]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-uboot.git/blobdiff - common/cmd_sf.c
spi: Add SPI flash test
[karo-tx-uboot.git] / common / cmd_sf.c
index 6dc522d7a271537cf2b5d804e5a82a7fe1a16c2e..b1753587d3c92f1273e66acab040bad9efca5761 100644 (file)
@@ -2,8 +2,12 @@
  * Command for accessing SPI flash.
  *
  * Copyright (C) 2008 Atmel Corporation
+ * Licensed under the GPL-2 or later.
  */
+
+#include <div64.h>
 #include <common.h>
+#include <malloc.h>
 #include <spi_flash.h>
 
 #include <asm/io.h>
 #ifndef CONFIG_SF_DEFAULT_MODE
 # define CONFIG_SF_DEFAULT_MODE                SPI_MODE_3
 #endif
+#ifndef CONFIG_SF_DEFAULT_CS
+# define CONFIG_SF_DEFAULT_CS          0
+#endif
+#ifndef CONFIG_SF_DEFAULT_BUS
+# define CONFIG_SF_DEFAULT_BUS         0
+#endif
 
 static struct spi_flash *flash;
 
-static int do_spi_flash_probe(int argc, char *argv[])
+
+/*
+ * This function computes the length argument for the erase command.
+ * The length on which the command is to operate can be given in two forms:
+ * 1. <cmd> offset len  - operate on <'offset',  'len')
+ * 2. <cmd> offset +len - operate on <'offset',  'round_up(len)')
+ * If the second form is used and the length doesn't fall on the
+ * sector boundary, than it will be adjusted to the next sector boundary.
+ * If it isn't in the flash, the function will fail (return -1).
+ * Input:
+ *    arg: length specification (i.e. both command arguments)
+ * Output:
+ *    len: computed length for operation
+ * Return:
+ *    1: success
+ *   -1: failure (bad format, bad address).
+ */
+static int sf_parse_len_arg(char *arg, ulong *len)
 {
-       unsigned int bus = 0;
-       unsigned int cs;
+       char *ep;
+       char round_up_len; /* indicates if the "+length" form used */
+       ulong len_arg;
+
+       round_up_len = 0;
+       if (*arg == '+') {
+               round_up_len = 1;
+               ++arg;
+       }
+
+       len_arg = simple_strtoul(arg, &ep, 16);
+       if (ep == arg || *ep != '\0')
+               return -1;
+
+       if (round_up_len && flash->sector_size > 0)
+               *len = ROUND(len_arg, flash->sector_size);
+       else
+               *len = len_arg;
+
+       return 1;
+}
+
+/**
+ * This function takes a byte length and a delta unit of time to compute the
+ * approximate bytes per second
+ *
+ * @param len          amount of bytes currently processed
+ * @param start_ms     start time of processing in ms
+ * @return bytes per second if OK, 0 on error
+ */
+static ulong bytes_per_second(unsigned int len, ulong start_ms)
+{
+       /* less accurate but avoids overflow */
+       if (len >= ((unsigned int) -1) / 1024)
+               return len / (max(get_timer(start_ms) / 1024, 1));
+       else
+               return 1024 * len / max(get_timer(start_ms), 1);
+}
+
+static int do_spi_flash_probe(int argc, char * const argv[])
+{
+       unsigned int bus = CONFIG_SF_DEFAULT_BUS;
+       unsigned int cs = CONFIG_SF_DEFAULT_CS;
        unsigned int speed = CONFIG_SF_DEFAULT_SPEED;
        unsigned int mode = CONFIG_SF_DEFAULT_MODE;
        char *endp;
        struct spi_flash *new;
 
