mtd/nand/raw/mtk_ecc.c

   1 /*
   2  * MTK ECC controller driver.
   3  * Copyright (C) 2016  MediaTek Inc.
   4  * Authors:     Xiaolei Li              <xiaolei.li@mediatek.com>
   5  *              Jorge Ramirez-Ortiz     <jorge.ramirez-ortiz@linaro.org>
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  */
  16
  17 #include <linux/platform_device.h>
  18 #include <linux/dma-mapping.h>
  19 #include <linux/interrupt.h>
  20 #include <linux/clk.h>
  21 #include <linux/module.h>
  22 #include <linux/iopoll.h>
  23 #include <linux/of.h>
  24 #include <linux/of_platform.h>
  25 #include <linux/mutex.h>
  26
  27 #include "mtk_ecc.h"
  28
  29 #define ECC_IDLE_MASK           BIT(0)
  30 #define ECC_IRQ_EN              BIT(0)
  31 #define ECC_PG_IRQ_SEL          BIT(1)
  32 #define ECC_OP_ENABLE           (1)
  33 #define ECC_OP_DISABLE          (0)
  34
  35 #define ECC_ENCCON              (0x00)
  36 #define ECC_ENCCNFG             (0x04)
  37 #define         ECC_MS_SHIFT            (16)
  38 #define ECC_ENCDIADDR           (0x08)
  39 #define ECC_ENCIDLE             (0x0C)
  40 #define ECC_DECCON              (0x100)
  41 #define ECC_DECCNFG             (0x104)
  42 #define         DEC_EMPTY_EN            BIT(31)
  43 #define         DEC_CNFG_CORRECT        (0x3 << 12)
  44 #define ECC_DECIDLE             (0x10C)
  45 #define ECC_DECENUM0            (0x114)
  46
  47 #define ECC_TIMEOUT             (500000)
  48
  49 #define ECC_IDLE_REG(op)        ((op) == ECC_ENCODE ? ECC_ENCIDLE : ECC_DECIDLE)
  50 #define ECC_CTL_REG(op)         ((op) == ECC_ENCODE ? ECC_ENCCON : ECC_DECCON)
  51
  52 struct mtk_ecc_caps {
  53         u32 err_mask;
  54         const u8 *ecc_strength;
  55         const u32 *ecc_regs;
  56         u8 num_ecc_strength;
  57         u8 ecc_mode_shift;
  58         u32 parity_bits;
  59         int pg_irq_sel;
  60 };
  61
  62 struct mtk_ecc {
  63         struct device *dev;
  64         const struct mtk_ecc_caps *caps;
  65         void __iomem *regs;
  66         struct clk *clk;
  67
  68         struct completion done;
  69         struct mutex lock;
  70         u32 sectors;
  71
  72         u8 *eccdata;
  73 };
  74
  75 /* ecc strength that each IP supports */
  76 static const u8 ecc_strength_mt2701[] = {
  77         4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 28, 32, 36,
  78         40, 44, 48, 52, 56, 60
  79 };
  80
  81 static const u8 ecc_strength_mt2712[] = {
  82         4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 28, 32, 36,
  83         40, 44, 48, 52, 56, 60, 68, 72, 80
  84 };
  85
  86 static const u8 ecc_strength_mt7622[] = {
  87         4, 6, 8, 10, 12, 14, 16
  88 };
  89
  90 enum mtk_ecc_regs {
  91         ECC_ENCPAR00,
  92         ECC_ENCIRQ_EN,
  93         ECC_ENCIRQ_STA,
  94         ECC_DECDONE,
  95         ECC_DECIRQ_EN,
  96         ECC_DECIRQ_STA,
  97 };
  98
  99 static int mt2701_ecc_regs[] = {
 100         [ECC_ENCPAR00] =        0x10,
 101         [ECC_ENCIRQ_EN] =       0x80,
 102         [ECC_ENCIRQ_STA] =      0x84,
 103         [ECC_DECDONE] =         0x124,
 104         [ECC_DECIRQ_EN] =       0x200,
 105         [ECC_DECIRQ_STA] =      0x204,
 106 };
 107
 108 static int mt2712_ecc_regs[] = {
 109         [ECC_ENCPAR00] =        0x300,
 110         [ECC_ENCIRQ_EN] =       0x80,
 111         [ECC_ENCIRQ_STA] =      0x84,
 112         [ECC_DECDONE] =         0x124,
 113         [ECC_DECIRQ_EN] =       0x200,
 114         [ECC_DECIRQ_STA] =      0x204,
 115 };
 116
 117 static int mt7622_ecc_regs[] = {
 118         [ECC_ENCPAR00] =        0x10,
 119         [ECC_ENCIRQ_EN] =       0x30,
