board/delta/nand.c

   1 /*
   2  * (C) Copyright 2006 DENX Software Engineering
   3  *
   4  * See file CREDITS for list of people who contributed to this
   5  * project.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of
  10  * the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
  20  * MA 02111-1307 USA
  21  */
  22
  23 #include <common.h>
  24
  25 #if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND)
  26 #ifdef CONFIG_NEW_NAND_CODE
  27
  28 #include <nand.h>
  29 #include <asm/arch/pxa-regs.h>
  30
  31 /*
  32  * not required for Monahans DFC
  33  */
  34 static void delta_hwcontrol(struct mtd_info *mtdinfo, int cmd)
  35 {
  36         return;
  37 }
  38
  39 /* read device ready pin */
  40 static int delta_device_ready(struct mtd_info *mtdinfo)
  41 {
  42         if(NDSR & NDSR_RDY)
  43                 return 1;
  44         else
  45                 return 0;
  46         return 0;
  47 }
  48
  49 /*
  50  * Write buf to the DFC Controller Data Buffer
  51  */
  52 static void delta_write_buf(struct mtd_info *mtd, const u_char *buf, int len)
  53 {
  54         unsigned long bytes_multi = len & 0xfffffffc;
  55         unsigned long rest = len & 0x3;
  56         unsigned long *long_buf;
  57         int i;
  58
  59         if(bytes_multi) {
  60                 for(i=0; i<bytes_multi; i+=4) {
  61                         long_buf = (unsigned long*) &buf[i];
  62                         NDDB = *long_buf;
  63                 }
  64         }
  65         if(rest) {
  66                 printf("delta_write_buf: ERROR, writing non 4-byte aligned data.\n");
  67         }
  68         return;
  69 }
  70
  71
  72 /*
  73  * These functions are quite problematic for the DFC. Luckily they are
  74  * not used in the current nand code, except for nand_command, which
  75  * we've defined our own anyway. The problem is, that we always need
  76  * to write 4 bytes to the DFC Data Buffer, but in these functions we
  77  * don't know if to buffer the bytes/half words until we've gathered 4
  78  * bytes or if to send them straight away.
  79  *
  80  * Solution: Don't use these with Mona's DFC and complain loudly.
  81  */
  82 static void delta_write_word(struct mtd_info *mtd, u16 word)
  83 {
  84         printf("delta_write_word: WARNING, this function does not work with the Monahans DFC!\n");
  85 }
  86 static void delta_write_byte(struct mtd_info *mtd, u_char byte)
  87 {
  88         printf("delta_write_byte: WARNING, this function does not work with the Monahans DFC!\n");
  89 }
  90
  91 /* The original:
  92  * static void delta_read_buf(struct mtd_info *mtd, const u_char *buf, int len)
  93  *
  94  * Shouldn't this be "u_char * const buf" ?