-       if (argc < 2)
-               goto usage;
-
-       cs = simple_strtoul(argv[1], &endp, 0);
-       if (*argv[1] == 0 || (*endp != 0 && *endp != ':'))
-               goto usage;
-       if (*endp == ':') {
-               if (endp[1] == 0)
-                       goto usage;
-
-               bus = cs;
-               cs = simple_strtoul(endp + 1, &endp, 0);
-               if (*endp != 0)
-                       goto usage;
+       if (argc >= 2) {
+               cs = simple_strtoul(argv[1], &endp, 0);
+               if (*argv[1] == 0 || (*endp != 0 && *endp != ':'))
+                       return -1;
+               if (*endp == ':') {
+                       if (endp[1] == 0)
+                               return -1;
+
+                       bus = cs;
+                       cs = simple_strtoul(endp + 1, &endp, 0);
+                       if (*endp != 0)
+                               return -1;
+               }
        }
 
        if (argc >= 3) {
                speed = simple_strtoul(argv[2], &endp, 0);
                if (*argv[2] == 0 || *endp != 0)
-                       goto usage;
+                       return -1;
        }
        if (argc >= 4) {
-               mode = simple_strtoul(argv[3], &endp, 0);
+               mode = simple_strtoul(argv[3], &endp, 16);
                if (*argv[3] == 0 || *endp != 0)
-                       goto usage;
+                       return -1;
        }
 
        new = spi_flash_probe(bus, cs, speed, mode);
@@ -63,17 +130,104 @@ static int do_spi_flash_probe(int argc, char *argv[])
                spi_flash_free(flash);
        flash = new;
 
-       printf("%u KiB %s at %u:%u is now current device\n",
-                       flash->size >> 10, flash->name, bus, cs);
-
        return 0;
+}
 
-usage:
-       puts("Usage: sf probe [bus:]cs [hz] [mode]\n");
-       return 1;
+/**
+ * Write a block of data to SPI flash, first checking if it is different from
+ * what is already there.
+ *
+ * If the data being written is the same, then *skipped is incremented by len.
+ *
+ * @param flash                flash context pointer
+ * @param offset       flash offset to write
+ * @param len          number of bytes to write
+ * @param buf          buffer to write from
+ * @param cmp_buf      read buffer to use to compare data
+ * @param skipped      Count of skipped data (incremented by this function)
+ * @return NULL if OK, else a string containing the stage which failed
+ */
+static const char *spi_flash_update_block(struct spi_flash *flash, u32 offset,
+               size_t len, const char *buf, char *cmp_buf, size_t *skipped)
+{
+       debug("offset=%#x, sector_size=%#x, len=%#zx\n",
+               offset, flash->sector_size, len);
+       if (spi_flash_read(flash, offset, len, cmp_buf))
+               return "read";
+       if (memcmp(cmp_buf, buf, len) == 0) {
+               debug("Skip region %x size %zx: no change\n",
+                       offset, len);
+               *skipped += len;
+               return NULL;
+       }
+       if (spi_flash_erase(flash, offset, len))
+               return "erase";
+       if (spi_flash_write(flash, offset, len, buf))
+               return "write";
+       return NULL;
+}
+
+/**
+ * Update an area of SPI flash by erasing and writing any blocks which need
+ * to change. Existing blocks with the correct data are left unchanged.
+ *
+ * @param flash                flash context pointer
+ * @param offset       flash offset to write
+ * @param len          number of bytes to write
+ * @param buf          buffer to write from
+ * @return 0 if ok, 1 on error
+ */
+static int spi_flash_update(struct spi_flash *flash, u32 offset,
+               size_t len, const char *buf)
+{
+       const char *err_oper = NULL;
+       char *cmp_buf;
+       const char *end = buf + len;
+       size_t todo;            /* number of bytes to do in this pass */
+       size_t skipped = 0;     /* statistics */
+       const ulong start_time = get_timer(0);
+       size_t scale = 1;
+       const char *start_buf = buf;
+       ulong delta;
+
+       if (end - buf >= 200)
+               scale = (end - buf) / 100;
+       cmp_buf = malloc(flash->sector_size);
+       if (cmp_buf) {
+               ulong last_update = get_timer(0);
+
+               for (; buf < end && !err_oper; buf += todo, offset += todo) {
+                       todo = min(end - buf, flash->sector_size);
+                       if (get_timer(last_update) > 100) {
+                               printf("   \rUpdating, %zu%% %lu B/s",
+                                       100 - (end - buf) / scale,
+                                       bytes_per_second(buf - start_buf,
+                                                        start_time));
+                               last_update = get_timer(0);
+                       }
+                       err_oper = spi_flash_update_block(flash, offset, todo,
+                                       buf, cmp_buf, &skipped);
+               }
+       } else {
+               err_oper = "malloc";
+       }
+       free(cmp_buf);
+       putc('\r');
+       if (err_oper) {
+               printf("SPI flash failed in %s step\n", err_oper);
+               return 1;
+       }
+
+       delta = get_timer(start_time);
+       printf("%zu bytes written, %zu bytes skipped", len - skipped,
+               skipped);
+       printf(" in %ld.%lds, speed %ld B/s\n",
+               delta / 1000, delta % 1000, bytes_per_second(len, start_time));
+
+       return 0;
 }
 