 120         [ECC_ENCIRQ_STA] =      0x34,
 121         [ECC_DECDONE] =         0x11c,
 122         [ECC_DECIRQ_EN] =       0x140,
 123         [ECC_DECIRQ_STA] =      0x144,
 124 };
 125
 126 static inline void mtk_ecc_wait_idle(struct mtk_ecc *ecc,
 127                                      enum mtk_ecc_operation op)
 128 {
 129         struct device *dev = ecc->dev;
 130         u32 val;
 131         int ret;
 132
 133         ret = readl_poll_timeout_atomic(ecc->regs + ECC_IDLE_REG(op), val,
 134                                         val & ECC_IDLE_MASK,
 135                                         10, ECC_TIMEOUT);
 136         if (ret)
 137                 dev_warn(dev, "%s NOT idle\n",
 138                          op == ECC_ENCODE ? "encoder" : "decoder");
 139 }
 140
 141 static irqreturn_t mtk_ecc_irq(int irq, void *id)
 142 {
 143         struct mtk_ecc *ecc = id;
 144         u32 dec, enc;
 145
 146         dec = readw(ecc->regs + ecc->caps->ecc_regs[ECC_DECIRQ_STA])
 147                     & ECC_IRQ_EN;
 148         if (dec) {
 149                 dec = readw(ecc->regs + ecc->caps->ecc_regs[ECC_DECDONE]);
 150                 if (dec & ecc->sectors) {
 151                         /*
 152                          * Clear decode IRQ status once again to ensure that
 153                          * there will be no extra IRQ.
 154                          */
 155                         readw(ecc->regs + ecc->caps->ecc_regs[ECC_DECIRQ_STA]);
 156                         ecc->sectors = 0;
 157                         complete(&ecc->done);
 158                 } else {
 159                         return IRQ_HANDLED;
 160                 }
 161         } else {
 162                 enc = readl(ecc->regs + ecc->caps->ecc_regs[ECC_ENCIRQ_STA])
 163                       & ECC_IRQ_EN;
 164                 if (enc)
 165                         complete(&ecc->done);
 166                 else
 167                         return IRQ_NONE;
 168         }
 169
 170         return IRQ_HANDLED;
 171 }
 172
 173 static int mtk_ecc_config(struct mtk_ecc *ecc, struct mtk_ecc_config *config)
 174 {
 175         u32 ecc_bit, dec_sz, enc_sz;
 176         u32 reg, i;
 177
 178         for (i = 0; i < ecc->caps->num_ecc_strength; i++) {
 179                 if (ecc->caps->ecc_strength[i] == config->strength)
 180                         break;
 181         }
 182
 183         if (i == ecc->caps->num_ecc_strength) {
 184                 dev_err(ecc->dev, "invalid ecc strength %d\n",
 185                         config->strength);
 186                 return -EINVAL;
 187         }
 188
 189         ecc_bit = i;
 190
 191         if (config->op == ECC_ENCODE) {
 192                 /* configure ECC encoder (in bits) */
 193                 enc_sz = config->len << 3;
 194
 195                 reg = ecc_bit | (config->mode << ecc->caps->ecc_mode_shift);
 196                 reg |= (enc_sz << ECC_MS_SHIFT);
 197                 writel(reg, ecc->regs + ECC_ENCCNFG);
 198
 199                 if (config->mode != ECC_NFI_MODE)
 200                         writel(lower_32_bits(config->addr),
 201                                ecc->regs + ECC_ENCDIADDR);
 202
 203         } else {
 204                 /* configure ECC decoder (in bits) */
 205                 dec_sz = (config->len << 3) +
 206                          config->strength * ecc->caps->parity_bits;
 207
 208                 reg = ecc_bit | (config->mode << ecc->caps->ecc_mode_shift);
 209                 reg |= (dec_sz << ECC_MS_SHIFT) | DEC_CNFG_CORRECT;
 210                 reg |= DEC_EMPTY_EN;
