]> Git Repo - J-linux.git/blob - drivers/mtd/spi-nor/core.c
Merge tag 'kbuild-v6.9' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/masahiroy...
[J-linux.git] / drivers / mtd / spi-nor / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Based on m25p80.c, by Mike Lavender ([email protected]), with
4  * influence from lart.c (Abraham Van Der Merwe) and mtd_dataflash.c
5  *
6  * Copyright (C) 2005, Intec Automation Inc.
7  * Copyright (C) 2014, Freescale Semiconductor, Inc.
8  */
9
10 #include <linux/err.h>
11 #include <linux/errno.h>
12 #include <linux/delay.h>
13 #include <linux/device.h>
14 #include <linux/math64.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/mtd/mtd.h>
17 #include <linux/mtd/spi-nor.h>
18 #include <linux/mutex.h>
19 #include <linux/of_platform.h>
20 #include <linux/sched/task_stack.h>
21 #include <linux/sizes.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/spi/flash.h>
24
25 #include "core.h"
26
27 /* Define max times to check status register before we give up. */
28
29 /*
30  * For everything but full-chip erase; probably could be much smaller, but kept
31  * around for safety for now
32  */
33 #define DEFAULT_READY_WAIT_JIFFIES              (40UL * HZ)
34
35 /*
36  * For full-chip erase, calibrated to a 2MB flash (M25P16); should be scaled up
37  * for larger flash
38  */
39 #define CHIP_ERASE_2MB_READY_WAIT_JIFFIES       (40UL * HZ)
40
41 #define SPI_NOR_MAX_ADDR_NBYTES 4
42
43 #define SPI_NOR_SRST_SLEEP_MIN 200
44 #define SPI_NOR_SRST_SLEEP_MAX 400
45
46 /**
47  * spi_nor_get_cmd_ext() - Get the command opcode extension based on the
48  *                         extension type.
49  * @nor:                pointer to a 'struct spi_nor'
50  * @op:                 pointer to the 'struct spi_mem_op' whose properties
51  *                      need to be initialized.
52  *
53  * Right now, only "repeat" and "invert" are supported.
54  *
55  * Return: The opcode extension.
56  */
57 static u8 spi_nor_get_cmd_ext(const struct spi_nor *nor,
58                               const struct spi_mem_op *op)
59 {
60         switch (nor->cmd_ext_type) {
61         case SPI_NOR_EXT_INVERT:
62                 return ~op->cmd.opcode;
63
64         case SPI_NOR_EXT_REPEAT:
65                 return op->cmd.opcode;
66
67         default:
68                 dev_err(nor->dev, "Unknown command extension type\n");
69                 return 0;
70         }
71 }
72
73 /**
74  * spi_nor_spimem_setup_op() - Set up common properties of a spi-mem op.
75  * @nor:                pointer to a 'struct spi_nor'
76  * @op:                 pointer to the 'struct spi_mem_op' whose properties
77  *                      need to be initialized.
78  * @proto:              the protocol from which the properties need to be set.
79  */
80 void spi_nor_spimem_setup_op(const struct spi_nor *nor,
81                              struct spi_mem_op *op,
82                              const enum spi_nor_protocol proto)
83 {
84         u8 ext;
85
86         op->cmd.buswidth = spi_nor_get_protocol_inst_nbits(proto);
87
88         if (op->addr.nbytes)
89                 op->addr.buswidth = spi_nor_get_protocol_addr_nbits(proto);
90
91         if (op->dummy.nbytes)
92                 op->dummy.buswidth = spi_nor_get_protocol_addr_nbits(proto);
93
94         if (op->data.nbytes)
95                 op->data.buswidth = spi_nor_get_protocol_data_nbits(proto);
96
97         if (spi_nor_protocol_is_dtr(proto)) {
98                 /*
99                  * SPIMEM supports mixed DTR modes, but right now we can only
100                  * have all phases either DTR or STR. IOW, SPIMEM can have
101                  * something like 4S-4D-4D, but SPI NOR can't. So, set all 4
102                  * phases to either DTR or STR.
103                  */
104                 op->cmd.dtr = true;
105                 op->addr.dtr = true;
106                 op->dummy.dtr = true;
107                 op->data.dtr = true;
108
109                 /* 2 bytes per clock cycle in DTR mode. */
110                 op->dummy.nbytes *= 2;
111
112                 ext = spi_nor_get_cmd_ext(nor, op);
113                 op->cmd.opcode = (op->cmd.opcode << 8) | ext;
114                 op->cmd.nbytes = 2;
115         }
116 }
117
118 /**
119  * spi_nor_spimem_bounce() - check if a bounce buffer is needed for the data
120  *                           transfer
121  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'
122  * @op:         pointer to 'struct spi_mem_op' template for transfer
123  *
124  * If we have to use the bounce buffer, the data field in @op will be updated.
125  *
126  * Return: true if the bounce buffer is needed, false if not
127  */
128 static bool spi_nor_spimem_bounce(struct spi_nor *nor, struct spi_mem_op *op)
129 {
130         /* op->data.buf.in occupies the same memory as op->data.buf.out */
131         if (object_is_on_stack(op->data.buf.in) ||
132             !virt_addr_valid(op->data.buf.in)) {
133                 if (op->data.nbytes > nor->bouncebuf_size)
134                         op->data.nbytes = nor->bouncebuf_size;
135                 op->data.buf.in = nor->bouncebuf;
136                 return true;
137         }
138
139         return false;
140 }
141
142 /**
143  * spi_nor_spimem_exec_op() - execute a memory operation
144  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'
145  * @op:         pointer to 'struct spi_mem_op' template for transfer
146  *
147  * Return: 0 on success, -error otherwise.
