]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-uboot.git/blobdiff - doc/README.nand
mtd: denali: add Denali controller configs to Kconfig
[karo-tx-uboot.git] / doc / README.nand
index fc62f92e08503071d1d2702eb715ca91422f68f3..e29188f1ec0cd4dd97a38ddb4bb7ed85645f83fe 100644 (file)
@@ -5,23 +5,7 @@ See NOTE below!!!
 # (C) Copyright 2003
 # Dave Ellis, SIXNET, dge@sixnetio.com
 #
-# See file CREDITS for list of people who contributed to this
-# project.
-#
-# This program is free software; you can redistribute it and/or
-# modify it under the terms of the GNU General Public License as
-# published by the Free Software Foundation; either version 2 of
-# the License, or (at your option) any later version.
-#
-# This program is distributed in the hope that it will be useful,
-# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
-# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
-# GNU General Public License for more details.
-#
-# You should have received a copy of the GNU General Public License
-# along with this program; if not, write to the Free Software
-# Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
-# MA 02111-1307 USA
+# SPDX-License-Identifier:     GPL-2.0+
 
 Commands:
 
@@ -78,17 +62,43 @@ Commands:
       should work well, but loading an image copied from another flash is
       going to be trouble if there are any bad blocks.
 
+   nand write.trimffs addr ofs|partition size
+      Enabled by the CONFIG_CMD_NAND_TRIMFFS macro. This command will write to
+      the NAND flash in a manner identical to the 'nand write' command
+      described above -- with the additional check that all pages at the end
+      of eraseblocks which contain only 0xff data will not be written to the
+      NAND flash. This behaviour is required when flashing UBI images
+      containing UBIFS volumes as per the UBI FAQ[1].
+
+      [1] http://www.linux-mtd.infradead.org/doc/ubi.html#L_flasher_algo
+
    nand write.oob addr ofs|partition size
       Write `size' bytes from `addr' to the out-of-band data area
       corresponding to `ofs' in NAND flash. This is limited to the 16 bytes
       of data for one 512-byte page or 2 256-byte pages. There is no check
       for bad blocks.
 
+   nand read.raw addr ofs|partition [count]
+   nand write.raw addr ofs|partition [count]
+      Read or write one or more pages at "ofs" in NAND flash, from or to
+      "addr" in memory.  This is a raw access, so ECC is avoided and the
+      OOB area is transferred as well.  If count is absent, it is assumed
+      to be one page.  As with .yaffs2 accesses, the data is formatted as
+      a packed sequence of "data, oob, data, oob, ..." -- no alignment of
+      individual pages is maintained.
+
 Configuration Options:
 
+   CONFIG_SYS_NAND_U_BOOT_OFFS
+       NAND Offset from where SPL will read u-boot image. This is the starting
+       address of u-boot MTD partition in NAND.
+
    CONFIG_CMD_NAND
       Enables NAND support and commmands.
 
+   CONFIG_CMD_NAND_TORTURE
+      Enables the torture command (see description of this command below).
+
    CONFIG_MTD_NAND_ECC_JFFS2
       Define this if you want the Error Correction Code information in
       the out-of-band data to be formatted to match the JFFS2 file system.
@@ -98,115 +108,215 @@ Configuration Options:
    CONFIG_SYS_MAX_NAND_DEVICE
       The maximum number of NAND devices you want to support.
 
