is set up nand_scan()
 207 is called. This function tries to detect and identify then chip. If a
 208 chip is found all the internal data fields are initialized accordingly.
 209 The structure(s) have to be zeroed out first and then filled with the
 210 necessary information about the device.
 211
 212 ::
 213
 214     static int __init board_init (void)
 215     {
 216         struct nand_chip *this;
 217         int err = 0;
 218
 219         /* Allocate memory for MTD device structure and private data */
 220         this = kzalloc(sizeof(struct nand_chip), GFP_KERNEL);
 221         if (!this) {
 222             printk ("Unable to allocate NAND MTD device structure.\n");
 223             err = -ENOMEM;
 224             goto out;
 225         }
 226
 227         board_mtd = nand_to_mtd(this);
 228
 229         /* map physical address */
 230         baseaddr = ioremap(CHIP_PHYSICAL_ADDRESS, 1024);
 231         if (!baseaddr) {
 232             printk("Ioremap to access NAND chip failed\n");
 233             err = -EIO;
 234             goto out_mtd;
 235         }
 236
 237         /* Set address of NAND IO lines */
 238         this->IO_ADDR_R = baseaddr;
 239         this->IO_ADDR_W = baseaddr;
 240         /* Reference hardware control function */
 241         this->hwcontrol = board_hwcontrol;
 242         /* Set command delay time, see datasheet for correct value */
 243         this->chip_delay = CHIP_DEPENDEND_COMMAND_DELAY;
 244         /* Assign the device ready function, if available */
 245         this->dev_ready = board_dev_ready;
 246         this->eccmode = NAND_ECC_SOFT;
 247
 248         /* Scan to find existence of the device */
 249         if (nand_scan (this, 1)) {
 250             err = -ENXIO;
 251             goto out_ior;
 252         }
 253
 254         add_mtd_partitions(board_mtd, partition_info, NUM_PARTITIONS);
 255         goto out;
 256
 257     out_ior:
 258         iounmap(baseaddr);
 259     out_mtd:
 260         kfree (this);
 261     out:
 262         return err;
 263     }
 264     module_init(board_init);
 265
 266
 267 Exit function
 268 -------------
 269
 270 The exit function is only necessary if the driver is compiled as a
 271 module. It releases all resources which are held by the chip driver and
 272 unregisters the partitions in the MTD layer.
 273
 274 ::
 275
 276     #ifdef MODULE
 277     static void __exit board_cleanup (void)
 278     {
 279         /* Release resources, unregister device */
 280         nand_release (mtd_to_nand(board_mtd));
 281
 282         /* unmap physical address */
 283         iounmap(baseaddr);
 284
 285         /* Free the MTD device structure */
 286         kfree (mtd_to_nand(board_mtd));
 287     }
 288     module_exit(board_cleanup);
 289     #endif
 290
 291
 292 Advanced board driver functions
 293 ===============================
 294
 295 This chapter describes the advanced functionality of the NAND driver.
 296 For a list of functions which can be overridden by the board driver see
 297 the documentation of the nand_chip structure.
 298
 299 Multiple chip control
 300 ---------------------
 301
 302 The nand driver can control chip arrays. Therefore the board driver must
 303 provide an own select_chip function. This function must (de)select the
 304 requested chip. The function pointer in the nand_chip structure must be
 305 set before calling nand_scan(). The maxchip parameter of nand_scan()
 306 defines the maximum number of chips to scan for. Make sure that the
 307 select_chip function can handle the requested number of chips.
 308
 309 The nand driver concatenates the chips to one virtual chip and provides
 310 this virtual chip to the MTD layer.