  95  */
  96 static void delta_read_buf(struct mtd_info *mtd, u_char* const buf, int len)
  97 {
  98         int i, j;
  99
 100         /* we have to be carefull not to overflow the buffer if len is
 101          * not a multiple of 4 */
 102         unsigned long bytes_multi = len & 0xfffffffc;
 103         unsigned long rest = len & 0x3;
 104         unsigned long *long_buf;
 105
 106         /* if there are any, first copy multiple of 4 bytes */
 107         if(bytes_multi) {
 108                 for(i=0; i<bytes_multi; i+=4) {
 109                         long_buf = (unsigned long*) &buf[i];
 110                         *long_buf = NDDB;
 111                 }
 112         }
 113
 114         /* ...then the rest */
 115         if(rest) {
 116                 unsigned long rest_data = NDDB;
 117                 for(j=0;j<rest; j++)
 118                         buf[i+j] = (u_char) ((rest_data>>j) & 0xff);
 119         }
 120
 121         return;
 122 }
 123
 124 static u16 delta_read_word(struct mtd_info *mtd)
 125 {
 126         printf("delta_write_byte: UNIMPLEMENTED.\n");
 127 }
 128
 129 /* global var, too bad: mk@tbd: move to ->priv pointer */
 130 static unsigned long read_buf = 0;
 131 static unsigned char bytes_read = 0;
 132
 133 static u_char delta_read_byte(struct mtd_info *mtd)
 134 {
 135 /*      struct nand_chip *this = mtd->priv; */
 136         unsigned char byte;
 137
 138         if(bytes_read == 0) {
 139                 read_buf = NDDB;
 140                 printk("delta_read_byte: 0x%x.\n", read_buf);
 141         }
 142         byte = (unsigned char) (read_buf>>(8 * bytes_read++));
 143         if(bytes_read >= 4)
 144                 bytes_read = 0;
 145
 146         printf("delta_read_byte: returning 0x%x.\n", byte);
 147         return byte;
 148 }
 149
 150 /* delay function */
 151 static void wait(unsigned long us)
 152 {
 153 #define OSCR_CLK_FREQ 3.250 /* kHz */
 154
 155         unsigned long start = OSCR;
 156         unsigned long delta = 0, cur;
 157         us *= OSCR_CLK_FREQ;
 158
 159         while (delta < us) {
 160                 cur = OSCR;
 161                 if(cur < start) /* OSCR overflowed */
 162                         delta = cur + (start^0xffffffff);
 163                 else
 164                         delta = cur - start;
 165         }
 166 }
 167
 168 /* poll the NAND Controller Status Register for event */
 169 static void delta_wait_event(unsigned long event)
 170 {
 171         if(!event)
 172                 return;
 173
 174         while(1) {
 175                 if(NDSR & event) {
 176                         NDSR |= event;
 177                         break;
 178                 }
 179         }
 180 }
 181
 182 static unsigned long delta_wait_event2(unsigned long event)
 183 {
 184         unsigned long ndsr;
 185         if(!event)
 186                 return;
 187
 188         while(1) {
 189                 ndsr = NDSR;
 190                 if(ndsr & event) {
 191                         NDSR |= event;
 192                         break;
 193                 }
 194         }
 195         return ndsr;
 196 }
 197
 198 /* we don't always wan't to do this */
 199 static void delta_new_cmd()
 200 {
 201         /* Clear NDSR */
 202         NDSR = 0xFFF;
 203
 204         /* apparently NDCR[NDRUN] needs to be set before writing to NDCBx */
 205         if(!(NDCR & NDCR_ND_RUN)) {
 206                 NDCR |= NDCR_ND_RUN;
 207
 208                 while(1) {
 209                         if(NDSR & NDSR_WRCMDREQ) {
 210                                 NDSR |= NDSR_WRCMDREQ; /* Ack */
 211                                 break;
 212                         }
 213                 }
 214         }
 215 }
 216
 217 static int delta_wait(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *this, int state)
 218 {
 219 /*      unsigned long timeo; */
 220         unsigned long ndsr=0, event=0;
 221         unsigned long dummy;
 222
 223         /* mk@tbd set appropriate timeouts */
 224         /*      if (state == FL_ERASING) */
 225         /*              timeo = CFG_HZ * 400; */
 226         /*      else */
 227         /*              timeo = CFG_HZ * 20; */
 228         if(state == FL_WRITING) {
 229                 event = NDSR_CS0_CMDD | NDSR_CS0_BBD;
 230         } else if(state == FL_ERASING) {
 231                 /* do something else */
 232         }
 233
 234 /*      dummy = NDDB; */
 235         ndsr = delta_wait_event2(event);
 236
 237         if(ndsr & NDSR_CS0_BBD)
 238                 return(0x1); /* Status Read error */
 239         return 0;
 240 }
 241
 242 /* this is really monahans, not board specific ... */