148  */
149 static int spi_nor_spimem_exec_op(struct spi_nor *nor, struct spi_mem_op *op)
150 {
151         int error;
152
153         error = spi_mem_adjust_op_size(nor->spimem, op);
154         if (error)
155                 return error;
156
157         return spi_mem_exec_op(nor->spimem, op);
158 }
159
160 int spi_nor_controller_ops_read_reg(struct spi_nor *nor, u8 opcode,
161                                     u8 *buf, size_t len)
162 {
163         if (spi_nor_protocol_is_dtr(nor->reg_proto))
164                 return -EOPNOTSUPP;
165
166         return nor->controller_ops->read_reg(nor, opcode, buf, len);
167 }
168
169 int spi_nor_controller_ops_write_reg(struct spi_nor *nor, u8 opcode,
170                                      const u8 *buf, size_t len)
171 {
172         if (spi_nor_protocol_is_dtr(nor->reg_proto))
173                 return -EOPNOTSUPP;
174
175         return nor->controller_ops->write_reg(nor, opcode, buf, len);
176 }
177
178 static int spi_nor_controller_ops_erase(struct spi_nor *nor, loff_t offs)
179 {
180         if (spi_nor_protocol_is_dtr(nor->reg_proto))
181                 return -EOPNOTSUPP;
182
183         return nor->controller_ops->erase(nor, offs);
184 }
185
186 /**
187  * spi_nor_spimem_read_data() - read data from flash's memory region via
188  *                              spi-mem
189  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'
190  * @from:       offset to read from
191  * @len:        number of bytes to read
192  * @buf:        pointer to dst buffer
193  *
194  * Return: number of bytes read successfully, -errno otherwise
195  */
196 static ssize_t spi_nor_spimem_read_data(struct spi_nor *nor, loff_t from,
197                                         size_t len, u8 *buf)
198 {
199         struct spi_mem_op op =
200                 SPI_MEM_OP(SPI_MEM_OP_CMD(nor->read_opcode, 0),
201                            SPI_MEM_OP_ADDR(nor->addr_nbytes, from, 0),
202                            SPI_MEM_OP_DUMMY(nor->read_dummy, 0),
203                            SPI_MEM_OP_DATA_IN(len, buf, 0));
204         bool usebouncebuf;
205         ssize_t nbytes;
206         int error;
207
208         spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->read_proto);
209
210         /* convert the dummy cycles to the number of bytes */
211         op.dummy.nbytes = (nor->read_dummy * op.dummy.buswidth) / 8;
212         if (spi_nor_protocol_is_dtr(nor->read_proto))
213                 op.dummy.nbytes *= 2;
214
215         usebouncebuf = spi_nor_spimem_bounce(nor, &op);
216
217         if (nor->dirmap.rdesc) {
218                 nbytes = spi_mem_dirmap_read(nor->dirmap.rdesc, op.addr.val,
219                                              op.data.nbytes, op.data.buf.in);
220         } else {
221                 error = spi_nor_spimem_exec_op(nor, &op);
222                 if (error)
223                         return error;
224                 nbytes = op.data.nbytes;
225         }
226
227         if (usebouncebuf && nbytes > 0)
228                 memcpy(buf, op.data.buf.in, nbytes);
229
230         return nbytes;
231 }
232
233 /**
234  * spi_nor_read_data() - read data from flash memory
235  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'
236  * @from:       offset to read from
237  * @len:        number of bytes to read
238  * @buf:        pointer to dst buffer
239  *
240  * Return: number of bytes read successfully, -errno otherwise
241  */
242 ssize_t spi_nor_read_data(struct spi_nor *nor, loff_t from, size_t len, u8 *buf)
243 {
244         if (nor->spimem)
245                 return spi_nor_spimem_read_data(nor, from, len, buf);
246
247         return nor->controller_ops->read(nor, from, len, buf);
248 }
249
250 /**
251  * spi_nor_spimem_write_data() - write data to flash memory via
252  *                               spi-mem
253  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'
254  * @to:         offset to write to
255  * @len:        number of bytes to write
256  * @buf:        pointer to src buffer
257  *
258  * Return: number of bytes written successfully, -errno otherwise
259  */
260 static ssize_t spi_nor_spimem_write_data(struct spi_nor *nor, loff_t to,
261                                          size_t len, const u8 *buf)
262 {
263         struct spi_mem_op op =
264                 SPI_MEM_OP(SPI_MEM_OP_CMD(nor->program_opcode, 0),
265                            SPI_MEM_OP_ADDR(nor->addr_nbytes, to, 0),
266                            SPI_MEM_OP_NO_DUMMY,
267                            SPI_MEM_OP_DATA_OUT(len, buf, 0));
268         ssize_t nbytes;
269         int error;
270
271         if (nor->program_opcode == SPINOR_OP_AAI_WP && nor->sst_write_second)
272                 op.addr.nbytes = 0;
273
274         spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->write_proto);
275
276         if (spi_nor_spimem_bounce(nor, &op))
277                 memcpy(nor->bouncebuf, buf, op.data.nbytes);
278
279         if (nor->dirmap.wdesc) {
280                 nbytes = spi_mem_dirmap_write(nor->dirmap.wdesc, op.addr.val,
281                                               op.data.nbytes, op.data.buf.out);
282         } else {
283                 error = spi_nor_spimem_exec_op(nor, &op);
284                 if (error)
285                         return error;
286                 nbytes = op.data.nbytes;
287         }
288
289         return nbytes;
290 }
291
292 /**
293  * spi_nor_write_data() - write data to flash memory
294  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'
295  * @to:         offset to write to
296  * @len:        number of bytes to write
297  * @buf:        pointer to src buffer
298  *
299  * Return: number of bytes written successfully, -errno otherwise
300  */
301 ssize_t spi_nor_write_data(struct spi_nor *nor, loff_t to, size_t len,
302                            const u8 *buf)
303 {
304         if (nor->spimem)
305                 return spi_nor_spimem_write_data(nor, to, len, buf);
306
307         return nor->controller_ops->write(nor, to, len, buf);
308 }
309
310 /**
311  * spi_nor_read_any_reg() - read any register from flash memory, nonvolatile or
312  * volatile.
313  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
314  * @op:         SPI memory operation. op->data.buf must be DMA-able.
315  * @proto:      SPI protocol to use for the register operation.
316  *
317  * Return: zero on success, -errno otherwise
318  */
319 int spi_nor_read_any_reg(struct spi_nor *nor, struct spi_mem_op *op,
320                          enum spi_nor_protocol proto)
321 {
322         if (!nor->spimem)
323                 return -EOPNOTSUPP;
324
325         spi_nor_spimem_setup_op(nor, op, proto);
326         return spi_nor_spimem_exec_op(nor, op);
327 }
328
329 /**
330  * spi_nor_write_any_volatile_reg() - write any volatile register to flash
331  * memory.
332  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'
333  * @op:         SPI memory operation. op->data.buf must be DMA-able.
334  * @proto:      SPI protocol to use for the register operation.
335  *
336  * Writing volatile registers are instant according to some manufacturers
337  * (Cypress, Micron) and do not need any status polling.
338  *
339  * Return: zero on success, -errno otherwise
340  */
341 int spi_nor_write_any_volatile_reg(struct spi_nor *nor, struct spi_mem_op *op,
342                                    enum spi_nor_protocol proto)
343 {
344         int ret;
345
346         if (!nor->spimem)
347                 return -EOPNOTSUPP;
348
349         ret = spi_nor_write_enable(nor);
350         if (ret)
351                 return ret;
352         spi_nor_spimem_setup_op(nor, op, proto);
353         return spi_nor_spimem_exec_op(nor, op);
354 }
355
356 /**
357  * spi_nor_write_enable() - Set write enable latch with Write Enable command.
358  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
359  *
360  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
361  */
362 int spi_nor_write_enable(struct spi_nor *nor)
363 {
364         int ret;
365
366         if (nor->spimem) {
367                 struct spi_mem_op op = SPI_NOR_WREN_OP;
368
369                 spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
370
371                 ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
372         } else {
373                 ret = spi_nor_controller_ops_write_reg(nor, SPINOR_OP_WREN,
374                                                        NULL, 0);
375         }
376
377         if (ret)
378                 dev_dbg(nor->dev, "error %d on Write Enable\n", ret);
379
380         return ret;
381 }
382
383 /**
384  * spi_nor_write_disable() - Send Write Disable instruction to the chip.