 311
 312 *Note: The driver can only handle linear chip arrays of equally sized
 313 chips. There is no support for parallel arrays which extend the
 314 buswidth.*
 315
 316 *GPIO based example*
 317
 318 ::
 319
 320     static void board_select_chip (struct mtd_info *mtd, int chip)
 321     {
 322         /* Deselect all chips, set all nCE pins high */
 323         GPIO(BOARD_NAND_NCE) |= 0xff;
 324         if (chip >= 0)
 325             GPIO(BOARD_NAND_NCE) &= ~ (1 << chip);
 326     }
 327
 328
 329 *Address lines based example.* Its assumed that the nCE pins are
 330 connected to an address decoder.
 331
 332 ::
 333
 334     static void board_select_chip (struct mtd_info *mtd, int chip)
 335     {
 336         struct nand_chip *this = mtd_to_nand(mtd);
 337
 338         /* Deselect all chips */
 339         this->IO_ADDR_R &= ~BOARD_NAND_ADDR_MASK;
 340         this->IO_ADDR_W &= ~BOARD_NAND_ADDR_MASK;
 341         switch (chip) {
 342         case 0:
 343             this->IO_ADDR_R |= BOARD_NAND_ADDR_CHIP0;
 344             this->IO_ADDR_W |= BOARD_NAND_ADDR_CHIP0;
 345             break;
 346         ....
 347         case n:
 348             this->IO_ADDR_R |= BOARD_NAND_ADDR_CHIPn;
 349             this->IO_ADDR_W |= BOARD_NAND_ADDR_CHIPn;
 350             break;
 351         }
 352     }
 353
 354
 355 Hardware ECC support
 356 --------------------
 357
 358 Functions and constants
 359 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 360
 361 The nand driver supports three different types of hardware ECC.
 362
 363 -  NAND_ECC_HW3_256
 364
 365    Hardware ECC generator providing 3 bytes ECC per 256 byte.
 366
 367 -  NAND_ECC_HW3_512
 368
 369    Hardware ECC generator providing 3 bytes ECC per 512 byte.
 370
 371 -  NAND_ECC_HW6_512
 372
 373    Hardware ECC generator providing 6 bytes ECC per 512 byte.
 374
 375 -  NAND_ECC_HW8_512
 376
 377    Hardware ECC generator providing 8 bytes ECC per 512 byte.
 378
 379 If your hardware generator has a different functionality add it at the
 380 appropriate place in nand_base.c
 381
 382 The board driver must provide following functions:
 383
 384 -  enable_hwecc
 385
 386    This function is called before reading / writing to the chip. Reset
 387    or initialize the hardware generator in this function. The function
 388    is called with an argument which let you distinguish between read and
 389    write operations.
 390
 391 -  calculate_ecc
 392
 393    This function is called after read / write from / to the chip.
 394    Transfer the ECC from the hardware to the buffer. If the option
 395    NAND_HWECC_SYNDROME is set then the function is only called on
 396    write. See below.
 397
 398 -  correct_data
 399
 400    In case of an ECC error this function is called for error detection
 401    and correction. Return 1 respectively 2 in case the error can be
 402    corrected. If the error is not correctable return -1. If your
 403    hardware generator matches the default algorithm of the nand_ecc
 404    software generator then use the correction function provided by
 405    nand_ecc instead of implementing duplicated code.
 406
 407 Hardware ECC with syndrome calculation
 408 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 409
 410 Many hardware ECC implementations provide Reed-Solomon codes and
 411 calculate an error syndrome on read. The syndrome must be converted to a
 412 standard Reed-Solomon syndrome before calling the error correction code
 413 in the generic Reed-Solomon library.
 414
 415 The ECC bytes must be placed immediately after the data bytes in order
 416 to make the syndrome generator work. This is contrary to the usual
 417 layout used by software ECC. The separation of data and out of band area
 418 is not longer possible. The nand driver code handles this layout and the
 419 remaining free bytes in the oob area are managed by the autoplacement
 420 code. Provide a matching oob-layout in this case. See rts_from4.c and
 421 diskonchip.c for implementation reference. In those cases we must also
 422 use bad block tables on FLASH, because the ECC layout is interfering
 423 with the bad block marker positions. See bad block table support for
 424 details.