-static int do_spi_flash_read_write(int argc, char *argv[])
+static int do_spi_flash_read_write(int argc, char * const argv[])
 {
        unsigned long addr;
        unsigned long offset;
@@ -83,17 +237,24 @@ static int do_spi_flash_read_write(int argc, char *argv[])
        int ret;
 
        if (argc < 4)
-               goto usage;
+               return -1;
 
        addr = simple_strtoul(argv[1], &endp, 16);
        if (*argv[1] == 0 || *endp != 0)
-               goto usage;
+               return -1;
        offset = simple_strtoul(argv[2], &endp, 16);
        if (*argv[2] == 0 || *endp != 0)
-               goto usage;
+               return -1;
        len = simple_strtoul(argv[3], &endp, 16);
        if (*argv[3] == 0 || *endp != 0)
-               goto usage;
+               return -1;
+
+       /* Consistency checking */
+       if (offset + len > flash->size) {
+               printf("ERROR: attempting %s past flash size (%#x)\n",
+                       argv[0], flash->size);
+               return 1;
+       }
 
        buf = map_physmem(addr, len, MAP_WRBACK);
        if (!buf) {
@@ -101,7 +262,9 @@ static int do_spi_flash_read_write(int argc, char *argv[])
                return 1;
        }
 
-       if (strcmp(argv[0], "read") == 0)
+       if (strcmp(argv[0], "update") == 0)
+               ret = spi_flash_update(flash, offset, len, buf);
+       else if (strcmp(argv[0], "read") == 0)
                ret = spi_flash_read(flash, offset, len, buf);
        else
                ret = spi_flash_write(flash, offset, len, buf);
@@ -114,13 +277,9 @@ static int do_spi_flash_read_write(int argc, char *argv[])
        }
 
        return 0;
-
-usage:
-       printf("Usage: sf %s addr offset len\n", argv[0]);
-       return 1;
 }
 
-static int do_spi_flash_erase(int argc, char *argv[])
+static int do_spi_flash_erase(int argc, char * const argv[])
 {
        unsigned long offset;
        unsigned long len;
@@ -128,14 +287,22 @@ static int do_spi_flash_erase(int argc, char *argv[])
        int ret;
 
        if (argc < 3)
-               goto usage;
+               return -1;
 
        offset = simple_strtoul(argv[1], &endp, 16);
        if (*argv[1] == 0 || *endp != 0)
-               goto usage;
-       len = simple_strtoul(argv[2], &endp, 16);
-       if (*argv[2] == 0 || *endp != 0)
-               goto usage;
+               return -1;
+
+       ret = sf_parse_len_arg(argv[2], &len);
+       if (ret != 1)
+               return -1;
+
+       /* Consistency checking */
+       if (offset + len > flash->size) {
+               printf("ERROR: attempting %s past flash size (%#x)\n",
+                       argv[0], flash->size);
+               return 1;
+       }
 
        ret = spi_flash_erase(flash, offset, len);
        if (ret) {
@@ -144,24 +311,180 @@ static int do_spi_flash_erase(int argc, char *argv[])
        }
 