-NAND Interface:
-
-   #define NAND_WAIT_READY(nand)
-      Wait until the NAND flash is ready. Typically this would be a
-      loop waiting for the READY/BUSY line from the flash to indicate it
-      it is ready.
-
-   #define WRITE_NAND_COMMAND(d, adr)
-      Write the command byte `d' to the flash at `adr' with the
-      CLE (command latch enable) line true. If your board uses writes to
-      different addresses to control CLE and ALE, you can modify `adr'
-      to be the appropriate address here. If your board uses I/O registers
-      to control them, it is probably better to let NAND_CTL_SETCLE()
-      and company do it.
-
-   #define WRITE_NAND_ADDRESS(d, adr)
-      Write the address byte `d' to the flash at `adr' with the
-      ALE (address latch enable) line true. If your board uses writes to
-      different addresses to control CLE and ALE, you can modify `adr'
-      to be the appropriate address here. If your board uses I/O registers
-      to control them, it is probably better to let NAND_CTL_SETALE()
-      and company do it.
-
-   #define WRITE_NAND(d, adr)
-      Write the data byte `d' to the flash at `adr' with the
-      ALE and CLE lines false. If your board uses writes to
-      different addresses to control CLE and ALE, you can modify `adr'
-      to be the appropriate address here. If your board uses I/O registers
-      to control them, it is probably better to let NAND_CTL_CLRALE()
-      and company do it.
-
-   #define READ_NAND(adr)
-      Read a data byte from the flash at `adr' with the
-      ALE and CLE lines false. If your board uses reads from
-      different addresses to control CLE and ALE, you can modify `adr'
-      to be the appropriate address here. If your board uses I/O registers
-      to control them, it is probably better to let NAND_CTL_CLRALE()
-      and company do it.
-
-   #define NAND_DISABLE_CE(nand)
-      Set CE (Chip Enable) low to enable the NAND flash.
-
-   #define NAND_ENABLE_CE(nand)
-      Set CE (Chip Enable) high to disable the NAND flash.
-
-   #define NAND_CTL_CLRALE(nandptr)
-      Set ALE (address latch enable) low. If ALE control is handled by
-      WRITE_NAND_ADDRESS() this can be empty.
-
-   #define NAND_CTL_SETALE(nandptr)
-      Set ALE (address latch enable) high. If ALE control is handled by
-      WRITE_NAND_ADDRESS() this can be empty.
-
-   #define NAND_CTL_CLRCLE(nandptr)
-      Set CLE (command latch enable) low. If CLE control is handled by
-      WRITE_NAND_ADDRESS() this can be empty.
-
-   #define NAND_CTL_SETCLE(nandptr)
-      Set CLE (command latch enable) high. If CLE control is handled by
-      WRITE_NAND_ADDRESS() this can be empty.
-
-More Definitions:
-
-   These definitions are needed in the board configuration for now, but
-   may really belong in a header file.
-   TODO: Figure which ones are truly configuration settings and rename
-        them to CONFIG_SYS_NAND_... and move the rest somewhere appropriate.
-
-   #define SECTORSIZE 512
-   #define ADDR_COLUMN 1
-   #define ADDR_PAGE 2
-   #define ADDR_COLUMN_PAGE 3
-   #define NAND_ChipID_UNKNOWN 0x00
-   #define NAND_MAX_FLOORS 1
-   #define CONFIG_SYS_NAND_MAX_CHIPS 1
-
-   #define CONFIG_SYS_DAVINCI_BROKEN_ECC
-      Versions of U-Boot <= 1.3.3 and Montavista Linux kernels
-      generated bogus ECCs on large-page NAND. Both large and small page
-      NAND ECCs were incompatible with the Linux davinci git tree (since
-      NAND was integrated in 2.6.24).
-      Turn this ON if you want backwards compatibility.
-      Turn this OFF if you want U-Boot and the Linux davinci git kernel
-      to use the same ECC format.
+   CONFIG_SYS_NAND_MAX_ECCPOS
+      If specified, overrides the maximum number of ECC bytes
+      supported.  Useful for reducing image size, especially with SPL.
+      This must be at least 48 if nand_base.c is used.
+
+   CONFIG_SYS_NAND_MAX_OOBFREE
+      If specified, overrides the maximum number of free OOB regions
+      supported.  Useful for reducing image size, especially with SPL.
+      This must be at least 2 if nand_base.c is used.
+
+   CONFIG_SYS_NAND_MAX_CHIPS
+      The maximum number of NAND chips per device to be supported.
+
+   CONFIG_SYS_NAND_SELF_INIT
+      Traditionally, glue code in drivers/mtd/nand/nand.c has driven
+      the initialization process -- it provides the mtd and nand
+      structs, calls a board init function for a specific device,
+      calls nand_scan(), and registers with mtd.
+
+      This arrangement does not provide drivers with the flexibility to
+      run code between nand_scan_ident() and nand_scan_tail(), or other
+      deviations from the "normal" flow.
+
+      If a board defines CONFIG_SYS_NAND_SELF_INIT, drivers/mtd/nand/nand.c
+      will make one call to board_nand_init(), with no arguments.  That
+      function is responsible for calling a driver init function for
+      each NAND device on the board, that performs all initialization
+      tasks except setting mtd->name, and registering with the rest of
+      U-Boot.  Those last tasks are accomplished by calling  nand_register()
+      on the new mtd device.
+
+      Example of new init to be added to the end of an existing driver
+      init:
+
+       /*
+        * devnum is the device number to be used in nand commands
+        * and in mtd->name.  Must be less than
+        * CONFIG_SYS_NAND_MAX_DEVICE.
+        */
+       mtd = &nand_info[devnum];
+
+       /* chip is struct nand_chip, and is now provided by the driver. */
+       mtd->priv = &chip;
+
+       /*
+        * Fill in appropriate values if this driver uses these fields,
+        * or uses the standard read_byte/write_buf/etc. functions from
+        * nand_base.c that use these fields.
+        */
+       chip.IO_ADDR_R = ...;
+       chip.IO_ADDR_W = ...;
+
+       if (nand_scan_ident(mtd, CONFIG_SYS_MAX_NAND_CHIPS, NULL))
+               error out
+
+       /*
+        * Insert here any code you wish to run after the chip has been
+        * identified, but before any other I/O is done.
+        */
+
+       if (nand_scan_tail(mtd))
+               error out
+
+       if (nand_register(devnum))
+               error out
+
+      In addition to providing more flexibility to the driver, it reduces