 425
 426 Bad block table support
 427 -----------------------
 428
 429 Most NAND chips mark the bad blocks at a defined position in the spare
 430 area. Those blocks must not be erased under any circumstances as the bad
 431 block information would be lost. It is possible to check the bad block
 432 mark each time when the blocks are accessed by reading the spare area of
 433 the first page in the block. This is time consuming so a bad block table
 434 is used.
 435
 436 The nand driver supports various types of bad block tables.
 437
 438 -  Per device
 439
 440    The bad block table contains all bad block information of the device
 441    which can consist of multiple chips.
 442
 443 -  Per chip
 444
 445    A bad block table is used per chip and contains the bad block
 446    information for this particular chip.
 447
 448 -  Fixed offset
 449
 450    The bad block table is located at a fixed offset in the chip
 451    (device). This applies to various DiskOnChip devices.
 452
 453 -  Automatic placed
 454
 455    The bad block table is automatically placed and detected either at
 456    the end or at the beginning of a chip (device)
 457
 458 -  Mirrored tables
 459
 460    The bad block table is mirrored on the chip (device) to allow updates
 461    of the bad block table without data loss.
 462
 463 nand_scan() calls the function nand_default_bbt().
 464 nand_default_bbt() selects appropriate default bad block table
 465 descriptors depending on the chip information which was retrieved by
 466 nand_scan().
 467
 468 The standard policy is scanning the device for bad blocks and build a
 469 ram based bad block table which allows faster access than always
 470 checking the bad block information on the flash chip itself.
 471
 472 Flash based tables
 473 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 474
 475 It may be desired or necessary to keep a bad block table in FLASH. For
 476 AG-AND chips this is mandatory, as they have no factory marked bad
 477 blocks. They have factory marked good blocks. The marker pattern is
 478 erased when the block is erased to be reused. So in case of powerloss
 479 before writing the pattern back to the chip this block would be lost and
 480 added to the bad blocks. Therefore we scan the chip(s) when we detect
 481 them the first time for good blocks and store this information in a bad
 482 block table before erasing any of the blocks.
 483
 484 The blocks in which the tables are stored are protected against
 485 accidental access by marking them bad in the memory bad block table. The
 486 bad block table management functions are allowed to circumvent this
 487 protection.
 488
 489 The simplest way to activate the FLASH based bad block table support is
 490 to set the option NAND_BBT_USE_FLASH in the bbt_option field of the
 491 nand chip structure before calling nand_scan(). For AG-AND chips is
 492 this done by default. This activates the default FLASH based bad block
 493 table functionality of the NAND driver. The default bad block table
 494 options are
 495
 496 -  Store bad block table per chip
 497
 498 -  Use 2 bits per block
 499
 500 -  Automatic placement at the end of the chip
 501
 502 -  Use mirrored tables with version numbers
 503
 504 -  Reserve 4 blocks at the end of the chip
 505
 506 User defined tables
 507 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 508
 509 User defined tables are created by filling out a nand_bbt_descr
 510 structure and storing the pointer in the nand_chip structure member
 511 bbt_td before calling nand_scan(). If a mirror table is necessary a
 512 second structure must be created and a pointer to this structure must be
 513 stored in bbt_md inside the nand_chip structure. If the bbt_md member
 514 is set to NULL then only the main table is used and no scan for the
 515 mirrored table is performed.
 516
 517 The most important field in the nand_bbt_descr structure is the
 518 options field. The options define most of the table properties. Use the
 519 predefined constants from rawnand.h to define the options.
 520
 521 -  Number of bits per block
 522
 523    The supported number of bits is 1, 2, 4, 8.
 524
 525 -  Table per chip
 526
 527    Setting the constant NAND_BBT_PERCHIP selects that a bad block
 528    table is managed for each chip in a chip array. If this option is not
 529    set then a per device bad block table is used.
