drivers/mtd/spi-nor/fsl-quadspi.c

   1 /*
   2  * Freescale QuadSPI driver.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2013 Freescale Semiconductor, Inc.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  */
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/interrupt.h>
  14 #include <linux/errno.h>
  15 #include <linux/platform_device.h>
  16 #include <linux/sched.h>
  17 #include <linux/delay.h>
  18 #include <linux/io.h>
  19 #include <linux/clk.h>
  20 #include <linux/err.h>
  21 #include <linux/of.h>
  22 #include <linux/of_device.h>
  23 #include <linux/timer.h>
  24 #include <linux/jiffies.h>
  25 #include <linux/completion.h>
  26 #include <linux/mtd/mtd.h>
  27 #include <linux/mtd/partitions.h>
  28 #include <linux/mtd/spi-nor.h>
  29 #include <linux/mutex.h>
  30
  31 /* Controller needs driver to swap endian */
  32 #define QUADSPI_QUIRK_SWAP_ENDIAN       (1 << 0)
  33 /* Controller needs 4x internal clock */
  34 #define QUADSPI_QUIRK_4X_INT_CLK        (1 << 1)
  35 /*
  36  * TKT253890, Controller needs driver to fill txfifo till 16 byte to
  37  * trigger data transfer even though extern data will not transferred.
  38  */
  39 #define QUADSPI_QUIRK_TKT253890         (1 << 2)
  40
  41 /* The registers */
  42 #define QUADSPI_MCR                     0x00
  43 #define QUADSPI_MCR_RESERVED_SHIFT      16
  44 #define QUADSPI_MCR_RESERVED_MASK       (0xF << QUADSPI_MCR_RESERVED_SHIFT)
  45 #define QUADSPI_MCR_MDIS_SHIFT          14
  46 #define QUADSPI_MCR_MDIS_MASK           (1 << QUADSPI_MCR_MDIS_SHIFT)
  47 #define QUADSPI_MCR_CLR_TXF_SHIFT       11
  48 #define QUADSPI_MCR_CLR_TXF_MASK        (1 << QUADSPI_MCR_CLR_TXF_SHIFT)
  49 #define QUADSPI_MCR_CLR_RXF_SHIFT       10
  50 #define QUADSPI_MCR_CLR_RXF_MASK        (1 << QUADSPI_MCR_CLR_RXF_SHIFT)
  51 #define QUADSPI_MCR_DDR_EN_SHIFT        7
  52 #define QUADSPI_MCR_DDR_EN_MASK         (1 << QUADSPI_MCR_DDR_EN_SHIFT)
  53 #define QUADSPI_MCR_END_CFG_SHIFT       2
  54 #define QUADSPI_MCR_END_CFG_MASK        (3 << QUADSPI_MCR_END_CFG_SHIFT)
  55 #define QUADSPI_MCR_SWRSTHD_SHIFT       1
  56 #define QUADSPI_MCR_SWRSTHD_MASK        (1 << QUADSPI_MCR_SWRSTHD_SHIFT)
  57 #define QUADSPI_MCR_SWRSTSD_SHIFT       0
  58 #define QUADSPI_MCR_SWRSTSD_MASK        (1 << QUADSPI_MCR_SWRSTSD_SHIFT)
  59
  60 #define QUADSPI_IPCR                    0x08
  61 #define QUADSPI_IPCR_SEQID_SHIFT        24
  62 #define QUADSPI_IPCR_SEQID_MASK         (0xF << QUADSPI_IPCR_SEQID_SHIFT)
  63
  64 #define QUADSPI_BUF0CR                  0x10
  65 #define QUADSPI_BUF1CR                  0x14
  66 #define QUADSPI_BUF2CR                  0x18
  67 #define QUADSPI_BUFXCR_INVALID_MSTRID   0xe
  68
  69 #define QUADSPI_BUF3CR                  0x1c
  70 #define QUADSPI_BUF3CR_ALLMST_SHIFT     31
  71 #define QUADSPI_BUF3CR_ALLMST_MASK      (1 << QUADSPI_BUF3CR_ALLMST_SHIFT)
  72 #define QUADSPI_BUF3CR_ADATSZ_SHIFT             8
  73 #define QUADSPI_BUF3CR_ADATSZ_MASK      (0xFF << QUADSPI_BUF3CR_ADATSZ_SHIFT)
  74
  75 #define QUADSPI_BFGENCR                 0x20
  76 #define QUADSPI_BFGENCR_PAR_EN_SHIFT    16
  77 #define QUADSPI_BFGENCR_PAR_EN_MASK     (1 << (QUADSPI_BFGENCR_PAR_EN_SHIFT))
  78 #define QUADSPI_BFGENCR_SEQID_SHIFT     12
  79 #define QUADSPI_BFGENCR_SEQID_MASK      (0xF << QUADSPI_BFGENCR_SEQID_SHIFT)
  80
  81 #define QUADSPI_BUF0IND                 0x30
  82 #define QUADSPI_BUF1IND                 0x34
  83 #define QUADSPI_BUF2IND                 0x38
  84 #define QUADSPI_SFAR                    0x100
  85
  86 #define QUADSPI_SMPR                    0x108
  87 #define QUADSPI_SMPR_DDRSMP_SHIFT       16
  88 #define QUADSPI_SMPR_DDRSMP_MASK        (7 << QUADSPI_SMPR_DDRSMP_SHIFT)
  89 #define QUADSPI_SMPR_FSDLY_SHIFT        6
  90 #define QUADSPI_SMPR_FSDLY_MASK         (1 << QUADSPI_SMPR_FSDLY_SHIFT)
  91 #define QUADSPI_SMPR_FSPHS_SHIFT        5
  92 #define QUADSPI_SMPR_FSPHS_MASK         (1 << QUADSPI_SMPR_FSPHS_SHIFT)
  93 #define QUADSPI_SMPR_HSENA_SHIFT        0
  94 #define QUADSPI_SMPR_HSENA_MASK         (1 << QUADSPI_SMPR_HSENA_SHIFT)
  95
  96 #define QUADSPI_RBSR                    0x10c
  97 #define QUADSPI_RBSR_RDBFL_SHIFT        8
  98 #define QUADSPI_RBSR_RDBFL_MASK         (0x3F << QUADSPI_RBSR_RDBFL_SHIFT)
  99
 100 #define QUADSPI_RBCT                    0x110
 101 #define QUADSPI_RBCT_WMRK_MASK          0x1F
 102 #define QUADSPI_RBCT_RXBRD_SHIFT        8
 103 #define QUADSPI_RBCT_RXBRD_USEIPS       (0x1 << QUADSPI_RBCT_RXBRD_SHIFT)
 104
 105 #define QUADSPI_TBSR                    0x150
 106 #define QUADSPI_TBDR                    0x154
 107 #define QUADSPI_SR                      0x15c
 108 #define QUADSPI_SR_IP_ACC_SHIFT         1
 109 #define QUADSPI_SR_IP_ACC_MASK          (0x1 << QUADSPI_SR_IP_ACC_SHIFT)
 110 #define QUADSPI_SR_AHB_ACC_SHIFT        2