385  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
386  *
387  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
388  */
389 int spi_nor_write_disable(struct spi_nor *nor)
390 {
391         int ret;
392
393         if (nor->spimem) {
394                 struct spi_mem_op op = SPI_NOR_WRDI_OP;
395
396                 spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
397
398                 ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
399         } else {
400                 ret = spi_nor_controller_ops_write_reg(nor, SPINOR_OP_WRDI,
401                                                        NULL, 0);
402         }
403
404         if (ret)
405                 dev_dbg(nor->dev, "error %d on Write Disable\n", ret);
406
407         return ret;
408 }
409
410 /**
411  * spi_nor_read_id() - Read the JEDEC ID.
412  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
413  * @naddr:      number of address bytes to send. Can be zero if the operation
414  *              does not need to send an address.
415  * @ndummy:     number of dummy bytes to send after an opcode or address. Can
416  *              be zero if the operation does not require dummy bytes.
417  * @id:         pointer to a DMA-able buffer where the value of the JEDEC ID
418  *              will be written.
419  * @proto:      the SPI protocol for register operation.
420  *
421  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
422  */
423 int spi_nor_read_id(struct spi_nor *nor, u8 naddr, u8 ndummy, u8 *id,
424                     enum spi_nor_protocol proto)
425 {
426         int ret;
427
428         if (nor->spimem) {
429                 struct spi_mem_op op =
430                         SPI_NOR_READID_OP(naddr, ndummy, id, SPI_NOR_MAX_ID_LEN);
431
432                 spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, proto);
433                 ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
434         } else {
435                 ret = nor->controller_ops->read_reg(nor, SPINOR_OP_RDID, id,
436                                                     SPI_NOR_MAX_ID_LEN);
437         }
438         return ret;
439 }
440
441 /**
442  * spi_nor_read_sr() - Read the Status Register.
443  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
444  * @sr:         pointer to a DMA-able buffer where the value of the
445  *              Status Register will be written. Should be at least 2 bytes.
446  *
447  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
448  */
449 int spi_nor_read_sr(struct spi_nor *nor, u8 *sr)
450 {
451         int ret;
452
453         if (nor->spimem) {
454                 struct spi_mem_op op = SPI_NOR_RDSR_OP(sr);
455
456                 if (nor->reg_proto == SNOR_PROTO_8_8_8_DTR) {
457                         op.addr.nbytes = nor->params->rdsr_addr_nbytes;
458                         op.dummy.nbytes = nor->params->rdsr_dummy;
459                         /*
460                          * We don't want to read only one byte in DTR mode. So,
461                          * read 2 and then discard the second byte.
462                          */
463                         op.data.nbytes = 2;
464                 }
465
466                 spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
467
468                 ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
469         } else {
470                 ret = spi_nor_controller_ops_read_reg(nor, SPINOR_OP_RDSR, sr,
471                                                       1);
472         }
473
474         if (ret)
475                 dev_dbg(nor->dev, "error %d reading SR\n", ret);
476
477         return ret;
478 }
479
480 /**
481  * spi_nor_read_cr() - Read the Configuration Register using the
482  * SPINOR_OP_RDCR (35h) command.
483  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'
484  * @cr:         pointer to a DMA-able buffer where the value of the
485  *              Configuration Register will be written.
486  *
487  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
488  */
489 int spi_nor_read_cr(struct spi_nor *nor, u8 *cr)
490 {
491         int ret;
492
493         if (nor->spimem) {
494                 struct spi_mem_op op = SPI_NOR_RDCR_OP(cr);
495
496                 spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
497
498                 ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
499         } else {
500                 ret = spi_nor_controller_ops_read_reg(nor, SPINOR_OP_RDCR, cr,
501                                                       1);
502         }
503
504         if (ret)
505                 dev_dbg(nor->dev, "error %d reading CR\n", ret);
506
507         return ret;
508 }
509
510 /**
511  * spi_nor_set_4byte_addr_mode_en4b_ex4b() - Enter/Exit 4-byte address mode
512  *                      using SPINOR_OP_EN4B/SPINOR_OP_EX4B. Typically used by
513  *                      Winbond and Macronix.
514  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
515  * @enable:     true to enter the 4-byte address mode, false to exit the 4-byte
516  *              address mode.
517  *
518  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
519  */
520 int spi_nor_set_4byte_addr_mode_en4b_ex4b(struct spi_nor *nor, bool enable)
521 {
522         int ret;
523
524         if (nor->spimem) {
525                 struct spi_mem_op op = SPI_NOR_EN4B_EX4B_OP(enable);
526
527                 spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
528
529                 ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
530         } else {
531                 ret = spi_nor_controller_ops_write_reg(nor,
532                                                        enable ? SPINOR_OP_EN4B :
533                                                                 SPINOR_OP_EX4B,
534                                                        NULL, 0);
535         }
536
537         if (ret)
538                 dev_dbg(nor->dev, "error %d setting 4-byte mode\n", ret);
539
540         return ret;
541 }
542
543 /**
544  * spi_nor_set_4byte_addr_mode_wren_en4b_ex4b() - Set 4-byte address mode using
545  * SPINOR_OP_WREN followed by SPINOR_OP_EN4B or SPINOR_OP_EX4B. Typically used
546  * by ST and Micron flashes.
547  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
548  * @enable:     true to enter the 4-byte address mode, false to exit the 4-byte
549  *              address mode.
550  *
551  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
552  */
553 int spi_nor_set_4byte_addr_mode_wren_en4b_ex4b(struct spi_nor *nor, bool enable)
554 {
555         int ret;
556
557         ret = spi_nor_write_enable(nor);
558         if (ret)
559                 return ret;
560
561         ret = spi_nor_set_4byte_addr_mode_en4b_ex4b(nor, enable);
562         if (ret)
563                 return ret;
564
565         return spi_nor_write_disable(nor);
566 }
567
568 /**
569  * spi_nor_set_4byte_addr_mode_brwr() - Set 4-byte address mode using
570  *                      SPINOR_OP_BRWR. Typically used by Spansion flashes.
571  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
572  * @enable:     true to enter the 4-byte address mode, false to exit the 4-byte
573  *              address mode.
574  *
575  * 8-bit volatile bank register used to define A[30:A24] bits. MSB (bit[7]) is
576  * used to enable/disable 4-byte address mode. When MSB is set to â€˜1’, 4-byte
577  * address mode is active and A[30:24] bits are don’t care. Write instruction is
578  * SPINOR_OP_BRWR(17h) with 1 byte of data.
579  *
580  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
581  */
582 int spi_nor_set_4byte_addr_mode_brwr(struct spi_nor *nor, bool enable)
583 {
584         int ret;
585
586         nor->bouncebuf[0] = enable << 7;
587
588         if (nor->spimem) {
589                 struct spi_mem_op op = SPI_NOR_BRWR_OP(nor->bouncebuf);
590
591                 spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
592
593                 ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
594         } else {
595                 ret = spi_nor_controller_ops_write_reg(nor, SPINOR_OP_BRWR,
596                                                        nor->bouncebuf, 1);
597         }
598
599         if (ret)
600                 dev_dbg(nor->dev, "error %d setting 4-byte mode\n", ret);
601
602         return ret;
603 }
604
605 /**
606  * spi_nor_sr_ready() - Query the Status Register to see if the flash is ready
607  * for new commands.