+      the difference between a U-Boot driver and its Linux counterpart.
+      nand_init() is now reduced to calling board_nand_init() once, and
+      printing a size summary.  This should also make it easier to
+      transition to delayed NAND initialization.
+
+      Please convert your driver even if you don't need the extra
+      flexibility, so that one day we can eliminate the old mechanism.
+
+
+   CONFIG_SYS_NAND_ONFI_DETECTION
+       Enables detection of ONFI compliant devices during probe.
+       And fetching device parameters flashed on device, by parsing
+       ONFI parameter page.
+
+   CONFIG_BCH
+       Enables software based BCH ECC algorithm present in lib/bch.c
+       This is used by SoC platforms which do not have built-in ELM
+       hardware engine required for BCH ECC correction.
+
+   CONFIG_SYS_NAND_BUSWIDTH_16BIT
+       Indicates that NAND device has 16-bit wide data-bus. In absence of this
+       config, bus-width of NAND device is assumed to be either 8-bit and later
+       determined by reading ONFI params.
+       Above config is useful when NAND device's bus-width information cannot
+       be determined from on-chip ONFI params, like in following scenarios:
+       - SPL boot does not support reading of ONFI parameters. This is done to
+         keep SPL code foot-print small.
+       - In current U-Boot flow using nand_init(), driver initialization
+         happens in board_nand_init() which is called before any device probe
+         (nand_scan_ident + nand_scan_tail), thus device's ONFI parameters are
+         not available while configuring controller. So a static CONFIG_NAND_xx
+         is needed to know the device's bus-width in advance.
+       Some drivers using above config are:
+       drivers/mtd/nand/mxc_nand.c
+       drivers/mtd/nand/ndfc.c
+       drivers/mtd/nand/omap_gpmc.c
+
+
+Platform specific options
+=========================
+   CONFIG_NAND_OMAP_GPMC
+       Enables omap_gpmc.c driver for OMAPx and AMxxxx platforms.
+       GPMC controller is used for parallel NAND flash devices, and can
+       do ECC calculation (not ECC error detection) for HAM1, BCH4, BCH8
+       and BCH16 ECC algorithms.
+
+   CONFIG_NAND_OMAP_ELM
+       Enables omap_elm.c driver for OMAPx and AMxxxx platforms.
+       ELM controller is used for ECC error detection (not ECC calculation)
+       of BCH4, BCH8 and BCH16 ECC algorithms.
+       Some legacy platforms like OMAP3xx do not have in-built ELM h/w engine,
+       thus such SoC platforms need to depend on software library for ECC error
+       detection. However ECC calculation on such plaforms would still be
+       done by GPMC controller.
+
+   CONFIG_SPL_NAND_AM33XX_BCH
+       Enables SPL-NAND driver (am335x_spl_bch.c) which supports ELM based
+        hardware ECC correction. This is useful for platforms which have ELM
+       hardware engine and use NAND boot mode.
+       Some legacy platforms like OMAP3xx do not have in-built ELM h/w engine,
+       so those platforms should use CONFIG_SPL_NAND_SIMPLE for enabling
+        SPL-NAND driver with software ECC correction support.
+
+   CONFIG_NAND_OMAP_ECCSCHEME
+       On OMAP platforms, this CONFIG specifies NAND ECC scheme.
+       It can take following values:
+       OMAP_ECC_HAM1_CODE_SW
+               1-bit Hamming code using software lib.
+               (for legacy devices only)
+       OMAP_ECC_HAM1_CODE_HW
+               1-bit Hamming code using GPMC hardware.
+               (for legacy devices only)
+       OMAP_ECC_BCH4_CODE_HW_DETECTION_SW
+               4-bit BCH code (unsupported)
+       OMAP_ECC_BCH4_CODE_HW
+               4-bit BCH code (unsupported)
+       OMAP_ECC_BCH8_CODE_HW_DETECTION_SW
+               8-bit BCH code with
+               - ecc calculation using GPMC hardware engine,
+               - error detection using software library.
+               - requires CONFIG_BCH to enable software BCH library
+               (For legacy device which do not have ELM h/w engine)
+       OMAP_ECC_BCH8_CODE_HW
+               8-bit BCH code with
+               - ecc calculation using GPMC hardware engine,
+               - error detection using ELM hardware engine.
+       OMAP_ECC_BCH16_CODE_HW
+               16-bit BCH code with
+               - ecc calculation using GPMC hardware engine,
+               - error detection using ELM hardware engine.
+
+       How to select ECC scheme on OMAP and AMxx platforms ?
+       -----------------------------------------------------
+       Though higher ECC schemes have more capability to detect and correct
+       bit-flips, but still selection of ECC scheme is dependent on following
+       - hardware engines present in SoC.
+               Some legacy OMAP SoC do not have ELM h/w engine thus such
+               SoC cannot support BCHx_HW ECC schemes.
+       - size of OOB/Spare region
+               With higher ECC schemes, more OOB/Spare area is required to
+               store ECC. So choice of ECC scheme is limited by NAND oobsize.
+
+       In general following expression can help:
+               NAND_OOBSIZE >= 2 + (NAND_PAGESIZE / 512) * ECC_BYTES
+       where
+               NAND_OOBSIZE    = number of bytes available in
+                               OOB/spare area per NAND page.
+               NAND_PAGESIZE   = bytes in main-area of NAND page.
+               ECC_BYTES       = number of ECC bytes generated to
+                               protect 512 bytes of data, which is:
+                               3 for HAM1_xx ecc schemes
+                               7 for BCH4_xx ecc schemes
+                               14 for BCH8_xx ecc schemes
+                               26 for BCH16_xx ecc schemes
+
+               example to check for BCH16 on 2K page NAND
+               NAND_PAGESIZE = 2048
+               NAND_OOBSIZE = 64
+               2 + (2048 / 512) * 26 = 106 > NAND_OOBSIZE
+               Thus BCH16 cannot be supported on 2K page NAND.
+
+               However, for 4K pagesize NAND
+               NAND_PAGESIZE = 4096
+               NAND_OOBSIZE = 64
+               ECC_BYTES = 26
+               2 + (4096 / 512) * 26 = 210 < NAND_OOBSIZE
+               Thus BCH16 can be supported on 4K page NAND.
+
 