 530
 531 -  Table location is absolute
 532
 533    Use the option constant NAND_BBT_ABSPAGE and define the absolute
 534    page number where the bad block table starts in the field pages. If
 535    you have selected bad block tables per chip and you have a multi chip
 536    array then the start page must be given for each chip in the chip
 537    array. Note: there is no scan for a table ident pattern performed, so
 538    the fields pattern, veroffs, offs, len can be left uninitialized
 539
 540 -  Table location is automatically detected
 541
 542    The table can either be located in the first or the last good blocks
 543    of the chip (device). Set NAND_BBT_LASTBLOCK to place the bad block
 544    table at the end of the chip (device). The bad block tables are
 545    marked and identified by a pattern which is stored in the spare area
 546    of the first page in the block which holds the bad block table. Store
 547    a pointer to the pattern in the pattern field. Further the length of
 548    the pattern has to be stored in len and the offset in the spare area
 549    must be given in the offs member of the nand_bbt_descr structure.
 550    For mirrored bad block tables different patterns are mandatory.
 551
 552 -  Table creation
 553
 554    Set the option NAND_BBT_CREATE to enable the table creation if no
 555    table can be found during the scan. Usually this is done only once if
 556    a new chip is found.
 557
 558 -  Table write support
 559
 560    Set the option NAND_BBT_WRITE to enable the table write support.
 561    This allows the update of the bad block table(s) in case a block has
 562    to be marked bad due to wear. The MTD interface function
 563    block_markbad is calling the update function of the bad block table.
 564    If the write support is enabled then the table is updated on FLASH.
 565
 566    Note: Write support should only be enabled for mirrored tables with
 567    version control.
 568
 569 -  Table version control
 570
 571    Set the option NAND_BBT_VERSION to enable the table version
 572    control. It's highly recommended to enable this for mirrored tables
 573    with write support. It makes sure that the risk of losing the bad
 574    block table information is reduced to the loss of the information
 575    about the one worn out block which should be marked bad. The version
 576    is stored in 4 consecutive bytes in the spare area of the device. The
 577    position of the version number is defined by the member veroffs in
 578    the bad block table descriptor.
 579
 580 -  Save block contents on write
 581
 582    In case that the block which holds the bad block table does contain
 583    other useful information, set the option NAND_BBT_SAVECONTENT. When
 584    the bad block table is written then the whole block is read the bad
 585    block table is updated and the block is erased and everything is
 586    written back. If this option is not set only the bad block table is
 587    written and everything else in the block is ignored and erased.
 588
 589 -  Number of reserved blocks
 590
 591    For automatic placement some blocks must be reserved for bad block
 592    table storage. The number of reserved blocks is defined in the
 593    maxblocks member of the bad block table description structure.
 594    Reserving 4 blocks for mirrored tables should be a reasonable number.
 595    This also limits the number of blocks which are scanned for the bad
 596    block table ident pattern.
 597
 598 Spare area (auto)placement
 599 --------------------------
 600
 601 The nand driver implements different possibilities for placement of
 602 filesystem data in the spare area,
 603
 604 -  Placement defined by fs driver
 605
 606 -  Automatic placement
 607
 608 The default placement function is automatic placement. The nand driver
 609 has built in default placement schemes for the various chiptypes. If due
 610 to hardware ECC functionality the default placement does not fit then
 611 the board driver can provide a own placement scheme.
 612
 613 File system drivers can provide a own placement scheme which is used
 614 instead of the default placement scheme.
 615
 616 Placement schemes are defined by a nand_oobinfo structure
 617
 618 ::
 619
 620     struct nand_oobinfo {
 621         int useecc;
 622         int eccbytes;
 623         int eccpos[24];
 624         int oobfree[8][2];
 625     };
 626
 627
 628 -  useecc
 629
 630    The useecc member controls the ecc and placement function. The header
 631    file include/mtd/mtd-abi.h contains constants to select ecc and
 632    placement. MTD_NANDECC_OFF switches off the ecc complete. This is
 633    not recommended and available for testing and diagnosis only.