 211                 writel(reg, ecc->regs + ECC_DECCNFG);
 212
 213                 if (config->sectors)
 214                         ecc->sectors = 1 << (config->sectors - 1);
 215         }
 216
 217         return 0;
 218 }
 219
 220 void mtk_ecc_get_stats(struct mtk_ecc *ecc, struct mtk_ecc_stats *stats,
 221                        int sectors)
 222 {
 223         u32 offset, i, err;
 224         u32 bitflips = 0;
 225
 226         stats->corrected = 0;
 227         stats->failed = 0;
 228
 229         for (i = 0; i < sectors; i++) {
 230                 offset = (i >> 2) << 2;
 231                 err = readl(ecc->regs + ECC_DECENUM0 + offset);
 232                 err = err >> ((i % 4) * 8);
 233                 err &= ecc->caps->err_mask;
 234                 if (err == ecc->caps->err_mask) {
 235                         /* uncorrectable errors */
 236                         stats->failed++;
 237                         continue;
 238                 }
 239
 240                 stats->corrected += err;
 241                 bitflips = max_t(u32, bitflips, err);
 242         }
 243
 244         stats->bitflips = bitflips;
 245 }
 246 EXPORT_SYMBOL(mtk_ecc_get_stats);
 247
 248 void mtk_ecc_release(struct mtk_ecc *ecc)
 249 {
 250         clk_disable_unprepare(ecc->clk);
 251         put_device(ecc->dev);
 252 }
 253 EXPORT_SYMBOL(mtk_ecc_release);
 254
 255 static void mtk_ecc_hw_init(struct mtk_ecc *ecc)
 256 {
 257         mtk_ecc_wait_idle(ecc, ECC_ENCODE);
 258         writew(ECC_OP_DISABLE, ecc->regs + ECC_ENCCON);
 259
 260         mtk_ecc_wait_idle(ecc, ECC_DECODE);
 261         writel(ECC_OP_DISABLE, ecc->regs + ECC_DECCON);
 262 }
 263
 264 static struct mtk_ecc *mtk_ecc_get(struct device_node *np)
 265 {
 266         struct platform_device *pdev;
 267         struct mtk_ecc *ecc;
 268
 269         pdev = of_find_device_by_node(np);
 270         if (!pdev || !platform_get_drvdata(pdev))
 271                 return ERR_PTR(-EPROBE_DEFER);
 272
 273         get_device(&pdev->dev);
 274         ecc = platform_get_drvdata(pdev);
 275         clk_prepare_enable(ecc->clk);
 276         mtk_ecc_hw_init(ecc);
 277
 278         return ecc;
 279 }
 280
 281 struct mtk_ecc *of_mtk_ecc_get(struct device_node *of_node)
 282 {
 283         struct mtk_ecc *ecc = NULL;
 284         struct device_node *np;
 285
 286         np = of_parse_phandle(of_node, "ecc-engine", 0);
 287         if (np) {
 288                 ecc = mtk_ecc_get(np);
 289                 of_node_put(np);
 290         }
 291
 292         return ecc;
 293 }
 294 EXPORT_SYMBOL(of_mtk_ecc_get);
 295
 296 int mtk_ecc_enable(struct mtk_ecc *ecc, struct mtk_ecc_config *config)
 297 {
 298         enum mtk_ecc_operation op = config->op;
 299         u16 reg_val;
 300         int ret;
 301
 302         ret = mutex_lock_interruptible(&ecc->lock);
 303         if (ret) {
 304                 dev_err(ecc->dev, "interrupted when attempting to lock\n");
 305                 return ret;
 306         }
 307
 308         mtk_ecc_wait_idle(ecc, op);
 309
 310         ret = mtk_ecc_config(ecc, config);
 311         if (ret) {
 312                 mutex_unlock(&ecc->lock);
 313                 return ret;
 314         }
 315
 316         if (config->mode != ECC_NFI_MODE || op != ECC_ENCODE) {
 317                 init_completion(&ecc->done);
 318                 reg_val = ECC_IRQ_EN;
 319                 /*
 320                  * For ECC_NFI_MODE, if ecc->caps->pg_irq_sel is 1, then it
 321                  * means this chip can only generate one ecc irq during page
 322                  * read / write. If is 0, generate one ecc irq each ecc step.