608  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
609  *
610  * Return: 1 if ready, 0 if not ready, -errno on errors.
611  */
612 int spi_nor_sr_ready(struct spi_nor *nor)
613 {
614         int ret;
615
616         ret = spi_nor_read_sr(nor, nor->bouncebuf);
617         if (ret)
618                 return ret;
619
620         return !(nor->bouncebuf[0] & SR_WIP);
621 }
622
623 /**
624  * spi_nor_use_parallel_locking() - Checks if RWW locking scheme shall be used
625  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
626  *
627  * Return: true if parallel locking is enabled, false otherwise.
628  */
629 static bool spi_nor_use_parallel_locking(struct spi_nor *nor)
630 {
631         return nor->flags & SNOR_F_RWW;
632 }
633
634 /* Locking helpers for status read operations */
635 static int spi_nor_rww_start_rdst(struct spi_nor *nor)
636 {
637         struct spi_nor_rww *rww = &nor->rww;
638         int ret = -EAGAIN;
639
640         mutex_lock(&nor->lock);
641
642         if (rww->ongoing_io || rww->ongoing_rd)
643                 goto busy;
644
645         rww->ongoing_io = true;
646         rww->ongoing_rd = true;
647         ret = 0;
648
649 busy:
650         mutex_unlock(&nor->lock);
651         return ret;
652 }
653
654 static void spi_nor_rww_end_rdst(struct spi_nor *nor)
655 {
656         struct spi_nor_rww *rww = &nor->rww;
657
658         mutex_lock(&nor->lock);
659
660         rww->ongoing_io = false;
661         rww->ongoing_rd = false;
662
663         mutex_unlock(&nor->lock);
664 }
665
666 static int spi_nor_lock_rdst(struct spi_nor *nor)
667 {
668         if (spi_nor_use_parallel_locking(nor))
669                 return spi_nor_rww_start_rdst(nor);
670
671         return 0;
672 }
673
674 static void spi_nor_unlock_rdst(struct spi_nor *nor)
675 {
676         if (spi_nor_use_parallel_locking(nor)) {
677                 spi_nor_rww_end_rdst(nor);
678                 wake_up(&nor->rww.wait);
679         }
680 }
681
682 /**
683  * spi_nor_ready() - Query the flash to see if it is ready for new commands.
684  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
685  *
686  * Return: 1 if ready, 0 if not ready, -errno on errors.
687  */
688 static int spi_nor_ready(struct spi_nor *nor)
689 {
690         int ret;
691
692         ret = spi_nor_lock_rdst(nor);
693         if (ret)
694                 return 0;
695
696         /* Flashes might override the standard routine. */
697         if (nor->params->ready)
698                 ret = nor->params->ready(nor);
699         else
700                 ret = spi_nor_sr_ready(nor);
701
702         spi_nor_unlock_rdst(nor);
703
704         return ret;
705 }
706
707 /**
708  * spi_nor_wait_till_ready_with_timeout() - Service routine to read the
709  * Status Register until ready, or timeout occurs.
710  * @nor:                pointer to "struct spi_nor".
711  * @timeout_jiffies:    jiffies to wait until timeout.
712  *
713  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
714  */
715 static int spi_nor_wait_till_ready_with_timeout(struct spi_nor *nor,
716                                                 unsigned long timeout_jiffies)
717 {
718         unsigned long deadline;
719         int timeout = 0, ret;
720
721         deadline = jiffies + timeout_jiffies;
722
723         while (!timeout) {
724                 if (time_after_eq(jiffies, deadline))
725                         timeout = 1;
726
727                 ret = spi_nor_ready(nor);
728                 if (ret < 0)
729                         return ret;
730                 if (ret)
731                         return 0;
732
733                 cond_resched();
734         }
735
736         dev_dbg(nor->dev, "flash operation timed out\n");
737
738         return -ETIMEDOUT;
739 }
740
741 /**
742  * spi_nor_wait_till_ready() - Wait for a predefined amount of time for the
743  * flash to be ready, or timeout occurs.
744  * @nor:        pointer to "struct spi_nor".
745  *
746  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
747  */
748 int spi_nor_wait_till_ready(struct spi_nor *nor)
749 {
750         return spi_nor_wait_till_ready_with_timeout(nor,
751                                                     DEFAULT_READY_WAIT_JIFFIES);
752 }
753
754 /**
755  * spi_nor_global_block_unlock() - Unlock Global Block Protection.
756  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
757  *
758  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
759  */
760 int spi_nor_global_block_unlock(struct spi_nor *nor)
761 {
762         int ret;
763
764         ret = spi_nor_write_enable(nor);
765         if (ret)
766                 return ret;
767
768         if (nor->spimem) {
769                 struct spi_mem_op op = SPI_NOR_GBULK_OP;
770
771                 spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
772
773                 ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
774         } else {
775                 ret = spi_nor_controller_ops_write_reg(nor, SPINOR_OP_GBULK,
776                                                        NULL, 0);
777         }
778
779         if (ret) {
780                 dev_dbg(nor->dev, "error %d on Global Block Unlock\n", ret);
781                 return ret;
782         }
783
784         return spi_nor_wait_till_ready(nor);
785 }
786
787 /**
788  * spi_nor_write_sr() - Write the Status Register.
789  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
790  * @sr:         pointer to DMA-able buffer to write to the Status Register.
791  * @len:        number of bytes to write to the Status Register.
792  *
793  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
794  */
795 int spi_nor_write_sr(struct spi_nor *nor, const u8 *sr, size_t len)
796 {
797         int ret;
798
799         ret = spi_nor_write_enable(nor);
800         if (ret)
801                 return ret;
802
803         if (nor->spimem) {
804                 struct spi_mem_op op = SPI_NOR_WRSR_OP(sr, len);
805
806                 spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
807
808                 ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
809         } else {
810                 ret = spi_nor_controller_ops_write_reg(nor, SPINOR_OP_WRSR, sr,
811                                                        len);
812         }
813
814         if (ret) {
815                 dev_dbg(nor->dev, "error %d writing SR\n", ret);
816                 return ret;
817         }
818
819         return spi_nor_wait_till_ready(nor);
820 }
821
822 /**
823  * spi_nor_write_sr1_and_check() - Write one byte to the Status Register 1 and
824  * ensure that the byte written match the received value.
825  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'.
826  * @sr1:        byte value to be written to the Status Register.
827  *
828  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
829  */
830 static int spi_nor_write_sr1_and_check(struct spi_nor *nor, u8 sr1)
831 {
832         int ret;
833
834         nor->bouncebuf[0] = sr1;
835
836         ret = spi_nor_write_sr(nor, nor->bouncebuf, 1);
837         if (ret)
838                 return ret;
839
840         ret = spi_nor_read_sr(nor, nor->bouncebuf);
841         if (ret)
842                 return ret;
843
844         if (nor->bouncebuf[0] != sr1) {
845                 dev_dbg(nor->dev, "SR1: read back test failed\n");
846                 return -EIO;
847         }
848
849         return 0;
850 }
851
852 /**
853  * spi_nor_write_16bit_sr_and_check() - Write the Status Register 1 and the
854  * Status Register 2 in one shot. Ensure that the byte written in the Status
855  * Register 1 match the received value, and that the 16-bit Write did not
856  * affect what was already in the Status Register 2.