 634    MTD_NANDECC_PLACE selects caller defined placement,
 635    MTD_NANDECC_AUTOPLACE selects automatic placement.
 636
 637 -  eccbytes
 638
 639    The eccbytes member defines the number of ecc bytes per page.
 640
 641 -  eccpos
 642
 643    The eccpos array holds the byte offsets in the spare area where the
 644    ecc codes are placed.
 645
 646 -  oobfree
 647
 648    The oobfree array defines the areas in the spare area which can be
 649    used for automatic placement. The information is given in the format
 650    {offset, size}. offset defines the start of the usable area, size the
 651    length in bytes. More than one area can be defined. The list is
 652    terminated by an {0, 0} entry.
 653
 654 Placement defined by fs driver
 655 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 656
 657 The calling function provides a pointer to a nand_oobinfo structure
 658 which defines the ecc placement. For writes the caller must provide a
 659 spare area buffer along with the data buffer. The spare area buffer size
 660 is (number of pages) \* (size of spare area). For reads the buffer size
 661 is (number of pages) \* ((size of spare area) + (number of ecc steps per
 662 page) \* sizeof (int)). The driver stores the result of the ecc check
 663 for each tuple in the spare buffer. The storage sequence is::
 664
 665         <spare data page 0><ecc result 0>...<ecc result n>
 666
 667         ...
 668
 669         <spare data page n><ecc result 0>...<ecc result n>
 670
 671 This is a legacy mode used by YAFFS1.
 672
 673 If the spare area buffer is NULL then only the ECC placement is done
 674 according to the given scheme in the nand_oobinfo structure.
 675
 676 Automatic placement
 677 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 678
 679 Automatic placement uses the built in defaults to place the ecc bytes in
 680 the spare area. If filesystem data have to be stored / read into the
 681 spare area then the calling function must provide a buffer. The buffer
 682 size per page is determined by the oobfree array in the nand_oobinfo
 683 structure.
 684
 685 If the spare area buffer is NULL then only the ECC placement is done
 686 according to the default builtin scheme.
 687
 688 Spare area autoplacement default schemes
 689 ----------------------------------------
 690
 691 256 byte pagesize
 692 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
 693
 694 ======== ================== ===================================================
 695 Offset   Content            Comment
 696 ======== ================== ===================================================
 697 0x00     ECC byte 0         Error correction code byte 0
 698 0x01     ECC byte 1         Error correction code byte 1
 699 0x02     ECC byte 2         Error correction code byte 2
 700 0x03     Autoplace 0
 701 0x04     Autoplace 1
 702 0x05     Bad block marker   If any bit in this byte is zero, then this
 703                             block is bad. This applies only to the first
 704                             page in a block. In the remaining pages this
 705                             byte is reserved
 706 0x06     Autoplace 2
 707 0x07     Autoplace 3
 708 ======== ================== ===================================================
 709
 710 512 byte pagesize
 711 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
 712
 713
 714 ============= ================== ==============================================
 715 Offset        Content            Comment
 716 ============= ================== ==============================================
 717 0x00          ECC byte 0         Error correction code byte 0 of the lower
 718                                  256 Byte data in this page
 719 0x01          ECC byte 1         Error correction code byte 1 of the lower
 720                                  256 Bytes of data in this page
 721 0x02          ECC byte 2         Error correction code byte 2 of the lower
 722                                  256 Bytes of data in this page
 723 0x03          ECC byte 3         Error correction code byte 0 of the upper
 724                                  256 Bytes of data in this page
 725 0x04          reserved           reserved
 726 0x05          Bad block marker   If any bit in this byte is zero, then this
 727                                  block is bad. This applies only to the first
 728                                  page in a block. In the remaining pages this
 729                                  byte is reserved
 730 0x06          ECC byte 4         Error correction code byte 1 of the upper
 731                                  256 Bytes of data in this page
 732 0x07          ECC byte 5         Error correction code byte 2 of the upper
 733                                  256 Bytes of data in this page
 734 0x08 - 0x0F   Autoplace 0 - 7