 111 #define QUADSPI_SR_AHB_ACC_MASK         (0x1 << QUADSPI_SR_AHB_ACC_SHIFT)
 112
 113 #define QUADSPI_FR                      0x160
 114 #define QUADSPI_FR_TFF_MASK             0x1
 115
 116 #define QUADSPI_SFA1AD                  0x180
 117 #define QUADSPI_SFA2AD                  0x184
 118 #define QUADSPI_SFB1AD                  0x188
 119 #define QUADSPI_SFB2AD                  0x18c
 120 #define QUADSPI_RBDR                    0x200
 121
 122 #define QUADSPI_LUTKEY                  0x300
 123 #define QUADSPI_LUTKEY_VALUE            0x5AF05AF0
 124
 125 #define QUADSPI_LCKCR                   0x304
 126 #define QUADSPI_LCKER_LOCK              0x1
 127 #define QUADSPI_LCKER_UNLOCK            0x2
 128
 129 #define QUADSPI_RSER                    0x164
 130 #define QUADSPI_RSER_TFIE               (0x1 << 0)
 131
 132 #define QUADSPI_LUT_BASE                0x310
 133
 134 /*
 135  * The definition of the LUT register shows below:
 136  *
 137  *  ---------------------------------------------------
 138  *  | INSTR1 | PAD1 | OPRND1 | INSTR0 | PAD0 | OPRND0 |
 139  *  ---------------------------------------------------
 140  */
 141 #define OPRND0_SHIFT            0
 142 #define PAD0_SHIFT              8
 143 #define INSTR0_SHIFT            10
 144 #define OPRND1_SHIFT            16
 145
 146 /* Instruction set for the LUT register. */
 147 #define LUT_STOP                0
 148 #define LUT_CMD                 1
 149 #define LUT_ADDR                2
 150 #define LUT_DUMMY               3
 151 #define LUT_MODE                4
 152 #define LUT_MODE2               5
 153 #define LUT_MODE4               6
 154 #define LUT_READ                7
 155 #define LUT_WRITE               8
 156 #define LUT_JMP_ON_CS           9
 157 #define LUT_ADDR_DDR            10
 158 #define LUT_MODE_DDR            11
 159 #define LUT_MODE2_DDR           12
 160 #define LUT_MODE4_DDR           13
 161 #define LUT_READ_DDR            14
 162 #define LUT_WRITE_DDR           15
 163 #define LUT_DATA_LEARN          16
 164
 165 /*
 166  * The PAD definitions for LUT register.
 167  *
 168  * The pad stands for the lines number of IO[0:3].
 169  * For example, the Quad read need four IO lines, so you should
 170  * set LUT_PAD4 which means we use four IO lines.
 171  */
 172 #define LUT_PAD1                0
 173 #define LUT_PAD2                1
 174 #define LUT_PAD4                2
 175
 176 /* Oprands for the LUT register. */
 177 #define ADDR24BIT               0x18
 178 #define ADDR32BIT               0x20
 179
 180 /* Macros for constructing the LUT register. */
 181 #define LUT0(ins, pad, opr)                                             \
 182                 (((opr) << OPRND0_SHIFT) | ((LUT_##pad) << PAD0_SHIFT) | \
 183                 ((LUT_##ins) << INSTR0_SHIFT))
 184
 185 #define LUT1(ins, pad, opr)     (LUT0(ins, pad, opr) << OPRND1_SHIFT)
 186
 187 /* other macros for LUT register. */
 188 #define QUADSPI_LUT(x)          (QUADSPI_LUT_BASE + (x) * 4)
 189 #define QUADSPI_LUT_NUM         64
 190
 191 /* SEQID -- we can have 16 seqids at most. */
 192 #define SEQID_QUAD_READ         0
 193 #define SEQID_WREN              1
 194 #define SEQID_WRDI              2
 195 #define SEQID_RDSR              3
 196 #define SEQID_SE                4
 197 #define SEQID_CHIP_ERASE        5
 198 #define SEQID_PP                6
 199 #define SEQID_RDID              7
 200 #define SEQID_WRSR              8
 201 #define SEQID_RDCR              9
 202 #define SEQID_EN4B              10
 203 #define SEQID_BRWR              11
 204
 205 #define QUADSPI_MIN_IOMAP SZ_4M
 206
 207 enum fsl_qspi_devtype {
 208         FSL_QUADSPI_VYBRID,
 209         FSL_QUADSPI_IMX6SX,
 210         FSL_QUADSPI_IMX7D,
 211         FSL_QUADSPI_IMX6UL,
 212 };
 213
 214 struct fsl_qspi_devtype_data {
 215         enum fsl_qspi_devtype devtype;
 216         int rxfifo;
 217         int txfifo;
 218         int ahb_buf_size;
 219         int driver_data;
 220 };
 221
 222 static struct fsl_qspi_devtype_data vybrid_data = {
 223         .devtype = FSL_QUADSPI_VYBRID,
 224         .rxfifo = 128,
 225         .txfifo = 64,
 226         .ahb_buf_size = 1024,
 227         .driver_data = QUADSPI_QUIRK_SWAP_ENDIAN,
 228 };
 229
 230 static struct fsl_qspi_devtype_data imx6sx_data = {
 231         .devtype = FSL_QUADSPI_IMX6SX,
 232         .rxfifo = 128,
 233         .txfifo = 512,
 234         .ahb_buf_size = 1024,
 235         .driver_data = QUADSPI_QUIRK_4X_INT_CLK,
 236 };
 237
 238 static struct fsl_qspi_devtype_data imx7d_data = {
 239         .devtype = FSL_QUADSPI_IMX7D,
 240         .rxfifo = 512,
 241         .txfifo = 512,
 242         .ahb_buf_size = 1024,
 243         .driver_data = QUADSPI_QUIRK_TKT253890
 244                        | QUADSPI_QUIRK_4X_INT_CLK,
 245 };
 246
 247 static struct fsl_qspi_devtype_data imx6ul_data = {
 248         .devtype = FSL_QUADSPI_IMX6UL,