857  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'.
858  * @sr1:        byte value to be written to the Status Register 1.
859  *
860  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
861  */
862 static int spi_nor_write_16bit_sr_and_check(struct spi_nor *nor, u8 sr1)
863 {
864         int ret;
865         u8 *sr_cr = nor->bouncebuf;
866         u8 cr_written;
867
868         /* Make sure we don't overwrite the contents of Status Register 2. */
869         if (!(nor->flags & SNOR_F_NO_READ_CR)) {
870                 ret = spi_nor_read_cr(nor, &sr_cr[1]);
871                 if (ret)
872                         return ret;
873         } else if (spi_nor_get_protocol_width(nor->read_proto) == 4 &&
874                    spi_nor_get_protocol_width(nor->write_proto) == 4 &&
875                    nor->params->quad_enable) {
876                 /*
877                  * If the Status Register 2 Read command (35h) is not
878                  * supported, we should at least be sure we don't
879                  * change the value of the SR2 Quad Enable bit.
880                  *
881                  * When the Quad Enable method is set and the buswidth is 4, we
882                  * can safely assume that the value of the QE bit is one, as a
883                  * consequence of the nor->params->quad_enable() call.
884                  *
885                  * According to the JESD216 revB standard, BFPT DWORDS[15],
886                  * bits 22:20, the 16-bit Write Status (01h) command is
887                  * available just for the cases in which the QE bit is
888                  * described in SR2 at BIT(1).
889                  */
890                 sr_cr[1] = SR2_QUAD_EN_BIT1;
891         } else {
892                 sr_cr[1] = 0;
893         }
894
895         sr_cr[0] = sr1;
896
897         ret = spi_nor_write_sr(nor, sr_cr, 2);
898         if (ret)
899                 return ret;
900
901         ret = spi_nor_read_sr(nor, sr_cr);
902         if (ret)
903                 return ret;
904
905         if (sr1 != sr_cr[0]) {
906                 dev_dbg(nor->dev, "SR: Read back test failed\n");
907                 return -EIO;
908         }
909
910         if (nor->flags & SNOR_F_NO_READ_CR)
911                 return 0;
912
913         cr_written = sr_cr[1];
914
915         ret = spi_nor_read_cr(nor, &sr_cr[1]);
916         if (ret)
917                 return ret;
918
919         if (cr_written != sr_cr[1]) {
920                 dev_dbg(nor->dev, "CR: read back test failed\n");
921                 return -EIO;
922         }
923
924         return 0;
925 }
926
927 /**
928  * spi_nor_write_16bit_cr_and_check() - Write the Status Register 1 and the
929  * Configuration Register in one shot. Ensure that the byte written in the
930  * Configuration Register match the received value, and that the 16-bit Write
931  * did not affect what was already in the Status Register 1.
932  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'.
933  * @cr:         byte value to be written to the Configuration Register.
934  *
935  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
936  */
937 int spi_nor_write_16bit_cr_and_check(struct spi_nor *nor, u8 cr)
938 {
939         int ret;
940         u8 *sr_cr = nor->bouncebuf;
941         u8 sr_written;
942
943         /* Keep the current value of the Status Register 1. */
944         ret = spi_nor_read_sr(nor, sr_cr);
945         if (ret)
946                 return ret;
947
948         sr_cr[1] = cr;
949
950         ret = spi_nor_write_sr(nor, sr_cr, 2);
951         if (ret)
952                 return ret;
953
954         sr_written = sr_cr[0];
955
956         ret = spi_nor_read_sr(nor, sr_cr);
957         if (ret)
958                 return ret;
959
960         if (sr_written != sr_cr[0]) {
961                 dev_dbg(nor->dev, "SR: Read back test failed\n");
962                 return -EIO;
963         }
964
965         if (nor->flags & SNOR_F_NO_READ_CR)
966                 return 0;
967
968         ret = spi_nor_read_cr(nor, &sr_cr[1]);
969         if (ret)
970                 return ret;
971
972         if (cr != sr_cr[1]) {
973                 dev_dbg(nor->dev, "CR: read back test failed\n");
974                 return -EIO;
975         }
976
977         return 0;
978 }
979
980 /**
981  * spi_nor_write_sr_and_check() - Write the Status Register 1 and ensure that
982  * the byte written match the received value without affecting other bits in the
983  * Status Register 1 and 2.
984  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'.
985  * @sr1:        byte value to be written to the Status Register.
986  *
987  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
988  */
989 int spi_nor_write_sr_and_check(struct spi_nor *nor, u8 sr1)
990 {
991         if (nor->flags & SNOR_F_HAS_16BIT_SR)
992                 return spi_nor_write_16bit_sr_and_check(nor, sr1);
993
994         return spi_nor_write_sr1_and_check(nor, sr1);
995 }
996
997 /**
998  * spi_nor_write_sr2() - Write the Status Register 2 using the
999  * SPINOR_OP_WRSR2 (3eh) command.
1000  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
1001  * @sr2:        pointer to DMA-able buffer to write to the Status Register 2.
1002  *
1003  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
1004  */
1005 static int spi_nor_write_sr2(struct spi_nor *nor, const u8 *sr2)
1006 {
1007         int ret;
1008
1009         ret = spi_nor_write_enable(nor);
1010         if (ret)
1011                 return ret;
1012
1013         if (nor->spimem) {
1014                 struct spi_mem_op op = SPI_NOR_WRSR2_OP(sr2);
1015
1016                 spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
1017
1018                 ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
1019         } else {
1020                 ret = spi_nor_controller_ops_write_reg(nor, SPINOR_OP_WRSR2,
1021                                                        sr2, 1);
1022         }
1023
1024         if (ret) {
1025                 dev_dbg(nor->dev, "error %d writing SR2\n", ret);
1026                 return ret;
1027         }
1028
1029         return spi_nor_wait_till_ready(nor);
1030 }
1031
1032 /**
1033  * spi_nor_read_sr2() - Read the Status Register 2 using the
1034  * SPINOR_OP_RDSR2 (3fh) command.
1035  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
1036  * @sr2:        pointer to DMA-able buffer where the value of the
1037  *              Status Register 2 will be written.
1038  *
1039  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
1040  */
1041 static int spi_nor_read_sr2(struct spi_nor *nor, u8 *sr2)
1042 {
1043         int ret;
1044
1045         if (nor->spimem) {
1046                 struct spi_mem_op op = SPI_NOR_RDSR2_OP(sr2);
1047
1048                 spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
1049
1050                 ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
1051         } else {
1052                 ret = spi_nor_controller_ops_read_reg(nor, SPINOR_OP_RDSR2, sr2,
1053                                                       1);
1054         }
1055
1056         if (ret)
1057                 dev_dbg(nor->dev, "error %d reading SR2\n", ret);
1058
1059         return ret;
1060 }
1061
1062 /**
1063  * spi_nor_erase_die() - Erase the entire die.