        return 0;
+}
 
-usage:
-       puts("Usage: sf erase offset len\n");
-       return 1;
+#ifdef CONFIG_CMD_SF_TEST
+enum {
+       STAGE_ERASE,
+       STAGE_CHECK,
+       STAGE_WRITE,
+       STAGE_READ,
+
+       STAGE_COUNT,
+};
+
+static char *stage_name[STAGE_COUNT] = {
+       "erase",
+       "check",
+       "write",
+       "read",
+};
+
+struct test_info {
+       int stage;
+       int bytes;
+       unsigned base_ms;
+       unsigned time_ms[STAGE_COUNT];
+};
+
+static void show_time(struct test_info *test, int stage)
+{
+       uint64_t speed; /* KiB/s */
+       int bps;        /* Bits per second */
+
+       speed = (long long)test->bytes * 1000;
+       do_div(speed, test->time_ms[stage] * 1024);
+       bps = speed * 8;
+
+       printf("%d %s: %d ticks, %d KiB/s %d.%03d Mbps\n", stage,
+              stage_name[stage], test->time_ms[stage],
+              (int)speed, bps / 1000, bps % 1000);
+}
+
+static void spi_test_next_stage(struct test_info *test)
+{
+       test->time_ms[test->stage] = get_timer(test->base_ms);
+       show_time(test, test->stage);
+       test->base_ms = get_timer(0);
+       test->stage++;
 }
 
-static int do_spi_flash(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])
+/**
+ * Run a test on the SPI flash
+ *
+ * @param flash                SPI flash to use
+ * @param buf          Source buffer for data to write
+ * @param len          Size of data to read/write
+ * @param offset       Offset within flash to check
+ * @param vbuf         Verification buffer
+ * @return 0 if ok, -1 on error
+ */
+static int spi_flash_test(struct spi_flash *flash, char *buf, ulong len,
+                          ulong offset, char *vbuf)
+{
+       struct test_info test;
+       int i;
+
+       printf("SPI flash test:\n");
+       memset(&test, '\0', sizeof(test));
+       test.base_ms = get_timer(0);
+       test.bytes = len;
+       if (spi_flash_erase(flash, offset, len)) {
+               printf("Erase failed\n");
+               return -1;
+       }
+       spi_test_next_stage(&test);
+
+       if (spi_flash_read(flash, offset, len, vbuf)) {
+               printf("Check read failed\n");
+               return -1;
+       }
+       for (i = 0; i < len; i++) {
+               if (vbuf[i] != 0xff) {
+                       printf("Check failed at %d\n", i);
+                       print_buffer(i, vbuf + i, 1, min(len - i, 0x40), 0);
+                       return -1;
+               }
+       }
+       spi_test_next_stage(&test);
+
+       if (spi_flash_write(flash, offset, len, buf)) {
+               printf("Write failed\n");
+               return -1;
+       }
+       memset(vbuf, '\0', len);
+       spi_test_next_stage(&test);
+
+       if (spi_flash_read(flash, offset, len, vbuf)) {
+               printf("Read failed\n");
+               return -1;
+       }
+       spi_test_next_stage(&test);
+
+       for (i = 0; i < len; i++) {
+               if (buf[i] != vbuf[i]) {
+                       printf("Verify failed at %d, good data:\n", i);
+                       print_buffer(i, buf + i, 1, min(len - i, 0x40), 0);
+                       printf("Bad data:\n");
+                       print_buffer(i, vbuf + i, 1, min(len - i, 0x40), 0);
+                       return -1;
+               }
+       }
+       printf("Test passed\n");
+       for (i = 0; i < STAGE_COUNT; i++)
+               show_time(&test, i);
+
+       return 0;
+}
+
+static int do_spi_flash_test(int argc, char * const argv[])
+{
+       unsigned long offset;
+       unsigned long len;
+       char *buf = (char *)CONFIG_SYS_TEXT_BASE;
+       char *endp;
+       char *vbuf;
+       int ret;
+
+       offset = simple_strtoul(argv[1], &endp, 16);
+       if (*argv[1] == 0 || *endp != 0)
+               return -1;
+       len = simple_strtoul(argv[2], &endp, 16);
+       if (*argv[2] == 0 || *endp != 0)
+               return -1;
+
+       vbuf = malloc(len);
+       if (!vbuf) {
+               printf("Cannot allocate memory\n");
+               return 1;
+       }
+       buf = malloc(len);
+       if (!buf) {
+               free(vbuf);
+               printf("Cannot allocate memory\n");
+               return 1;
+       }
+
+       memcpy(buf, (char *)CONFIG_SYS_TEXT_BASE, len);
+       ret = spi_flash_test(flash, buf, len, offset, vbuf);
+       free(vbuf);
+       free(buf);
+       if (ret) {
+               printf("Test failed\n");
+               return 1;
+       }
+
+       return 0;
+}
+#endif /* CONFIG_CMD_SF_TEST */
+
+static int do_spi_flash(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char * const argv[])
 {
        const char *cmd;
+       int ret;
 