 249         .rxfifo = 128,
 250         .txfifo = 512,
 251         .ahb_buf_size = 1024,
 252         .driver_data = QUADSPI_QUIRK_TKT253890
 253                        | QUADSPI_QUIRK_4X_INT_CLK,
 254 };
 255
 256 #define FSL_QSPI_MAX_CHIP       4
 257 struct fsl_qspi {
 258         struct mtd_info mtd[FSL_QSPI_MAX_CHIP];
 259         struct spi_nor nor[FSL_QSPI_MAX_CHIP];
 260         void __iomem *iobase;
 261         void __iomem *ahb_addr;
 262         u32 memmap_phy;
 263         u32 memmap_offs;
 264         u32 memmap_len;
 265         struct clk *clk, *clk_en;
 266         struct device *dev;
 267         struct completion c;
 268         struct fsl_qspi_devtype_data *devtype_data;
 269         u32 nor_size;
 270         u32 nor_num;
 271         u32 clk_rate;
 272         unsigned int chip_base_addr; /* We may support two chips. */
 273         bool has_second_chip;
 274         struct mutex lock;
 275 };
 276
 277 static inline int needs_swap_endian(struct fsl_qspi *q)
 278 {
 279         return q->devtype_data->driver_data & QUADSPI_QUIRK_SWAP_ENDIAN;
 280 }
 281
 282 static inline int needs_4x_clock(struct fsl_qspi *q)
 283 {
 284         return q->devtype_data->driver_data & QUADSPI_QUIRK_4X_INT_CLK;
 285 }
 286
 287 static inline int needs_fill_txfifo(struct fsl_qspi *q)
 288 {
 289         return q->devtype_data->driver_data & QUADSPI_QUIRK_TKT253890;
 290 }
 291
 292 /*
 293  * An IC bug makes us to re-arrange the 32-bit data.
 294  * The following chips, such as IMX6SLX, have fixed this bug.
 295  */
 296 static inline u32 fsl_qspi_endian_xchg(struct fsl_qspi *q, u32 a)
 297 {
 298         return needs_swap_endian(q) ? __swab32(a) : a;
 299 }
 300
 301 static inline void fsl_qspi_unlock_lut(struct fsl_qspi *q)
 302 {
 303         writel(QUADSPI_LUTKEY_VALUE, q->iobase + QUADSPI_LUTKEY);
 304         writel(QUADSPI_LCKER_UNLOCK, q->iobase + QUADSPI_LCKCR);
 305 }
 306
 307 static inline void fsl_qspi_lock_lut(struct fsl_qspi *q)
 308 {
 309         writel(QUADSPI_LUTKEY_VALUE, q->iobase + QUADSPI_LUTKEY);
 310         writel(QUADSPI_LCKER_LOCK, q->iobase + QUADSPI_LCKCR);
 311 }
 312
 313 static irqreturn_t fsl_qspi_irq_handler(int irq, void *dev_id)
 314 {
 315         struct fsl_qspi *q = dev_id;
 316         u32 reg;
 317
 318         /* clear interrupt */
 319         reg = readl(q->iobase + QUADSPI_FR);
 320         writel(reg, q->iobase + QUADSPI_FR);
 321
 322         if (reg & QUADSPI_FR_TFF_MASK)
 323                 complete(&q->c);
 324
 325         dev_dbg(q->dev, "QUADSPI_FR : 0x%.8x:0x%.8x\n", q->chip_base_addr, reg);
 326         return IRQ_HANDLED;
 327 }
 328
 329 static void fsl_qspi_init_lut(struct fsl_qspi *q)
 330 {
 331         void __iomem *base = q->iobase;
 332         int rxfifo = q->devtype_data->rxfifo;
 333         u32 lut_base;
 334         u8 cmd, addrlen, dummy;
 335         int i;
 336
 337         fsl_qspi_unlock_lut(q);
 338
 339         /* Clear all the LUT table */
 340         for (i = 0; i < QUADSPI_LUT_NUM; i++)
 341                 writel(0, base + QUADSPI_LUT_BASE + i * 4);
 342
 343         /* Quad Read */
 344         lut_base = SEQID_QUAD_READ * 4;
 345
 346         if (q->nor_size <= SZ_16M) {
 347                 cmd = SPINOR_OP_READ_1_1_4;
 348                 addrlen = ADDR24BIT;
 349                 dummy = 8;
 350         } else {
 351                 /* use the 4-byte address */
 352                 cmd = SPINOR_OP_READ_1_1_4;
 353                 addrlen = ADDR32BIT;
 354                 dummy = 8;
 355         }
 356
 357         writel(LUT0(CMD, PAD1, cmd) | LUT1(ADDR, PAD1, addrlen),
 358                         base + QUADSPI_LUT(lut_base));
 359         writel(LUT0(DUMMY, PAD1, dummy) | LUT1(READ, PAD4, rxfifo),
 360                         base + QUADSPI_LUT(lut_base + 1));
 361
 362         /* Write enable */
 363         lut_base = SEQID_WREN * 4;
 364         writel(LUT0(CMD, PAD1, SPINOR_OP_WREN), base + QUADSPI_LUT(lut_base));
 365
 366         /* Page Program */
 367         lut_base = SEQID_PP * 4;
 368
 369         if (q->nor_size <= SZ_16M) {
 370                 cmd = SPINOR_OP_PP;
 371                 addrlen = ADDR24BIT;
 372         } else {
 373                 /* use the 4-byte address */
 374                 cmd = SPINOR_OP_PP;
 375                 addrlen = ADDR32BIT;
 376         }
 377
 378         writel(LUT0(CMD, PAD1, cmd) | LUT1(ADDR, PAD1, addrlen),
 379                         base + QUADSPI_LUT(lut_base));
 380         writel(LUT0(WRITE, PAD1, 0), base + QUADSPI_LUT(lut_base + 1));
 381
 382         /* Read Status */
 383         lut_base = SEQID_RDSR * 4;
 384         writel(LUT0(CMD, PAD1, SPINOR_OP_RDSR) | LUT1(READ, PAD1, 0x1),
 385                         base + QUADSPI_LUT(lut_base));
 386
 387         /* Erase a sector */
 388         lut_base = SEQID_SE * 4;