1064  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'.
1065  * @addr:       address of the die.
1066  * @die_size:   size of the die.
1067  *
1068  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
1069  */
1070 static int spi_nor_erase_die(struct spi_nor *nor, loff_t addr, size_t die_size)
1071 {
1072         bool multi_die = nor->mtd.size != die_size;
1073         int ret;
1074
1075         dev_dbg(nor->dev, " %lldKiB\n", (long long)(die_size >> 10));
1076
1077         if (nor->spimem) {
1078                 struct spi_mem_op op =
1079                         SPI_NOR_DIE_ERASE_OP(nor->params->die_erase_opcode,
1080                                              nor->addr_nbytes, addr, multi_die);
1081
1082                 spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
1083
1084                 ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
1085         } else {
1086                 if (multi_die)
1087                         return -EOPNOTSUPP;
1088
1089                 ret = spi_nor_controller_ops_write_reg(nor,
1090                                                        SPINOR_OP_CHIP_ERASE,
1091                                                        NULL, 0);
1092         }
1093
1094         if (ret)
1095                 dev_dbg(nor->dev, "error %d erasing chip\n", ret);
1096
1097         return ret;
1098 }
1099
1100 static u8 spi_nor_convert_opcode(u8 opcode, const u8 table[][2], size_t size)
1101 {
1102         size_t i;
1103
1104         for (i = 0; i < size; i++)
1105                 if (table[i][0] == opcode)
1106                         return table[i][1];
1107
1108         /* No conversion found, keep input op code. */
1109         return opcode;
1110 }
1111
1112 u8 spi_nor_convert_3to4_read(u8 opcode)
1113 {
1114         static const u8 spi_nor_3to4_read[][2] = {
1115                 { SPINOR_OP_READ,       SPINOR_OP_READ_4B },
1116                 { SPINOR_OP_READ_FAST,  SPINOR_OP_READ_FAST_4B },
1117                 { SPINOR_OP_READ_1_1_2, SPINOR_OP_READ_1_1_2_4B },
1118                 { SPINOR_OP_READ_1_2_2, SPINOR_OP_READ_1_2_2_4B },
1119                 { SPINOR_OP_READ_1_1_4, SPINOR_OP_READ_1_1_4_4B },
1120                 { SPINOR_OP_READ_1_4_4, SPINOR_OP_READ_1_4_4_4B },
1121                 { SPINOR_OP_READ_1_1_8, SPINOR_OP_READ_1_1_8_4B },
1122                 { SPINOR_OP_READ_1_8_8, SPINOR_OP_READ_1_8_8_4B },
1123
1124                 { SPINOR_OP_READ_1_1_1_DTR,     SPINOR_OP_READ_1_1_1_DTR_4B },
1125                 { SPINOR_OP_READ_1_2_2_DTR,     SPINOR_OP_READ_1_2_2_DTR_4B },
1126                 { SPINOR_OP_READ_1_4_4_DTR,     SPINOR_OP_READ_1_4_4_DTR_4B },
1127         };
1128
1129         return spi_nor_convert_opcode(opcode, spi_nor_3to4_read,
1130                                       ARRAY_SIZE(spi_nor_3to4_read));
1131 }
1132
1133 static u8 spi_nor_convert_3to4_program(u8 opcode)
1134 {
1135         static const u8 spi_nor_3to4_program[][2] = {
1136                 { SPINOR_OP_PP,         SPINOR_OP_PP_4B },
1137                 { SPINOR_OP_PP_1_1_4,   SPINOR_OP_PP_1_1_4_4B },
1138                 { SPINOR_OP_PP_1_4_4,   SPINOR_OP_PP_1_4_4_4B },
1139                 { SPINOR_OP_PP_1_1_8,   SPINOR_OP_PP_1_1_8_4B },
1140                 { SPINOR_OP_PP_1_8_8,   SPINOR_OP_PP_1_8_8_4B },
1141         };
1142
1143         return spi_nor_convert_opcode(opcode, spi_nor_3to4_program,
1144                                       ARRAY_SIZE(spi_nor_3to4_program));
1145 }
1146
1147 static u8 spi_nor_convert_3to4_erase(u8 opcode)
1148 {
1149         static const u8 spi_nor_3to4_erase[][2] = {
1150                 { SPINOR_OP_BE_4K,      SPINOR_OP_BE_4K_4B },
1151                 { SPINOR_OP_BE_32K,     SPINOR_OP_BE_32K_4B },
1152                 { SPINOR_OP_SE,         SPINOR_OP_SE_4B },
1153         };
1154
1155         return spi_nor_convert_opcode(opcode, spi_nor_3to4_erase,
1156                                       ARRAY_SIZE(spi_nor_3to4_erase));
1157 }
1158
1159 static bool spi_nor_has_uniform_erase(const struct spi_nor *nor)
1160 {
1161         return !!nor->params->erase_map.uniform_region.erase_mask;
1162 }
1163
1164 static void spi_nor_set_4byte_opcodes(struct spi_nor *nor)
1165 {
1166         nor->read_opcode = spi_nor_convert_3to4_read(nor->read_opcode);
1167         nor->program_opcode = spi_nor_convert_3to4_program(nor->program_opcode);
1168         nor->erase_opcode = spi_nor_convert_3to4_erase(nor->erase_opcode);
1169
1170         if (!spi_nor_has_uniform_erase(nor)) {
1171                 struct spi_nor_erase_map *map = &nor->params->erase_map;
1172                 struct spi_nor_erase_type *erase;
1173                 int i;
1174
1175                 for (i = 0; i < SNOR_ERASE_TYPE_MAX; i++) {
1176                         erase = &map->erase_type[i];
1177                         erase->opcode =
1178                                 spi_nor_convert_3to4_erase(erase->opcode);
1179                 }
1180         }
1181 }
1182
1183 static int spi_nor_prep(struct spi_nor *nor)
1184 {
1185         int ret = 0;
1186
1187         if (nor->controller_ops && nor->controller_ops->prepare)
1188                 ret = nor->controller_ops->prepare(nor);
1189
1190         return ret;
1191 }
1192
1193 static void spi_nor_unprep(struct spi_nor *nor)
1194 {
1195         if (nor->controller_ops && nor->controller_ops->unprepare)
1196                 nor->controller_ops->unprepare(nor);
1197 }
1198
1199 static void spi_nor_offset_to_banks(u64 bank_size, loff_t start, size_t len,
1200                                     u8 *first, u8 *last)
1201 {
1202         /* This is currently safe, the number of banks being very small */
1203         *first = DIV_ROUND_DOWN_ULL(start, bank_size);
1204         *last = DIV_ROUND_DOWN_ULL(start + len - 1, bank_size);
1205 }
1206
1207 /* Generic helpers for internal locking and serialization */
1208 static bool spi_nor_rww_start_io(struct spi_nor *nor)
1209 {
1210         struct spi_nor_rww *rww = &nor->rww;
1211         bool start = false;
1212
1213         mutex_lock(&nor->lock);
1214
1215         if (rww->ongoing_io)
1216                 goto busy;
1217
1218         rww->ongoing_io = true;
1219         start = true;
1220
1221 busy:
1222         mutex_unlock(&nor->lock);
1223         return start;
1224 }
1225
1226 static void spi_nor_rww_end_io(struct spi_nor *nor)
1227 {
1228         mutex_lock(&nor->lock);
1229         nor->rww.ongoing_io = false;
1230         mutex_unlock(&nor->lock);
1231 }
1232
1233 static int spi_nor_lock_device(struct spi_nor *nor)
1234 {
1235         if (!spi_nor_use_parallel_locking(nor))
1236                 return 0;
1237