 243 static void delta_cmdfunc(struct mtd_info *mtd, unsigned command,
 244                           int column, int page_addr)
 245 {
 246         /* register struct nand_chip *this = mtd->priv; */
 247         unsigned long ndcb0=0, ndcb1=0, ndcb2=0, event=0;
 248         unsigned long what_the_hack;
 249
 250         /* clear the ugly byte read buffer */
 251         bytes_read = 0;
 252         read_buf = 0;
 253
 254         /* if command is a double byte cmd, we set bit double cmd bit 19  */
 255         /*      command2 = (command>>8) & 0xFF;  */
 256         /*      ndcb0 = command | ((command2 ? 1 : 0) << 19); *\/ */
 257
 258         switch (command) {
 259         case NAND_CMD_READ0:
 260                 delta_new_cmd();
 261                 ndcb0 = (NAND_CMD_READ0 | (4<<16));
 262                 column >>= 1; /* adjust for 16 bit bus */
 263                 ndcb1 = (((column>>1) & 0xff) |
 264                          ((page_addr<<8) & 0xff00) |
 265                          ((page_addr<<8) & 0xff0000) |
 266                          ((page_addr<<8) & 0xff000000)); /* make this 0x01000000 ? */
 267                 event = NDSR_RDDREQ;
 268                 break;
 269         case NAND_CMD_READID:
 270                 delta_new_cmd();
 271                 printk("delta_cmdfunc: NAND_CMD_READID.\n");
 272                 ndcb0 = (NAND_CMD_READID | (3 << 21) | (1 << 16)); /* addr cycles*/
 273                 event = NDSR_RDDREQ;
 274                 break;
 275         case NAND_CMD_PAGEPROG:
 276                 /* sent as a multicommand in NAND_CMD_SEQIN */
 277                 printk("delta_cmdfunc: NAND_CMD_PAGEPROG.\n");
 278                 goto end;
 279         case NAND_CMD_ERASE1:
 280         case NAND_CMD_ERASE2:
 281                 printf("delta_cmdfunc: NAND_CMD_ERASEx unimplemented.\n");
 282                 goto end;
 283         case NAND_CMD_SEQIN:
 284                 /* send PAGE_PROG command(0x1080) */
 285                 delta_new_cmd();
 286                 printf("delta_cmdfunc: NAND_CMD_SEQIN/PAGE_PROG.\n");
 287                 ndcb0 = (0x1080 | (1<<25) | (1<<21) | (1<<19) | (4<<16));
 288                 column >>= 1; /* adjust for 16 bit bus */
 289                 ndcb1 = (((column>>1) & 0xff) |
 290                          ((page_addr<<8) & 0xff00) |
 291                          ((page_addr<<8) & 0xff0000) |
 292                          ((page_addr<<8) & 0xff000000)); /* make this 0x01000000 ? */
 293                 event = NDSR_WRDREQ;
 294                 break;
 295 /*      case NAND_CMD_SEQIN_pointer_operation: */
 296
 297 /*              /\* This is confusing because the command names are */
 298 /*               * different compared to the ones in the K9K12Q0C */
 299 /*               * datasheet. Infact this has nothing to do with */
 300 /*               * reading, as the but with page programming */
 301 /*               * (writing). */
 302 /*               * Here we send the multibyte commands */
 303 /*               * cmd1=0x00, cmd2=0x80 (for programming main area) or */
 304 /*               * cmd1=0x50, cmd2=0x80 (for spare area) */
 305 /*               * */
 306 /*               * When all data is written to the buffer, the page */
 307 /*               * program command (0x10) is sent to actually write */
 308 /*               * the data. */
 309 /*               *\/ */
 310
 311 /*              printf("delta_cmdfunc: NAND_CMD_SEQIN pointer op called.\n"); */
 312
 313 /*              ndcb0 = (NAND_CMD_SEQIN<<8) | (1<<21) | (1<<19) | (4<<16); */
 314 /*              if(column >= mtd->oobblock) { */
 315 /*                      /\* OOB area *\/ */
 316 /*                      column -= mtd->oobblock; */
 317 /*                      ndcb0 |= NAND_CMD_READOOB; */
 318 /*              } else if (column < 256) { */
 319 /*                      /\* First 256 bytes --> READ0 *\/ */
 320 /*                      ndcb0 |= NAND_CMD_READ0; */
 321 /*              } else { */
 322 /*                      /\* Only for 8 bit devices - not delta!!! *\/ */
 323 /*                      column -= 256; */
 324 /*                      ndcb0 |= NAND_CMD_READ1; */
 325 /*              } */
 326 /*              event = NDSR_WRDREQ; */
 327 /*              break; */
 328         case NAND_CMD_STATUS:
 329                 /* oh, this is not nice. for some reason the real
 330                  * status byte is in the second read from the data
 331                  * buffer. The hack is to read the first byte right
 332                  * here, so the next read access by the nand code
 333                  * yields the right one.