 389
 390         if (q->nor_size <= SZ_16M) {
 391                 cmd = SPINOR_OP_SE;
 392                 addrlen = ADDR24BIT;
 393         } else {
 394                 /* use the 4-byte address */
 395                 cmd = SPINOR_OP_SE;
 396                 addrlen = ADDR32BIT;
 397         }
 398
 399         writel(LUT0(CMD, PAD1, cmd) | LUT1(ADDR, PAD1, addrlen),
 400                         base + QUADSPI_LUT(lut_base));
 401
 402         /* Erase the whole chip */
 403         lut_base = SEQID_CHIP_ERASE * 4;
 404         writel(LUT0(CMD, PAD1, SPINOR_OP_CHIP_ERASE),
 405                         base + QUADSPI_LUT(lut_base));
 406
 407         /* READ ID */
 408         lut_base = SEQID_RDID * 4;
 409         writel(LUT0(CMD, PAD1, SPINOR_OP_RDID) | LUT1(READ, PAD1, 0x8),
 410                         base + QUADSPI_LUT(lut_base));
 411
 412         /* Write Register */
 413         lut_base = SEQID_WRSR * 4;
 414         writel(LUT0(CMD, PAD1, SPINOR_OP_WRSR) | LUT1(WRITE, PAD1, 0x2),
 415                         base + QUADSPI_LUT(lut_base));
 416
 417         /* Read Configuration Register */
 418         lut_base = SEQID_RDCR * 4;
 419         writel(LUT0(CMD, PAD1, SPINOR_OP_RDCR) | LUT1(READ, PAD1, 0x1),
 420                         base + QUADSPI_LUT(lut_base));
 421
 422         /* Write disable */
 423         lut_base = SEQID_WRDI * 4;
 424         writel(LUT0(CMD, PAD1, SPINOR_OP_WRDI), base + QUADSPI_LUT(lut_base));
 425
 426         /* Enter 4 Byte Mode (Micron) */
 427         lut_base = SEQID_EN4B * 4;
 428         writel(LUT0(CMD, PAD1, SPINOR_OP_EN4B), base + QUADSPI_LUT(lut_base));
 429
 430         /* Enter 4 Byte Mode (Spansion) */
 431         lut_base = SEQID_BRWR * 4;
 432         writel(LUT0(CMD, PAD1, SPINOR_OP_BRWR), base + QUADSPI_LUT(lut_base));
 433
 434         fsl_qspi_lock_lut(q);
 435 }
 436
 437 /* Get the SEQID for the command */
 438 static int fsl_qspi_get_seqid(struct fsl_qspi *q, u8 cmd)
 439 {
 440         switch (cmd) {
 441         case SPINOR_OP_READ_1_1_4:
 442                 return SEQID_QUAD_READ;
 443         case SPINOR_OP_WREN:
 444                 return SEQID_WREN;
 445         case SPINOR_OP_WRDI:
 446                 return SEQID_WRDI;
 447         case SPINOR_OP_RDSR:
 448                 return SEQID_RDSR;
 449         case SPINOR_OP_SE:
 450                 return SEQID_SE;
 451         case SPINOR_OP_CHIP_ERASE:
 452                 return SEQID_CHIP_ERASE;
 453         case SPINOR_OP_PP:
 454                 return SEQID_PP;
 455         case SPINOR_OP_RDID:
 456                 return SEQID_RDID;
 457         case SPINOR_OP_WRSR:
 458                 return SEQID_WRSR;
 459         case SPINOR_OP_RDCR:
 460                 return SEQID_RDCR;
 461         case SPINOR_OP_EN4B:
 462                 return SEQID_EN4B;
 463         case SPINOR_OP_BRWR:
 464                 return SEQID_BRWR;
 465         default:
 466                 dev_err(q->dev, "Unsupported cmd 0x%.2x\n", cmd);
 467                 break;
 468         }
 469         return -EINVAL;
 470 }
 471
 472 static int
 473 fsl_qspi_runcmd(struct fsl_qspi *q, u8 cmd, unsigned int addr, int len)
 474 {
 475         void __iomem *base = q->iobase;
 476         int seqid;
 477         u32 reg, reg2;
 478         int err;
 479
 480         init_completion(&q->c);
 481         dev_dbg(q->dev, "to 0x%.8x:0x%.8x, len:%d, cmd:%.2x\n",
 482                         q->chip_base_addr, addr, len, cmd);
 483
 484         /* save the reg */
 485         reg = readl(base + QUADSPI_MCR);
 486
 487         writel(q->memmap_phy + q->chip_base_addr + addr, base + QUADSPI_SFAR);
 488         writel(QUADSPI_RBCT_WMRK_MASK | QUADSPI_RBCT_RXBRD_USEIPS,
 489                         base + QUADSPI_RBCT);
 490         writel(reg | QUADSPI_MCR_CLR_RXF_MASK, base + QUADSPI_MCR);
 491
 492         do {
 493                 reg2 = readl(base + QUADSPI_SR);
 494                 if (reg2 & (QUADSPI_SR_IP_ACC_MASK | QUADSPI_SR_AHB_ACC_MASK)) {
 495                         udelay(1);
 496                         dev_dbg(q->dev, "The controller is busy, 0x%x\n", reg2);
 497                         continue;
 498                 }
 499                 break;
 500         } while (1);
 501
 502         /* trigger the LUT now */
 503         seqid = fsl_qspi_get_seqid(q, cmd);
 504         writel((seqid << QUADSPI_IPCR_SEQID_SHIFT) | len, base + QUADSPI_IPCR);
 505
 506         /* Wait for the interrupt. */
 507         if (!wait_for_completion_timeout(&q->c, msecs_to_jiffies(1000))) {
 508                 dev_err(q->dev,
 509                         "cmd 0x%.2x timeout, addr@%.8x, FR:0x%.8x, SR:0x%.8x\n",
 510                         cmd, addr, readl(base + QUADSPI_FR),
 511                         readl(base + QUADSPI_SR));
 512                 err = -ETIMEDOUT;