1238         return wait_event_killable(nor->rww.wait, spi_nor_rww_start_io(nor));
1239 }
1240
1241 static void spi_nor_unlock_device(struct spi_nor *nor)
1242 {
1243         if (spi_nor_use_parallel_locking(nor)) {
1244                 spi_nor_rww_end_io(nor);
1245                 wake_up(&nor->rww.wait);
1246         }
1247 }
1248
1249 /* Generic helpers for internal locking and serialization */
1250 static bool spi_nor_rww_start_exclusive(struct spi_nor *nor)
1251 {
1252         struct spi_nor_rww *rww = &nor->rww;
1253         bool start = false;
1254
1255         mutex_lock(&nor->lock);
1256
1257         if (rww->ongoing_io || rww->ongoing_rd || rww->ongoing_pe)
1258                 goto busy;
1259
1260         rww->ongoing_io = true;
1261         rww->ongoing_rd = true;
1262         rww->ongoing_pe = true;
1263         start = true;
1264
1265 busy:
1266         mutex_unlock(&nor->lock);
1267         return start;
1268 }
1269
1270 static void spi_nor_rww_end_exclusive(struct spi_nor *nor)
1271 {
1272         struct spi_nor_rww *rww = &nor->rww;
1273
1274         mutex_lock(&nor->lock);
1275         rww->ongoing_io = false;
1276         rww->ongoing_rd = false;
1277         rww->ongoing_pe = false;
1278         mutex_unlock(&nor->lock);
1279 }
1280
1281 int spi_nor_prep_and_lock(struct spi_nor *nor)
1282 {
1283         int ret;
1284
1285         ret = spi_nor_prep(nor);
1286         if (ret)
1287                 return ret;
1288
1289         if (!spi_nor_use_parallel_locking(nor))
1290                 mutex_lock(&nor->lock);
1291         else
1292                 ret = wait_event_killable(nor->rww.wait,
1293                                           spi_nor_rww_start_exclusive(nor));
1294
1295         return ret;
1296 }
1297
1298 void spi_nor_unlock_and_unprep(struct spi_nor *nor)
1299 {
1300         if (!spi_nor_use_parallel_locking(nor)) {
1301                 mutex_unlock(&nor->lock);
1302         } else {
1303                 spi_nor_rww_end_exclusive(nor);
1304                 wake_up(&nor->rww.wait);
1305         }
1306
1307         spi_nor_unprep(nor);
1308 }
1309
1310 /* Internal locking helpers for program and erase operations */
1311 static bool spi_nor_rww_start_pe(struct spi_nor *nor, loff_t start, size_t len)
1312 {
1313         struct spi_nor_rww *rww = &nor->rww;
1314         unsigned int used_banks = 0;
1315         bool started = false;
1316         u8 first, last;
1317         int bank;
1318
1319         mutex_lock(&nor->lock);
1320
1321         if (rww->ongoing_io || rww->ongoing_rd || rww->ongoing_pe)
1322                 goto busy;
1323
1324         spi_nor_offset_to_banks(nor->params->bank_size, start, len, &first, &last);
1325         for (bank = first; bank <= last; bank++) {
1326                 if (rww->used_banks & BIT(bank))
1327                         goto busy;
1328
1329                 used_banks |= BIT(bank);
1330         }
1331
1332         rww->used_banks |= used_banks;
1333         rww->ongoing_pe = true;
1334         started = true;
1335
1336 busy:
1337         mutex_unlock(&nor->lock);
1338         return started;
1339 }
1340
1341 static void spi_nor_rww_end_pe(struct spi_nor *nor, loff_t start, size_t len)
1342 {
1343         struct spi_nor_rww *rww = &nor->rww;
1344         u8 first, last;
1345         int bank;
1346
1347         mutex_lock(&nor->lock);
1348
1349         spi_nor_offset_to_banks(nor->params->bank_size, start, len, &first, &last);
1350         for (bank = first; bank <= last; bank++)
1351                 rww->used_banks &= ~BIT(bank);
1352
1353         rww->ongoing_pe = false;
1354
1355         mutex_unlock(&nor->lock);
1356 }
1357
1358 static int spi_nor_prep_and_lock_pe(struct spi_nor *nor, loff_t start, size_t len)
1359 {
1360         int ret;
1361
1362         ret = spi_nor_prep(nor);
1363         if (ret)
1364                 return ret;
1365
1366         if (!spi_nor_use_parallel_locking(nor))
1367                 mutex_lock(&nor->lock);
1368         else
1369                 ret = wait_event_killable(nor->rww.wait,
1370                                           spi_nor_rww_start_pe(nor, start, len));
1371
1372         return ret;
1373 }
1374
1375 static void spi_nor_unlock_and_unprep_pe(struct spi_nor *nor, loff_t start, size_t len)
1376 {
1377         if (!spi_nor_use_parallel_locking(nor)) {
1378                 mutex_unlock(&nor->lock);
1379         } else {
1380                 spi_nor_rww_end_pe(nor, start, len);
1381                 wake_up(&nor->rww.wait);
1382         }
1383
1384         spi_nor_unprep(nor);
1385 }
1386
1387 /* Internal locking helpers for read operations */
1388 static bool spi_nor_rww_start_rd(struct spi_nor *nor, loff_t start, size_t len)
1389 {
1390         struct spi_nor_rww *rww = &nor->rww;
1391         unsigned int used_banks = 0;
1392         bool started = false;
1393         u8 first, last;
1394         int bank;
1395
1396         mutex_lock(&nor->lock);
1397
1398         if (rww->ongoing_io || rww->ongoing_rd)
1399                 goto busy;
1400
1401         spi_nor_offset_to_banks(nor->params->bank_size, start, len, &first, &last);
1402         for (bank = first; bank <= last; bank++) {
1403                 if (rww->used_banks & BIT(bank))
1404                         goto busy;
1405
1406                 used_banks |= BIT(bank);
1407         }
1408
1409         rww->used_banks |= used_banks;
1410         rww->ongoing_io = true;
1411         rww->ongoing_rd = true;
1412         started = true;
1413
1414 busy:
1415         mutex_unlock(&nor->lock);
1416         return started;
1417 }
1418
1419 static void spi_nor_rww_end_rd(struct spi_nor *nor, loff_t start, size_t len)
1420 {
1421         struct spi_nor_rww *rww = &nor->rww;
1422         u8 first, last;
1423         int bank;
1424
1425         mutex_lock(&nor->lock);
1426
1427         spi_nor_offset_to_banks(nor->params->bank_size, start, len, &first, &last);
1428         for (bank = first; bank <= last; bank++)
1429                 nor->rww.used_banks &= ~BIT(bank);
1430
1431         rww->ongoing_io = false;
1432         rww->ongoing_rd = false;
1433
1434         mutex_unlock(&nor->lock);
1435 }
1436
1437 static int spi_nor_prep_and_lock_rd(struct spi_nor *nor, loff_t start, size_t len)
1438 {
1439         int ret;
1440
1441         ret = spi_nor_prep(nor);
1442         if (ret)
1443                 return ret;
1444
1445         if (!spi_nor_use_parallel_locking(nor))
1446                 mutex_lock(&nor->lock);
1447         else
1448                 ret = wait_event_killable(nor->rww.wait,
1449                                           spi_nor_rww_start_rd(nor, start, len));
1450
1451         return ret;