 323                  */
 324                 if (ecc->caps->pg_irq_sel && config->mode == ECC_NFI_MODE)
 325                         reg_val |= ECC_PG_IRQ_SEL;
 326                 if (op == ECC_ENCODE)
 327                         writew(reg_val, ecc->regs +
 328                                ecc->caps->ecc_regs[ECC_ENCIRQ_EN]);
 329                 else
 330                         writew(reg_val, ecc->regs +
 331                                ecc->caps->ecc_regs[ECC_DECIRQ_EN]);
 332         }
 333
 334         writew(ECC_OP_ENABLE, ecc->regs + ECC_CTL_REG(op));
 335
 336         return 0;
 337 }
 338 EXPORT_SYMBOL(mtk_ecc_enable);
 339
 340 void mtk_ecc_disable(struct mtk_ecc *ecc)
 341 {
 342         enum mtk_ecc_operation op = ECC_ENCODE;
 343
 344         /* find out the running operation */
 345         if (readw(ecc->regs + ECC_CTL_REG(op)) != ECC_OP_ENABLE)
 346                 op = ECC_DECODE;
 347
 348         /* disable it */
 349         mtk_ecc_wait_idle(ecc, op);
 350         if (op == ECC_DECODE) {
 351                 /*
 352                  * Clear decode IRQ status in case there is a timeout to wait
 353                  * decode IRQ.
 354                  */
 355                 readw(ecc->regs + ecc->caps->ecc_regs[ECC_DECDONE]);
 356                 writew(0, ecc->regs + ecc->caps->ecc_regs[ECC_DECIRQ_EN]);
 357         } else {
 358                 writew(0, ecc->regs + ecc->caps->ecc_regs[ECC_ENCIRQ_EN]);
 359         }
 360
 361         writew(ECC_OP_DISABLE, ecc->regs + ECC_CTL_REG(op));
 362
 363         mutex_unlock(&ecc->lock);
 364 }
 365 EXPORT_SYMBOL(mtk_ecc_disable);
 366
 367 int mtk_ecc_wait_done(struct mtk_ecc *ecc, enum mtk_ecc_operation op)
 368 {
 369         int ret;
 370
 371         ret = wait_for_completion_timeout(&ecc->done, msecs_to_jiffies(500));
 372         if (!ret) {
 373                 dev_err(ecc->dev, "%s timeout - interrupt did not arrive)\n",
 374                         (op == ECC_ENCODE) ? "encoder" : "decoder");
 375                 return -ETIMEDOUT;
 376         }
 377
 378         return 0;
 379 }
 380 EXPORT_SYMBOL(mtk_ecc_wait_done);
 381
 382 int mtk_ecc_encode(struct mtk_ecc *ecc, struct mtk_ecc_config *config,
 383                    u8 *data, u32 bytes)
 384 {
 385         dma_addr_t addr;
 386         u32 len;
 387         int ret;
 388
 389         addr = dma_map_single(ecc->dev, data, bytes, DMA_TO_DEVICE);
 390         ret = dma_mapping_error(ecc->dev, addr);
 391         if (ret) {
 392                 dev_err(ecc->dev, "dma mapping error\n");
 393                 return -EINVAL;
 394         }
 395
 396         config->op = ECC_ENCODE;
 397         config->addr = addr;
 398         ret = mtk_ecc_enable(ecc, config);
 399         if (ret) {
 400                 dma_unmap_single(ecc->dev, addr, bytes, DMA_TO_DEVICE);
 401                 return ret;
 402         }
 403
 404         ret = mtk_ecc_wait_done(ecc, ECC_ENCODE);
 405         if (ret)
 406                 goto timeout;
 407
 408         mtk_ecc_wait_idle(ecc, ECC_ENCODE);
 409
 410         /* Program ECC bytes to OOB: per sector oob = FDM + ECC + SPARE */
 411         len = (config->strength * ecc->caps->parity_bits + 7) >> 3;
 412