 513         } else {
 514                 err = 0;
 515         }
 516
 517         /* restore the MCR */
 518         writel(reg, base + QUADSPI_MCR);
 519
 520         return err;
 521 }
 522
 523 /* Read out the data from the QUADSPI_RBDR buffer registers. */
 524 static void fsl_qspi_read_data(struct fsl_qspi *q, int len, u8 *rxbuf)
 525 {
 526         u32 tmp;
 527         int i = 0;
 528
 529         while (len > 0) {
 530                 tmp = readl(q->iobase + QUADSPI_RBDR + i * 4);
 531                 tmp = fsl_qspi_endian_xchg(q, tmp);
 532                 dev_dbg(q->dev, "chip addr:0x%.8x, rcv:0x%.8x\n",
 533                                 q->chip_base_addr, tmp);
 534
 535                 if (len >= 4) {
 536                         *((u32 *)rxbuf) = tmp;
 537                         rxbuf += 4;
 538                 } else {
 539                         memcpy(rxbuf, &tmp, len);
 540                         break;
 541                 }
 542
 543                 len -= 4;
 544                 i++;
 545         }
 546 }
 547
 548 /*
 549  * If we have changed the content of the flash by writing or erasing,
 550  * we need to invalidate the AHB buffer. If we do not do so, we may read out
 551  * the wrong data. The spec tells us reset the AHB domain and Serial Flash
 552  * domain at the same time.
 553  */
 554 static inline void fsl_qspi_invalid(struct fsl_qspi *q)
 555 {
 556         u32 reg;
 557
 558         reg = readl(q->iobase + QUADSPI_MCR);
 559         reg |= QUADSPI_MCR_SWRSTHD_MASK | QUADSPI_MCR_SWRSTSD_MASK;
 560         writel(reg, q->iobase + QUADSPI_MCR);
 561
 562         /*
 563          * The minimum delay : 1 AHB + 2 SFCK clocks.
 564          * Delay 1 us is enough.
 565          */
 566         udelay(1);
 567
 568         reg &= ~(QUADSPI_MCR_SWRSTHD_MASK | QUADSPI_MCR_SWRSTSD_MASK);
 569         writel(reg, q->iobase + QUADSPI_MCR);
 570 }
 571
 572 static int fsl_qspi_nor_write(struct fsl_qspi *q, struct spi_nor *nor,
 573                                 u8 opcode, unsigned int to, u32 *txbuf,
 574                                 unsigned count, size_t *retlen)
 575 {
 576         int ret, i, j;
 577         u32 tmp;
 578
 579         dev_dbg(q->dev, "to 0x%.8x:0x%.8x, len : %d\n",
 580                 q->chip_base_addr, to, count);
 581
 582         /* clear the TX FIFO. */
 583         tmp = readl(q->iobase + QUADSPI_MCR);
 584         writel(tmp | QUADSPI_MCR_CLR_TXF_MASK, q->iobase + QUADSPI_MCR);
 585
 586         /* fill the TX data to the FIFO */
 587         for (j = 0, i = ((count + 3) / 4); j < i; j++) {
 588                 tmp = fsl_qspi_endian_xchg(q, *txbuf);
 589                 writel(tmp, q->iobase + QUADSPI_TBDR);
 590                 txbuf++;
 591         }
 592
 593         /* fill the TXFIFO upto 16 bytes for i.MX7d */
 594         if (needs_fill_txfifo(q))
 595                 for (; i < 4; i++)
 596                         writel(tmp, q->iobase + QUADSPI_TBDR);
 597
 598         /* Trigger it */
 599         ret = fsl_qspi_runcmd(q, opcode, to, count);
 600
 601         if (ret == 0 && retlen)
 602                 *retlen += count;
 603
 604         return ret;
 605 }
 606
 607 static void fsl_qspi_set_map_addr(struct fsl_qspi *q)
 608 {
 609         int nor_size = q->nor_size;
 610         void __iomem *base = q->iobase;
 611
 612         writel(nor_size + q->memmap_phy, base + QUADSPI_SFA1AD);
 613         writel(nor_size * 2 + q->memmap_phy, base + QUADSPI_SFA2AD);
 614         writel(nor_size * 3 + q->memmap_phy, base + QUADSPI_SFB1AD);
 615         writel(nor_size * 4 + q->memmap_phy, base + QUADSPI_SFB2AD);
 616 }
 617
 618 /*
 619  * There are two different ways to read out the data from the flash:
 620  *  the "IP Command Read" and the "AHB Command Read".
 621  *
 622  * The IC guy suggests we use the "AHB Command Read" which is faster
 623  * then the "IP Command Read". (What's more is that there is a bug in
 624  * the "IP Command Read" in the Vybrid.)
 625  *
 626  * After we set up the registers for the "AHB Command Read", we can use
 627  * the memcpy to read the data directly. A "missed" access to the buffer
 628  * causes the controller to clear the buffer, and use the sequence pointed
 629  * by the QUADSPI_BFGENCR[SEQID] to initiate a read from the flash.
 630  */
 631 static void fsl_qspi_init_abh_read(struct fsl_qspi *q)
 632 {
 633         void __iomem *base = q->iobase;
 634         int seqid;
 635
 636         /* AHB configuration for access buffer 0/1/2 .*/
 637         writel(QUADSPI_BUFXCR_INVALID_MSTRID, base + QUADSPI_BUF0CR);
 638         writel(QUADSPI_BUFXCR_INVALID_MSTRID, base + QUADSPI_BUF1CR);
 639         writel(QUADSPI_BUFXCR_INVALID_MSTRID, base + QUADSPI_BUF2CR);
 640         /*
 641          * Set ADATSZ with the maximum AHB buffer size to improve the
 642          * read performance.