 334                  */
 335                 delta_new_cmd();
 336                 ndcb0 = (NAND_CMD_STATUS | (4<<21));
 337                 event = NDSR_RDDREQ;
 338                 NDCB0 = ndcb0;
 339                 NDCB0 = ndcb1;
 340                 NDCB0 = ndcb2;
 341                 delta_wait_event(event);
 342                 what_the_hack = NDDB;
 343                 goto end;
 344                 break;
 345         case NAND_CMD_RESET:
 346                 printf("delta_cmdfunc: NAND_CMD_RESET unimplemented.\n");
 347                 break;
 348         default:
 349                 printk("delta_cmdfunc: error, unsupported command.\n");
 350                 return;
 351         }
 352
 353         NDCB0 = ndcb0;
 354         NDCB0 = ndcb1;
 355         NDCB0 = ndcb2;
 356
 357  wait_event:
 358         delta_wait_event(event);
 359  end:
 360         return;
 361 }
 362
 363 static void delta_dfc_gpio_init()
 364 {
 365         printf("Setting up DFC GPIO's.\n");
 366
 367         /* no idea what is done here, see zylonite.c */
 368         GPIO4 = 0x1;
 369
 370         DF_ALE_WE1 = 0x00000001;
 371         DF_ALE_WE2 = 0x00000001;
 372         DF_nCS0 = 0x00000001;
 373         DF_nCS1 = 0x00000001;
 374         DF_nWE = 0x00000001;
 375         DF_nRE = 0x00000001;
 376         DF_IO0 = 0x00000001;
 377         DF_IO8 = 0x00000001;
 378         DF_IO1 = 0x00000001;
 379         DF_IO9 = 0x00000001;
 380         DF_IO2 = 0x00000001;
 381         DF_IO10 = 0x00000001;
 382         DF_IO3 = 0x00000001;
 383         DF_IO11 = 0x00000001;
 384         DF_IO4 = 0x00000001;
 385         DF_IO12 = 0x00000001;
 386         DF_IO5 = 0x00000001;
 387         DF_IO13 = 0x00000001;
 388         DF_IO6 = 0x00000001;
 389         DF_IO14 = 0x00000001;
 390         DF_IO7 = 0x00000001;
 391         DF_IO15 = 0x00000001;
 392
 393         DF_nWE = 0x1901;
 394         DF_nRE = 0x1901;
 395         DF_CLE_NOE = 0x1900;
 396         DF_ALE_WE1 = 0x1901;
 397         DF_INT_RnB = 0x1900;
 398 }
 399
 400 /*
 401  * Board-specific NAND initialization. The following members of the
 402  * argument are board-specific (per include/linux/mtd/nand_new.h):
 403  * - IO_ADDR_R?: address to read the 8 I/O lines of the flash device
 404  * - IO_ADDR_W?: address to write the 8 I/O lines of the flash device
 405  * - hwcontrol: hardwarespecific function for accesing control-lines
 406  * - dev_ready: hardwarespecific function for  accesing device ready/busy line
 407  * - enable_hwecc?: function to enable (reset)  hardware ecc generator. Must
 408  *   only be provided if a hardware ECC is available
 409  * - eccmode: mode of ecc, see defines
 410  * - chip_delay: chip dependent delay for transfering data from array to
 411  *   read regs (tR)
 412  * - options: various chip options. They can partly be set to inform
 413  *   nand_scan about special functionality. See the defines for further
 414  *   explanation
 415  * Members with a "?" were not set in the merged testing-NAND branch,
 416  * so they are not set here either.