 413         /* write the parity bytes generated by the ECC back to temp buffer */
 414         __ioread32_copy(ecc->eccdata,
 415                         ecc->regs + ecc->caps->ecc_regs[ECC_ENCPAR00],
 416                         round_up(len, 4));
 417
 418         /* copy into possibly unaligned OOB region with actual length */
 419         memcpy(data + bytes, ecc->eccdata, len);
 420 timeout:
 421
 422         dma_unmap_single(ecc->dev, addr, bytes, DMA_TO_DEVICE);
 423         mtk_ecc_disable(ecc);
 424
 425         return ret;
 426 }
 427 EXPORT_SYMBOL(mtk_ecc_encode);
 428
 429 void mtk_ecc_adjust_strength(struct mtk_ecc *ecc, u32 *p)
 430 {
 431         const u8 *ecc_strength = ecc->caps->ecc_strength;
 432         int i;
 433
 434         for (i = 0; i < ecc->caps->num_ecc_strength; i++) {
 435                 if (*p <= ecc_strength[i]) {
 436                         if (!i)
 437                                 *p = ecc_strength[i];
 438                         else if (*p != ecc_strength[i])
 439                                 *p = ecc_strength[i - 1];
 440                         return;
 441                 }
 442         }
 443
 444         *p = ecc_strength[ecc->caps->num_ecc_strength - 1];
 445 }
 446 EXPORT_SYMBOL(mtk_ecc_adjust_strength);
 447
 448 unsigned int mtk_ecc_get_parity_bits(struct mtk_ecc *ecc)
 449 {
 450         return ecc->caps->parity_bits;
 451 }
 452 EXPORT_SYMBOL(mtk_ecc_get_parity_bits);
 453
 454 static const struct mtk_ecc_caps mtk_ecc_caps_mt2701 = {
 455         .err_mask = 0x3f,
 456         .ecc_strength = ecc_strength_mt2701,
 457         .ecc_regs = mt2701_ecc_regs,
 458         .num_ecc_strength = 20,
 459         .ecc_mode_shift = 5,
 460         .parity_bits = 14,
 461         .pg_irq_sel = 0,
 462 };
 463
 464 static const struct mtk_ecc_caps mtk_ecc_caps_mt2712 = {
 465         .err_mask = 0x7f,
 466         .ecc_strength = ecc_strength_mt2712,
 467         .ecc_regs = mt2712_ecc_regs,
 468         .num_ecc_strength = 23,
 469         .ecc_mode_shift = 5,
 470         .parity_bits = 14,
 471         .pg_irq_sel = 1,
 472 };
 473
 474 static const struct mtk_ecc_caps mtk_ecc_caps_mt7622 = {
 475         .err_mask = 0x3f,
 476         .ecc_strength = ecc_strength_mt7622,
 477         .ecc_regs = mt7622_ecc_regs,
 478         .num_ecc_strength = 7,
 479         .ecc_mode_shift = 4,
 480         .parity_bits = 13,
 481         .pg_irq_sel = 0,
 482 };
 483
 484 static const struct of_device_id mtk_ecc_dt_match[] = {
 485         {
 486                 .compatible = "mediatek,mt2701-ecc",
 487                 .data = &mtk_ecc_caps_mt2701,
 488         }, {
 489                 .compatible = "mediatek,mt2712-ecc",
 490                 .data = &mtk_ecc_caps_mt2712,
 491         }, {
 492                 .compatible = "mediatek,mt7622-ecc",
 493                 .data = &mtk_ecc_caps_mt7622,
 494         },
 495         {},
 496 };
 497
 498 static int mtk_ecc_probe(struct platform_device *pdev)
 499 {
 500         struct device *dev = &pdev->dev;
 501         struct mtk_ecc *ecc;
 502         struct resource *res;
 503         u32 max_eccdata_size;
 504         int irq, ret;
 505
 506         ecc = devm_kzalloc(dev, sizeof(*ecc), GFP_KERNEL);
 507         if (!ecc)