 643          */
 644         writel(QUADSPI_BUF3CR_ALLMST_MASK | ((q->devtype_data->ahb_buf_size / 8)
 645                         << QUADSPI_BUF3CR_ADATSZ_SHIFT), base + QUADSPI_BUF3CR);
 646
 647         /* We only use the buffer3 */
 648         writel(0, base + QUADSPI_BUF0IND);
 649         writel(0, base + QUADSPI_BUF1IND);
 650         writel(0, base + QUADSPI_BUF2IND);
 651
 652         /* Set the default lut sequence for AHB Read. */
 653         seqid = fsl_qspi_get_seqid(q, q->nor[0].read_opcode);
 654         writel(seqid << QUADSPI_BFGENCR_SEQID_SHIFT,
 655                 q->iobase + QUADSPI_BFGENCR);
 656 }
 657
 658 /* We use this function to do some basic init for spi_nor_scan(). */
 659 static int fsl_qspi_nor_setup(struct fsl_qspi *q)
 660 {
 661         void __iomem *base = q->iobase;
 662         u32 reg;
 663         int ret;
 664
 665         /* the default frequency, we will change it in the future.*/
 666         ret = clk_set_rate(q->clk, 66000000);
 667         if (ret)
 668                 return ret;
 669
 670         /* Init the LUT table. */
 671         fsl_qspi_init_lut(q);
 672
 673         /* Disable the module */
 674         writel(QUADSPI_MCR_MDIS_MASK | QUADSPI_MCR_RESERVED_MASK,
 675                         base + QUADSPI_MCR);
 676
 677         reg = readl(base + QUADSPI_SMPR);
 678         writel(reg & ~(QUADSPI_SMPR_FSDLY_MASK
 679                         | QUADSPI_SMPR_FSPHS_MASK
 680                         | QUADSPI_SMPR_HSENA_MASK
 681                         | QUADSPI_SMPR_DDRSMP_MASK), base + QUADSPI_SMPR);
 682
 683         /* Enable the module */
 684         writel(QUADSPI_MCR_RESERVED_MASK | QUADSPI_MCR_END_CFG_MASK,
 685                         base + QUADSPI_MCR);
 686
 687         /* enable the interrupt */
 688         writel(QUADSPI_RSER_TFIE, q->iobase + QUADSPI_RSER);
 689
 690         return 0;
 691 }
 692
 693 static int fsl_qspi_nor_setup_last(struct fsl_qspi *q)
 694 {
 695         unsigned long rate = q->clk_rate;
 696         int ret;
 697
 698         if (needs_4x_clock(q))
 699                 rate *= 4;
 700
 701         ret = clk_set_rate(q->clk, rate);
 702         if (ret)
 703                 return ret;
 704
 705         /* Init the LUT table again. */
 706         fsl_qspi_init_lut(q);
 707
 708         /* Init for AHB read */
 709         fsl_qspi_init_abh_read(q);
 710
 711         return 0;
 712 }
 713
 714 static const struct of_device_id fsl_qspi_dt_ids[] = {
 715         { .compatible = "fsl,vf610-qspi", .data = (void *)&vybrid_data, },
 716         { .compatible = "fsl,imx6sx-qspi", .data = (void *)&imx6sx_data, },
 717         { .compatible = "fsl,imx7d-qspi", .data = (void *)&imx7d_data, },
 718         { .compatible = "fsl,imx6ul-qspi", .data = (void *)&imx6ul_data, },
 719         { /* sentinel */ }
 720 };
 721 MODULE_DEVICE_TABLE(of, fsl_qspi_dt_ids);
 722
 723 static void fsl_qspi_set_base_addr(struct fsl_qspi *q, struct spi_nor *nor)
 724 {
 725         q->chip_base_addr = q->nor_size * (nor - q->nor);
 726 }
 727
 728 static int fsl_qspi_read_reg(struct spi_nor *nor, u8 opcode, u8 *buf, int len)
 729 {
 730         int ret;
 731         struct fsl_qspi *q = nor->priv;
 732
 733         ret = fsl_qspi_runcmd(q, opcode, 0, len);
 734         if (ret)
 735                 return ret;
 736
 737         fsl_qspi_read_data(q, len, buf);
 738         return 0;
 739 }
 740
 741 static int fsl_qspi_write_reg(struct spi_nor *nor, u8 opcode, u8 *buf, int len,
 742                         int write_enable)
 743 {
 744         struct fsl_qspi *q = nor->priv;
 745         int ret;
 746
 747         if (!buf) {
 748                 ret = fsl_qspi_runcmd(q, opcode, 0, 1);
 749                 if (ret)
 750                         return ret;
 751
 752                 if (opcode == SPINOR_OP_CHIP_ERASE)
 753                         fsl_qspi_invalid(q);
 754
 755         } else if (len > 0) {
 756                 ret = fsl_qspi_nor_write(q, nor, opcode, 0,
 757                                         (u32 *)buf, len, NULL);
 758         } else {
 759                 dev_err(q->dev, "invalid cmd %d\n", opcode);
 760                 ret = -EINVAL;
 761         }
 762
 763         return ret;
 764 }
 765
 766 static void fsl_qspi_write(struct spi_nor *nor, loff_t to,
 767                 size_t len, size_t *retlen, const u_char *buf)
 768 {
 769         struct fsl_qspi *q = nor->priv;
 770
 771         fsl_qspi_nor_write(q, nor, nor->program_opcode, to,
 772                                 (u32 *)buf, len, retlen);
 773
 774         /* invalid the data in the AHB buffer. */
 775         fsl_qspi_invalid(q);
 776 }
 777
 778 static int fsl_qspi_read(struct spi_nor *nor, loff_t from,
 779                 size_t len, size_t *retlen, u_char *buf)
 780 {
 781         struct fsl_qspi *q = nor->priv;
 782         u8 cmd = nor->read_opcode;
 783
 784         /* if necessary,ioremap buffer before AHB read, */
 785         if (!q->ahb_addr) {
 786                 q->memmap_offs = q->chip_base_addr + from;
 787                 q->memmap_len = len > QUADSPI_MIN_IOMAP ? len : QUADSPI_MIN_IOMAP;
 788
 789                 q->ahb_addr = ioremap_nocache(
 790                                 q->memmap_phy + q->memmap_offs,
 791                                 q->memmap_len);
 792                 if (!q->ahb_addr) {
 793                         dev_err(q->dev, "ioremap failed\n");
 794                         return -ENOMEM;
 795                 }
 796         /* ioremap if the data requested is out of range */