 417  */
 418 void board_nand_init(struct nand_chip *nand)
 419 {
 420         unsigned long tCH, tCS, tWH, tWP, tRH, tRP, tRP_high, tR, tWHR, tAR;
 421
 422         /* set up GPIO Control Registers */
 423         delta_dfc_gpio_init();
 424
 425         /* turn on the NAND Controller Clock (104 MHz @ D0) */
 426         CKENA |= (CKENA_4_NAND | CKENA_9_SMC);
 427
 428         /* wait ? */
 429 /*      printf("stupid loop start...\n"); */
 430 /*      wait(200); */
 431 /*      printf("stupid loop end.\n"); */
 432
 433
 434         /* NAND Timing Parameters (in ns) */
 435 #define NAND_TIMING_tCH         10
 436 #define NAND_TIMING_tCS         0
 437 #define NAND_TIMING_tWH         20
 438 #define NAND_TIMING_tWP         40
 439 /* #define NAND_TIMING_tRH      20 */
 440 /* #define NAND_TIMING_tRP      40 */
 441
 442 #define NAND_TIMING_tRH         25
 443 #define NAND_TIMING_tRP         50
 444
 445 #define NAND_TIMING_tR          11123
 446 #define NAND_TIMING_tWHR        110
 447 #define NAND_TIMING_tAR         10
 448
 449 /* Maximum values for NAND Interface Timing Registers in DFC clock
 450  * periods */
 451 #define DFC_MAX_tCH             7
 452 #define DFC_MAX_tCS             7
 453 #define DFC_MAX_tWH             7
 454 #define DFC_MAX_tWP             7
 455 #define DFC_MAX_tRH             7
 456 #define DFC_MAX_tRP             15
 457 #define DFC_MAX_tR              65535
 458 #define DFC_MAX_tWHR            15
 459 #define DFC_MAX_tAR             15
 460
 461 #define DFC_CLOCK               104             /* DFC Clock is 104 MHz */
 462 #define DFC_CLK_PER_US          DFC_CLOCK/1000  /* clock period in ns */
 463 #define MIN(x, y)               ((x < y) ? x : y)
 464
 465
 466         tCH = MIN(((unsigned long) (NAND_TIMING_tCH * DFC_CLK_PER_US) + 1),
 467                   DFC_MAX_tCH);
 468         tCS = MIN(((unsigned long) (NAND_TIMING_tCS * DFC_CLK_PER_US) + 1),
 469                   DFC_MAX_tCS);
 470         tWH = MIN(((unsigned long) (NAND_TIMING_tWH * DFC_CLK_PER_US) + 1),
 471                   DFC_MAX_tWH);
 472         tWP = MIN(((unsigned long) (NAND_TIMING_tWP * DFC_CLK_PER_US) + 1),
 473                   DFC_MAX_tWP);
 474         tRH = MIN(((unsigned long) (NAND_TIMING_tRH * DFC_CLK_PER_US) + 1),
 475                   DFC_MAX_tRH);
 476         tRP = MIN(((unsigned long) (NAND_TIMING_tRP * DFC_CLK_PER_US) + 1),
 477                   DFC_MAX_tRP);
 478         tR = MIN(((unsigned long) (NAND_TIMING_tR * DFC_CLK_PER_US) + 1),
 479                  DFC_MAX_tR);
 480         tWHR = MIN(((unsigned long) (NAND_TIMING_tWHR * DFC_CLK_PER_US) + 1),
 481                    DFC_MAX_tWHR);
 482         tAR = MIN(((unsigned long) (NAND_TIMING_tAR * DFC_CLK_PER_US) + 1),
 483                   DFC_MAX_tAR);
 484
 485
 486         printf("tCH=%u, tCS=%u, tWH=%u, tWP=%u, tRH=%u, tRP=%u, tR=%u, tWHR=%u, tAR=%u.\n", tCH, tCS, tWH, tWP, tRH, tRP, tR, tWHR, tAR);
 487
 488         /* tRP value is split in the register */
 489         if(tRP & (1 << 4)) {
 490                 tRP_high = 1;
 491                 tRP &= ~(1 << 4);
 492         } else {