        /* need at least two arguments */
        if (argc < 2)
                goto usage;
 
        cmd = argv[1];
+       --argc;
+       ++argv;
 
-       if (strcmp(cmd, "probe") == 0)
-               return do_spi_flash_probe(argc - 1, argv + 1);
+       if (strcmp(cmd, "probe") == 0) {
+               ret = do_spi_flash_probe(argc, argv);
+               goto done;
+       }
 
        /* The remaining commands require a selected device */
        if (!flash) {
@@ -169,23 +492,45 @@ static int do_spi_flash(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])
                return 1;
        }
 
-       if (strcmp(cmd, "read") == 0 || strcmp(cmd, "write") == 0)
-               return do_spi_flash_read_write(argc - 1, argv + 1);
-       if (strcmp(cmd, "erase") == 0)
-               return do_spi_flash_erase(argc - 1, argv + 1);
+       if (strcmp(cmd, "read") == 0 || strcmp(cmd, "write") == 0 ||
+           strcmp(cmd, "update") == 0)
+               ret = do_spi_flash_read_write(argc, argv);
+       else if (strcmp(cmd, "erase") == 0)
+               ret = do_spi_flash_erase(argc, argv);
+#ifdef CONFIG_CMD_SF_TEST
+       else if (!strcmp(cmd, "test"))
+               ret = do_spi_flash_test(argc, argv);
+#endif
+       else
+               ret = -1;
+
+done:
+       if (ret != -1)
+               return ret;
 
 usage:
-       cmd_usage(cmdtp);
-       return 1;
+       return CMD_RET_USAGE;
 }
 
+#ifdef CONFIG_CMD_SF_TEST
+#define SF_TEST_HELP "\nsf test offset len             " \
+               "- run a very basic destructive test"
+#else
+#define SF_TEST_HELP
+#endif
+
 U_BOOT_CMD(
        sf,     5,      1,      do_spi_flash,
-       "sf     - SPI flash sub-system\n",
-       "probe [bus:]cs [hz] [mode]     - init flash device on given SPI bus\n"
+       "SPI flash sub-system",
+       "probe [[bus:]cs] [hz] [mode]   - init flash device on given SPI bus\n"
        "                                 and chip select\n"
        "sf read addr offset len        - read `len' bytes starting at\n"
        "                                 `offset' to memory at `addr'\n"
        "sf write addr offset len       - write `len' bytes from memory\n"
        "                                 at `addr' to flash at `offset'\n"
-       "sf erase offset len            - erase `len' bytes from `offset'\n");
+       "sf erase offset [+]len         - erase `len' bytes from `offset'\n"
+       "                                 `+len' round up `len' to block size\n"
+       "sf update addr offset len      - erase and write `len' bytes from memory\n"
+       "                                 at `addr' to flash at `offset'"
+       SF_TEST_HELP
+);