 797         } else if (q->chip_base_addr + from < q->memmap_offs
 798                         || q->chip_base_addr + from + len >
 799                         q->memmap_offs + q->memmap_len) {
 800                 iounmap(q->ahb_addr);
 801
 802                 q->memmap_offs = q->chip_base_addr + from;
 803                 q->memmap_len = len > QUADSPI_MIN_IOMAP ? len : QUADSPI_MIN_IOMAP;
 804                 q->ahb_addr = ioremap_nocache(
 805                                 q->memmap_phy + q->memmap_offs,
 806                                 q->memmap_len);
 807                 if (!q->ahb_addr) {
 808                         dev_err(q->dev, "ioremap failed\n");
 809                         return -ENOMEM;
 810                 }
 811         }
 812
 813         dev_dbg(q->dev, "cmd [%x],read from 0x%p, len:%d\n",
 814                 cmd, q->ahb_addr + q->chip_base_addr + from - q->memmap_offs,
 815                 len);
 816
 817         /* Read out the data directly from the AHB buffer.*/
 818         memcpy(buf, q->ahb_addr + q->chip_base_addr + from - q->memmap_offs,
 819                 len);
 820
 821         *retlen += len;
 822         return 0;
 823 }
 824
 825 static int fsl_qspi_erase(struct spi_nor *nor, loff_t offs)
 826 {
 827         struct fsl_qspi *q = nor->priv;
 828         int ret;
 829
 830         dev_dbg(nor->dev, "%dKiB at 0x%08x:0x%08x\n",
 831                 nor->mtd->erasesize / 1024, q->chip_base_addr, (u32)offs);
 832
 833         ret = fsl_qspi_runcmd(q, nor->erase_opcode, offs, 0);
 834         if (ret)
 835                 return ret;
 836
 837         fsl_qspi_invalid(q);
 838         return 0;
 839 }
 840
 841 static int fsl_qspi_prep(struct spi_nor *nor, enum spi_nor_ops ops)
 842 {
 843         struct fsl_qspi *q = nor->priv;
 844         int ret;
 845
 846         mutex_lock(&q->lock);
 847         ret = clk_enable(q->clk_en);
 848         if (ret)
 849                 goto err_mutex;
 850
 851         ret = clk_enable(q->clk);
 852         if (ret)
 853                 goto err_clk;
 854
 855         fsl_qspi_set_base_addr(q, nor);
 856         return 0;
 857
 858 err_clk:
 859         clk_disable(q->clk_en);
 860 err_mutex:
 861         mutex_unlock(&q->lock);
 862
 863         return ret;
 864 }
 865
 866 static void fsl_qspi_unprep(struct spi_nor *nor, enum spi_nor_ops ops)
 867 {
 868         struct fsl_qspi *q = nor->priv;
 869
 870         clk_disable(q->clk);
 871         clk_disable(q->clk_en);
 872         mutex_unlock(&q->lock);
 873 }
 874
 875 static int fsl_qspi_probe(struct platform_device *pdev)
 876 {
 877         struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
 878         struct mtd_part_parser_data ppdata;
 879         struct device *dev = &pdev->dev;
 880         struct fsl_qspi *q;
 881         struct resource *res;
 882         struct spi_nor *nor;
 883         struct mtd_info *mtd;
 884         int ret, i = 0;
 885         const struct of_device_id *of_id =
 886                         of_match_device(fsl_qspi_dt_ids, &pdev->dev);
 887
 888         q = devm_kzalloc(dev, sizeof(*q), GFP_KERNEL);
 889         if (!q)
 890                 return -ENOMEM;
 891
 892         q->nor_num = of_get_child_count(dev->of_node);
 893         if (!q->nor_num || q->nor_num > FSL_QSPI_MAX_CHIP)
 894                 return -ENODEV;
 895
 896         /* find the resources */
 897         res = platform_get_resource_byname(pdev, IORESOURCE_MEM, "QuadSPI");
 898         q->iobase = devm_ioremap_resource(dev, res);
 899         if (IS_ERR(q->iobase))
 900                 return PTR_ERR(q->iobase);
 901
 902         res = platform_get_resource_byname(pdev, IORESOURCE_MEM,
 903                                         "QuadSPI-memory");
 904         if (!devm_request_mem_region(dev, res->start, resource_size(res),
 905                                      res->name)) {
 906                 dev_err(dev, "can't request region for resource %pR\n", res);
 907                 return -EBUSY;
 908         }
 909
 910         q->memmap_phy = res->start;
 911
 912         /* find the clocks */
 913         q->clk_en = devm_clk_get(dev, "qspi_en");
 914         if (IS_ERR(q->clk_en))
 915                 return PTR_ERR(q->clk_en);
 916
 917         q->clk = devm_clk_get(dev, "qspi");
 918         if (IS_ERR(q->clk))
 919                 return PTR_ERR(q->clk);
 920
 921         ret = clk_prepare_enable(q->clk_en);
 922         if (ret) {
 923                 dev_err(dev, "cannot enable the qspi_en clock: %d\n", ret);
 924                 return ret;
 925         }
 926
 927         ret = clk_prepare_enable(q->clk);
 928         if (ret) {
 929                 dev_err(dev, "cannot enable the qspi clock: %d\n", ret);
 930                 goto clk_failed;
 931         }
 932
 933         /* find the irq */
 934         ret = platform_get_irq(pdev, 0);
 935         if (ret < 0) {
 936                 dev_err(dev, "failed to get the irq: %d\n", ret);
 937                 goto irq_failed;
 938         }
 939
 940         ret = devm_request_irq(dev, ret,
 941                         fsl_qspi_irq_handler, 0, pdev->name, q);
 942         if (ret) {
 943                 dev_err(dev, "failed to request irq: %d\n", ret);
 944                 goto irq_failed;
 945         }
 946
 947         q->dev = dev;
 948         q->devtype_data = (struct fsl_qspi_devtype_data *)of_id->data;
 949         platform_set_drvdata(pdev, q);
 950
 951         ret = fsl_qspi_nor_setup(q);
 952         if (ret)
 953                 goto irq_failed;