 735 ============= ================== ==============================================
 736
 737 2048 byte pagesize
 738 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 739
 740 =========== ================== ================================================
 741 Offset      Content            Comment
 742 =========== ================== ================================================
 743 0x00        Bad block marker   If any bit in this byte is zero, then this block
 744                                is bad. This applies only to the first page in a
 745                                block. In the remaining pages this byte is
 746                                reserved
 747 0x01        Reserved           Reserved
 748 0x02-0x27   Autoplace 0 - 37
 749 0x28        ECC byte 0         Error correction code byte 0 of the first
 750                                256 Byte data in this page
 751 0x29        ECC byte 1         Error correction code byte 1 of the first
 752                                256 Bytes of data in this page
 753 0x2A        ECC byte 2         Error correction code byte 2 of the first
 754                                256 Bytes data in this page
 755 0x2B        ECC byte 3         Error correction code byte 0 of the second
 756                                256 Bytes of data in this page
 757 0x2C        ECC byte 4         Error correction code byte 1 of the second
 758                                256 Bytes of data in this page
 759 0x2D        ECC byte 5         Error correction code byte 2 of the second
 760                                256 Bytes of data in this page
 761 0x2E        ECC byte 6         Error correction code byte 0 of the third
 762                                256 Bytes of data in this page
 763 0x2F        ECC byte 7         Error correction code byte 1 of the third
 764                                256 Bytes of data in this page
 765 0x30        ECC byte 8         Error correction code byte 2 of the third
 766                                256 Bytes of data in this page
 767 0x31        ECC byte 9         Error correction code byte 0 of the fourth
 768                                256 Bytes of data in this page
 769 0x32        ECC byte 10        Error correction code byte 1 of the fourth
 770                                256 Bytes of data in this page
 771 0x33        ECC byte 11        Error correction code byte 2 of the fourth
 772                                256 Bytes of data in this page
 773 0x34        ECC byte 12        Error correction code byte 0 of the fifth
 774                                256 Bytes of data in this page
 775 0x35        ECC byte 13        Error correction code byte 1 of the fifth
 776                                256 Bytes of data in this page
 777 0x36        ECC byte 14        Error correction code byte 2 of the fifth
 778                                256 Bytes of data in this page
 779 0x37        ECC byte 15        Error correction code byte 0 of the sixth
 780                                256 Bytes of data in this page
 781 0x38        ECC byte 16        Error correction code byte 1 of the sixth
 782                                256 Bytes of data in this page
 783 0x39        ECC byte 17        Error correction code byte 2 of the sixth
 784                                256 Bytes of data in this page
 785 0x3A        ECC byte 18        Error correction code byte 0 of the seventh
 786                                256 Bytes of data in this page
 787 0x3B        ECC byte 19        Error correction code byte 1 of the seventh
 788                                256 Bytes of data in this page
 789 0x3C        ECC byte 20        Error correction code byte 2 of the seventh
 790                                256 Bytes of data in this page
 791 0x3D        ECC byte 21        Error correction code byte 0 of the eighth
 792                                256 Bytes of data in this page
 793 0x3E        ECC byte 22        Error correction code byte 1 of the eighth
 794                                256 Bytes of data in this page
 795 0x3F        ECC byte 23        Error correction code byte 2 of the eighth
 796                                256 Bytes of data in this page
 797 =========== ================== ================================================
 798
 799 Filesystem support
 800 ==================
 801
 802 The NAND driver provides all necessary functions for a filesystem via
 803 the MTD interface.
 804
 805 Filesystems must be aware of the NAND peculiarities and restrictions.
 806 One major restrictions of NAND Flash is, that you cannot write as often
 807 as you want to a page. The consecutive writes to a page, before erasing
 808 it again, are restricted to 1-3 writes, depending on the manufacturers
 809 specifications. This applies similar to the spare area.