 493                 tRP_high = 0;
 494         }
 495
 496         NDTR0CS0 = (tCH << 19) |
 497                 (tCS << 16) |
 498                 (tWH << 11) |
 499                 (tWP << 8) |
 500                 (tRP_high << 6) |
 501                 (tRH << 3) |
 502                 (tRP << 0);
 503
 504         NDTR1CS0 = (tR << 16) |
 505                 (tWHR << 4) |
 506                 (tAR << 0);
 507
 508
 509
 510         /* If it doesn't work (unlikely) think about:
 511          *  - ecc enable
 512          *  - chip select don't care
 513          *  - read id byte count
 514          *
 515          * Intentionally enabled by not setting bits:
 516          *  - dma (DMA_EN)
 517          *  - page size = 512
 518          *  - cs don't care, see if we can enable later!
 519          *  - row address start position (after second cycle)
 520          *  - pages per block = 32
 521          *  - ND_RDY : clears command buffer
 522          */
 523         NDCR = (NDCR_SPARE_EN |         /* use the spare area */
 524                 NDCR_DWIDTH_C |         /* 16bit DFC data bus width  */
 525                 NDCR_DWIDTH_M |         /* 16 bit Flash device data bus width */
 526                 NDCR_NCSX |             /* Chip select busy don't care */
 527                 (7 << 16) |             /* read id count = 7 ???? mk@tbd */
 528                 NDCR_ND_ARB_EN |        /* enable bus arbiter */
 529                 NDCR_RDYM |             /* flash device ready ir masked */
 530                 NDCR_CS0_PAGEDM |       /* ND_nCSx page done ir masked */
 531                 NDCR_CS1_PAGEDM |
 532                 NDCR_CS0_CMDDM |        /* ND_CSx command done ir masked */
 533                 NDCR_CS1_CMDDM |
 534                 NDCR_CS0_BBDM |         /* ND_CSx bad block detect ir masked */
 535                 NDCR_CS1_BBDM |
 536                 NDCR_DBERRM |           /* double bit error ir masked */
 537                 NDCR_SBERRM |           /* single bit error ir masked */
 538                 NDCR_WRDREQM |          /* write data request ir masked */
 539                 NDCR_RDDREQM |          /* read data request ir masked */
 540                 NDCR_WRCMDREQM);        /* write command request ir masked */
 541
 542
 543         /* wait 10 us due to cmd buffer clear reset */
 544 /*      wait(10); */
 545
 546
 547         nand->hwcontrol = delta_hwcontrol;
 548 /*      nand->dev_ready = delta_device_ready; */
 549         nand->eccmode = NAND_ECC_SOFT;
 550         nand->chip_delay = NAND_DELAY_US;
 551         nand->options = NAND_BUSWIDTH_16;
 552         nand->waitfunc = delta_wait;
 553         nand->read_byte = delta_read_byte;
 554         nand->write_byte = delta_write_byte;
 555         nand->read_word = delta_read_word;
 556         nand->write_word = delta_write_word;
 557         nand->read_buf = delta_read_buf;
 558         nand->write_buf = delta_write_buf;
 559
 560         nand->cmdfunc = delta_cmdfunc;
 561 }
 562
 563 #else
 564  #error "U-Boot legacy NAND support not available for delta board."
 565 #endif
 566 #endif