 954
 955         if (of_get_property(np, "fsl,qspi-has-second-chip", NULL))
 956                 q->has_second_chip = true;
 957
 958         mutex_init(&q->lock);
 959
 960         /* iterate the subnodes. */
 961         for_each_available_child_of_node(dev->of_node, np) {
 962                 char modalias[40];
 963
 964                 /* skip the holes */
 965                 if (!q->has_second_chip)
 966                         i *= 2;
 967
 968                 nor = &q->nor[i];
 969                 mtd = &q->mtd[i];
 970
 971                 nor->mtd = mtd;
 972                 nor->dev = dev;
 973                 nor->priv = q;
 974                 mtd->priv = nor;
 975
 976                 /* fill the hooks */
 977                 nor->read_reg = fsl_qspi_read_reg;
 978                 nor->write_reg = fsl_qspi_write_reg;
 979                 nor->read = fsl_qspi_read;
 980                 nor->write = fsl_qspi_write;
 981                 nor->erase = fsl_qspi_erase;
 982
 983                 nor->prepare = fsl_qspi_prep;
 984                 nor->unprepare = fsl_qspi_unprep;
 985
 986                 ret = of_modalias_node(np, modalias, sizeof(modalias));
 987                 if (ret < 0)
 988                         goto mutex_failed;
 989
 990                 ret = of_property_read_u32(np, "spi-max-frequency",
 991                                 &q->clk_rate);
 992                 if (ret < 0)
 993                         goto mutex_failed;
 994
 995                 /* set the chip address for READID */
 996                 fsl_qspi_set_base_addr(q, nor);
 997
 998                 ret = spi_nor_scan(nor, modalias, SPI_NOR_QUAD);
 999                 if (ret)
1000                         goto mutex_failed;
1001
1002                 ppdata.of_node = np;
1003                 ret = mtd_device_parse_register(mtd, NULL, &ppdata, NULL, 0);
1004                 if (ret)
1005                         goto mutex_failed;
1006
1007                 /* Set the correct NOR size now. */
1008                 if (q->nor_size == 0) {
1009                         q->nor_size = mtd->size;
1010
1011                         /* Map the SPI NOR to accessiable address */
1012                         fsl_qspi_set_map_addr(q);
1013                 }
1014
1015                 /*
1016                  * The TX FIFO is 64 bytes in the Vybrid, but the Page Program
1017                  * may writes 265 bytes per time. The write is working in the
1018                  * unit of the TX FIFO, not in the unit of the SPI NOR's page
1019                  * size.
1020                  *
1021                  * So shrink the spi_nor->page_size if it is larger then the
1022                  * TX FIFO.
1023                  */
1024                 if (nor->page_size > q->devtype_data->txfifo)
1025                         nor->page_size = q->devtype_data->txfifo;
1026
1027                 i++;
1028         }
1029
1030         /* finish the rest init. */
1031         ret = fsl_qspi_nor_setup_last(q);
1032         if (ret)
1033                 goto last_init_failed;
1034
1035         clk_disable(q->clk);
1036         clk_disable(q->clk_en);
1037         return 0;
1038
1039 last_init_failed:
1040         for (i = 0; i < q->nor_num; i++) {
1041                 /* skip the holes */
1042                 if (!q->has_second_chip)
1043                         i *= 2;
1044                 mtd_device_unregister(&q->mtd[i]);
1045         }
1046 mutex_failed:
1047         mutex_destroy(&q->lock);
1048 irq_failed:
1049         clk_disable_unprepare(q->clk);
1050 clk_failed:
1051         clk_disable_unprepare(q->clk_en);
1052         return ret;
1053 }
1054
1055 static int fsl_qspi_remove(struct platform_device *pdev)
1056 {
1057         struct fsl_qspi *q = platform_get_drvdata(pdev);
1058         int i;
1059
1060         for (i = 0; i < q->nor_num; i++) {
1061                 /* skip the holes */
1062                 if (!q->has_second_chip)
1063                         i *= 2;
1064                 mtd_device_unregister(&q->mtd[i]);
1065         }
1066
1067         /* disable the hardware */
1068         writel(QUADSPI_MCR_MDIS_MASK, q->iobase + QUADSPI_MCR);
1069         writel(0x0, q->iobase + QUADSPI_RSER);
1070
1071         mutex_destroy(&q->lock);
1072         clk_unprepare(q->clk);
1073         clk_unprepare(q->clk_en);
1074
1075         if (q->ahb_addr)
1076                 iounmap(q->ahb_addr);
1077
1078         return 0;
1079 }
1080
1081 static int fsl_qspi_suspend(struct platform_device *pdev, pm_message_t state)
1082 {
1083         return 0;
1084 }
1085
1086 static int fsl_qspi_resume(struct platform_device *pdev)
1087 {
1088         struct fsl_qspi *q = platform_get_drvdata(pdev);
1089
1090         fsl_qspi_nor_setup(q);
1091         fsl_qspi_set_map_addr(q);
1092         fsl_qspi_nor_setup_last(q);
1093
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 static struct platform_driver fsl_qspi_driver = {
1098         .driver = {
1099                 .name   = "fsl-quadspi",
1100                 .bus    = &platform_bus_type,
1101                 .of_match_table = fsl_qspi_dt_ids,
1102         },
1103         .probe          = fsl_qspi_probe,
1104         .remove         = fsl_qspi_remove,
1105         .suspend        = fsl_qspi_suspend,
1106         .resume         = fsl_qspi_resume,
1107 };
1108 module_platform_driver(fsl_qspi_driver);
1109
1110 MODULE_DESCRIPTION("Freescale QuadSPI Controller Driver");
1111 MODULE_AUTHOR("Freescale Semiconductor Inc.");
1112 MODULE_LICENSE("GPL v2");