 810
 811 Therefore NAND aware filesystems must either write in page size chunks
 812 or hold a writebuffer to collect smaller writes until they sum up to
 813 pagesize. Available NAND aware filesystems: JFFS2, YAFFS.
 814
 815 The spare area usage to store filesystem data is controlled by the spare
 816 area placement functionality which is described in one of the earlier
 817 chapters.
 818
 819 Tools
 820 =====
 821
 822 The MTD project provides a couple of helpful tools to handle NAND Flash.
 823
 824 -  flasherase, flasheraseall: Erase and format FLASH partitions
 825
 826 -  nandwrite: write filesystem images to NAND FLASH
 827
 828 -  nanddump: dump the contents of a NAND FLASH partitions
 829
 830 These tools are aware of the NAND restrictions. Please use those tools
 831 instead of complaining about errors which are caused by non NAND aware
 832 access methods.
 833
 834 Constants
 835 =========
 836
 837 This chapter describes the constants which might be relevant for a
 838 driver developer.
 839
 840 Chip option constants
 841 ---------------------
 842
 843 Constants for chip id table
 844 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 845
 846 These constants are defined in rawnand.h. They are OR-ed together to
 847 describe the chip functionality::
 848
 849     /* Buswitdh is 16 bit */
 850     #define NAND_BUSWIDTH_16    0x00000002
 851     /* Device supports partial programming without padding */
 852     #define NAND_NO_PADDING     0x00000004
 853     /* Chip has cache program function */
 854     #define NAND_CACHEPRG       0x00000008
 855     /* Chip has copy back function */
 856     #define NAND_COPYBACK       0x00000010
 857     /* AND Chip which has 4 banks and a confusing page / block
 858      * assignment. See Renesas datasheet for further information */
 859     #define NAND_IS_AND     0x00000020
 860     /* Chip has a array of 4 pages which can be read without
 861      * additional ready /busy waits */
 862     #define NAND_4PAGE_ARRAY    0x00000040
 863
 864
 865 Constants for runtime options
 866 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 867
 868 These constants are defined in rawnand.h. They are OR-ed together to
 869 describe the functionality::
 870
 871     /* The hw ecc generator provides a syndrome instead a ecc value on read
 872      * This can only work if we have the ecc bytes directly behind the
 873      * data bytes. Applies for DOC and AG-AND Renesas HW Reed Solomon generators */
 874     #define NAND_HWECC_SYNDROME 0x00020000
 875
 876
 877 ECC selection constants
 878 -----------------------
 879
 880 Use these constants to select the ECC algorithm::
 881
 882     /* No ECC. Usage is not recommended ! */
 883     #define NAND_ECC_NONE       0
 884     /* Software ECC 3 byte ECC per 256 Byte data */
 885     #define NAND_ECC_SOFT       1
 886     /* Hardware ECC 3 byte ECC per 256 Byte data */
 887     #define NAND_ECC_HW3_256    2
 888     /* Hardware ECC 3 byte ECC per 512 Byte data */
 889     #define NAND_ECC_HW3_512    3
 890     /* Hardware ECC 6 byte ECC per 512 Byte data */
 891     #define NAND_ECC_HW6_512    4
 892     /* Hardware ECC 8 byte ECC per 512 Byte data */
 893     #define NAND_ECC_HW8_512    6
 894
 895
 896 Hardware control related constants
 897 ----------------------------------
 898
 899 These constants describe the requested hardware access function when the
 900 boardspecific hardware control function is called::
 901
 902     /* Select the chip by setting nCE to low */
 903     #define NAND_CTL_SETNCE     1
 904     /* Deselect the chip by setting nCE to high */
 905     #define NAND_CTL_CLRNCE     2
 906     /* Select the command latch by setting CLE to high */
 907     #define NAND_CTL_SETCLE     3