 NOTE:
 =====
 
-We now use a complete rewrite of the NAND code based on what is in
-2.6.12 Linux kernel.
+The current NAND implementation is based on what is in recent
+Linux kernels.  The old legacy implementation has been removed.
 
-The old NAND handling code has been re-factored and is now confined
-to only board-specific files and - unfortunately - to the DoC code
-(see below). A new configuration variable has been introduced:
-CONFIG_NAND_LEGACY, which has to be defined in the board config file if
-that board uses legacy code.
-
-The necessary changes have been made to all affected boards, and no
-build breakage has been introduced, except for NETTA and NETTA_ISDN
-targets from MAKEALL. This is due to the fact that these two boards
-use JFFS, which has been adopted to use the new NAND, and at the same
-time use NAND in legacy mode. The breakage will disappear when the
-board-specific code is changed to the new NAND.
-
-As mentioned above, the legacy code is still used by the DoC subsystem.
-The consequence of this is that the legacy NAND can't be removed  from
-the tree until the DoC is ported to use the new NAND support (or boards
-with DoC will break).
+If you have board code which used CONFIG_NAND_LEGACY, you'll need
+to convert to the current NAND interface for it to continue to work.
 
+The Disk On Chip driver is currently broken and has been for some time.
+There is a driver in drivers/mtd/nand, taken from Linux, that works with
+the current NAND system but has not yet been adapted to the u-boot
+environment.
 
 Additional improvements to the NAND subsystem by Guido Classen, 10-10-2006
 
@@ -225,6 +335,24 @@ Miscellaneous and testing commands:
   DANGEROUS!!! Factory set bad blocks will be lost. Use only
   to remove artificial bad blocks created with the "markbad" command.
 
+  "torture offset"
+  Torture block to determine if it is still reliable.
+  Enabled by the CONFIG_CMD_NAND_TORTURE configuration option.
+  This command returns 0 if the block is still reliable, else 1.
+  If the block is detected as unreliable, it is up to the user to decide to
+  mark this block as bad.
+  The analyzed block is put through 3 erase / write cycles (or less if the block
+  is detected as unreliable earlier).
+  This command can be used in scripts, e.g. together with the markbad command to
+  automate retries and handling of possibly newly detected bad blocks if the
+  nand write command fails.
+  It can also be used manually by users having seen some NAND errors in logs to
+  search the root cause of these errors.
+  The underlying nand_torture() function is also useful for code willing to
+  automate actions following a nand->write() error. This would e.g. be required
+  in order to program or update safely firmware to NAND, especially for the UBI
+  part of such firmware.
+
 
 NAND locking command (for chips with active LOCKPRE pin)
 
@@ -240,6 +368,8 @@ NAND locking command (for chips with active LOCKPRE pin)
   "nand unlock [offset] [size]"
   unlock consecutive area (can be called multiple times for different areas)
 
+  "nand unlock.allexcept [offset] [size]"
+  unlock all except specified consecutive area
 
 I have tested the code with board containing 128MiB NAND large page chips
 and 32MiB small page chips.