 508                 return -ENOMEM;
 509
 510         ecc->caps = of_device_get_match_data(dev);
 511
 512         max_eccdata_size = ecc->caps->num_ecc_strength - 1;
 513         max_eccdata_size = ecc->caps->ecc_strength[max_eccdata_size];
 514         max_eccdata_size = (max_eccdata_size * ecc->caps->parity_bits + 7) >> 3;
 515         max_eccdata_size = round_up(max_eccdata_size, 4);
 516         ecc->eccdata = devm_kzalloc(dev, max_eccdata_size, GFP_KERNEL);
 517         if (!ecc->eccdata)
 518                 return -ENOMEM;
 519
 520         res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
 521         ecc->regs = devm_ioremap_resource(dev, res);
 522         if (IS_ERR(ecc->regs)) {
 523                 dev_err(dev, "failed to map regs: %ld\n", PTR_ERR(ecc->regs));
 524                 return PTR_ERR(ecc->regs);
 525         }
 526
 527         ecc->clk = devm_clk_get(dev, NULL);
 528         if (IS_ERR(ecc->clk)) {
 529                 dev_err(dev, "failed to get clock: %ld\n", PTR_ERR(ecc->clk));
 530                 return PTR_ERR(ecc->clk);
 531         }
 532
 533         irq = platform_get_irq(pdev, 0);
 534         if (irq < 0) {
 535                 dev_err(dev, "failed to get irq: %d\n", irq);
 536                 return irq;
 537         }
 538
 539         ret = dma_set_mask(dev, DMA_BIT_MASK(32));
 540         if (ret) {
 541                 dev_err(dev, "failed to set DMA mask\n");
 542                 return ret;
 543         }
 544
 545         ret = devm_request_irq(dev, irq, mtk_ecc_irq, 0x0, "mtk-ecc", ecc);
 546         if (ret) {
 547                 dev_err(dev, "failed to request irq\n");
 548                 return -EINVAL;
 549         }
 550
 551         ecc->dev = dev;
 552         mutex_init(&ecc->lock);
 553         platform_set_drvdata(pdev, ecc);
 554         dev_info(dev, "probed\n");
 555
 556         return 0;
 557 }
 558
 559 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 560 static int mtk_ecc_suspend(struct device *dev)
 561 {
 562         struct mtk_ecc *ecc = dev_get_drvdata(dev);
 563
 564         clk_disable_unprepare(ecc->clk);
 565
 566         return 0;
 567 }
 568
 569 static int mtk_ecc_resume(struct device *dev)
 570 {
 571         struct mtk_ecc *ecc = dev_get_drvdata(dev);
 572         int ret;
 573
 574         ret = clk_prepare_enable(ecc->clk);
 575         if (ret) {
 576                 dev_err(dev, "failed to enable clk\n");
 577                 return ret;
 578         }
 579
 580         return 0;
 581 }
 582
 583 static SIMPLE_DEV_PM_OPS(mtk_ecc_pm_ops, mtk_ecc_suspend, mtk_ecc_resume);
 584 #endif
 585
 586 MODULE_DEVICE_TABLE(of, mtk_ecc_dt_match);
 587
 588 static struct platform_driver mtk_ecc_driver = {
 589         .probe  = mtk_ecc_probe,
 590         .driver = {
 591                 .name  = "mtk-ecc",
 592                 .of_match_table = of_match_ptr(mtk_ecc_dt_match),
 593 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 594                 .pm = &mtk_ecc_pm_ops,
 595 #endif
 596         },
 597 };
 598
 599 module_platform_driver(mtk_ecc_driver);
 600
 601 MODULE_AUTHOR("Xiaolei Li <xiaolei.li@mediatek.com>");
 602 MODULE_DESCRIPTION("MTK Nand ECC Driver");
 603 MODULE_LICENSE("GPL");