 908     /* Deselect the command latch by setting CLE to low */
 909     #define NAND_CTL_CLRCLE     4
 910     /* Select the address latch by setting ALE to high */
 911     #define NAND_CTL_SETALE     5
 912     /* Deselect the address latch by setting ALE to low */
 913     #define NAND_CTL_CLRALE     6
 914     /* Set write protection by setting WP to high. Not used! */
 915     #define NAND_CTL_SETWP      7
 916     /* Clear write protection by setting WP to low. Not used! */
 917     #define NAND_CTL_CLRWP      8
 918
 919
 920 Bad block table related constants
 921 ---------------------------------
 922
 923 These constants describe the options used for bad block table
 924 descriptors::
 925
 926     /* Options for the bad block table descriptors */
 927
 928     /* The number of bits used per block in the bbt on the device */
 929     #define NAND_BBT_NRBITS_MSK 0x0000000F
 930     #define NAND_BBT_1BIT       0x00000001
 931     #define NAND_BBT_2BIT       0x00000002
 932     #define NAND_BBT_4BIT       0x00000004
 933     #define NAND_BBT_8BIT       0x00000008
 934     /* The bad block table is in the last good block of the device */
 935     #define NAND_BBT_LASTBLOCK  0x00000010
 936     /* The bbt is at the given page, else we must scan for the bbt */
 937     #define NAND_BBT_ABSPAGE    0x00000020
 938     /* bbt is stored per chip on multichip devices */
 939     #define NAND_BBT_PERCHIP    0x00000080
 940     /* bbt has a version counter at offset veroffs */
 941     #define NAND_BBT_VERSION    0x00000100
 942     /* Create a bbt if none axists */
 943     #define NAND_BBT_CREATE     0x00000200
 944     /* Write bbt if necessary */
 945     #define NAND_BBT_WRITE      0x00001000
 946     /* Read and write back block contents when writing bbt */
 947     #define NAND_BBT_SAVECONTENT    0x00002000
 948
 949
 950 Structures
 951 ==========
 952
 953 This chapter contains the autogenerated documentation of the structures
 954 which are used in the NAND driver and might be relevant for a driver
 955 developer. Each struct member has a short description which is marked
 956 with an [XXX] identifier. See the chapter "Documentation hints" for an
 957 explanation.
 958
 959 .. kernel-doc:: include/linux/mtd/rawnand.h
 960    :internal:
 961
 962 Public Functions Provided
 963 =========================
 964
 965 This chapter contains the autogenerated documentation of the NAND kernel
 966 API functions which are exported. Each function has a short description
 967 which is marked with an [XXX] identifier. See the chapter "Documentation
 968 hints" for an explanation.
 969
 970 .. kernel-doc:: drivers/mtd/nand/raw/nand_base.c
 971    :export:
 972
 973 .. kernel-doc:: drivers/mtd/nand/raw/nand_ecc.c
 974    :export:
 975
 976 Internal Functions Provided
 977 ===========================
 978
 979 This chapter contains the autogenerated documentation of the NAND driver
 980 internal functions. Each function has a short description which is
 981 marked with an [XXX] identifier. See the chapter "Documentation hints"
 982 for an explanation. The functions marked with [DEFAULT] might be
 983 relevant for a board driver developer.
 984
 985 .. kernel-doc:: drivers/mtd/nand/raw/nand_base.c
 986    :internal:
 987
 988 .. kernel-doc:: drivers/mtd/nand/raw/nand_bbt.c
 989    :internal:
 990
 991 Credits
 992 =======
 993
 994 The following people have contributed to the NAND driver:
 995
 996 1. Steven J. Hill\ sjhill@realitydiluted.com
 997
 998 2. David Woodhouse\ dwmw2@infradead.org
 999
1000 3. Thomas Gleixner\ tglx@linutronix.de
1001
1002 A lot of users have provided bugfixes, improvements and helping hands
1003 for testing. Thanks a lot.
1004
1005 The following people have contributed to this document:
1006
1007 1. Thomas Gleixner\ tglx@linutronix.de