1452 }
1453
1454 static void spi_nor_unlock_and_unprep_rd(struct spi_nor *nor, loff_t start, size_t len)
1455 {
1456         if (!spi_nor_use_parallel_locking(nor)) {
1457                 mutex_unlock(&nor->lock);
1458         } else {
1459                 spi_nor_rww_end_rd(nor, start, len);
1460                 wake_up(&nor->rww.wait);
1461         }
1462
1463         spi_nor_unprep(nor);
1464 }
1465
1466 static u32 spi_nor_convert_addr(struct spi_nor *nor, loff_t addr)
1467 {
1468         if (!nor->params->convert_addr)
1469                 return addr;
1470
1471         return nor->params->convert_addr(nor, addr);
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Initiate the erasure of a single sector
1476  */
1477 int spi_nor_erase_sector(struct spi_nor *nor, u32 addr)
1478 {
1479         int i;
1480
1481         addr = spi_nor_convert_addr(nor, addr);
1482
1483         if (nor->spimem) {
1484                 struct spi_mem_op op =
1485                         SPI_NOR_SECTOR_ERASE_OP(nor->erase_opcode,
1486                                                 nor->addr_nbytes, addr);
1487
1488                 spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
1489
1490                 return spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
1491         } else if (nor->controller_ops->erase) {
1492                 return spi_nor_controller_ops_erase(nor, addr);
1493         }
1494
1495         /*
1496          * Default implementation, if driver doesn't have a specialized HW
1497          * control
1498          */
1499         for (i = nor->addr_nbytes - 1; i >= 0; i--) {
1500                 nor->bouncebuf[i] = addr & 0xff;
1501                 addr >>= 8;
1502         }
1503
1504         return spi_nor_controller_ops_write_reg(nor, nor->erase_opcode,
1505                                                 nor->bouncebuf, nor->addr_nbytes);
1506 }
1507
1508 /**
1509  * spi_nor_div_by_erase_size() - calculate remainder and update new dividend
1510  * @erase:      pointer to a structure that describes a SPI NOR erase type
1511  * @dividend:   dividend value
1512  * @remainder:  pointer to u32 remainder (will be updated)
1513  *
1514  * Return: the result of the division
1515  */
1516 static u64 spi_nor_div_by_erase_size(const struct spi_nor_erase_type *erase,
1517                                      u64 dividend, u32 *remainder)
1518 {
1519         /* JEDEC JESD216B Standard imposes erase sizes to be power of 2. */
1520         *remainder = (u32)dividend & erase->size_mask;
1521         return dividend >> erase->size_shift;
1522 }
1523
1524 /**
1525  * spi_nor_find_best_erase_type() - find the best erase type for the given
1526  *                                  offset in the serial flash memory and the
1527  *                                  number of bytes to erase. The region in
1528  *                                  which the address fits is expected to be
1529  *                                  provided.
1530  * @map:        the erase map of the SPI NOR
1531  * @region:     pointer to a structure that describes a SPI NOR erase region
1532  * @addr:       offset in the serial flash memory
1533  * @len:        number of bytes to erase
1534  *
1535  * Return: a pointer to the best fitted erase type, NULL otherwise.
1536  */
1537 static const struct spi_nor_erase_type *
1538 spi_nor_find_best_erase_type(const struct spi_nor_erase_map *map,
1539                              const struct spi_nor_erase_region *region,
1540                              u64 addr, u32 len)
1541 {
1542         const struct spi_nor_erase_type *erase;
1543         u32 rem;
1544         int i;
1545
1546         /*
1547          * Erase types are ordered by size, with the smallest erase type at
1548          * index 0.
1549          */
1550         for (i = SNOR_ERASE_TYPE_MAX - 1; i >= 0; i--) {
1551                 /* Does the erase region support the tested erase type? */
1552                 if (!(region->erase_mask & BIT(i)))
1553                         continue;
1554
1555                 erase = &map->erase_type[i];
1556                 if (!erase->size)
1557                         continue;
1558
1559                 /* Alignment is not mandatory for overlaid regions */
1560                 if (region->overlaid && region->size <= len)
1561                         return erase;
1562
1563                 /* Don't erase more than what the user has asked for. */
1564                 if (erase->size > len)
1565                         continue;
1566
1567                 spi_nor_div_by_erase_size(erase, addr, &rem);
1568                 if (!rem)
1569                         return erase;
1570         }
1571
1572         return NULL;
1573 }
1574
1575 /**
1576  * spi_nor_init_erase_cmd() - initialize an erase command
1577  * @region:     pointer to a structure that describes a SPI NOR erase region
1578  * @erase:      pointer to a structure that describes a SPI NOR erase type
1579  *
1580  * Return: the pointer to the allocated erase command, ERR_PTR(-errno)
1581  *         otherwise.
1582  */
1583 static struct spi_nor_erase_command *
1584 spi_nor_init_erase_cmd(const struct spi_nor_erase_region *region,
1585                        const struct spi_nor_erase_type *erase)
1586 {
1587         struct spi_nor_erase_command *cmd;
1588
1589         cmd = kmalloc(sizeof(*cmd), GFP_KERNEL);
1590         if (!cmd)
1591                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1592
1593         INIT_LIST_HEAD(&cmd->list);
1594         cmd->opcode = erase->opcode;
1595         cmd->count = 1;
1596
1597         if (region->overlaid)
1598                 cmd->size = region->size;
1599         else
1600                 cmd->size = erase->size;
1601
1602         return cmd;
1603 }
1604
1605 /**
1606  * spi_nor_destroy_erase_cmd_list() - destroy erase command list
1607  * @erase_list: list of erase commands
1608  */
1609 static void spi_nor_destroy_erase_cmd_list(struct list_head *erase_list)
1610 {
1611         struct spi_nor_erase_command *cmd, *next;
1612
1613         list_for_each_entry_safe(cmd, next, erase_list, list) {
1614                 list_del(&cmd->list);
1615                 kfree(cmd);
1616         }
1617 }
1618
1619 /**
1620  * spi_nor_init_erase_cmd_list() - initialize erase command list
1621  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'
1622  * @erase_list: list of erase commands to be executed once we validate that the
1623  *              erase can be performed
1624  * @addr:       offset in the serial flash memory
1625  * @len:        number of bytes to erase
1626  *
1627  * Builds the list of best fitted erase commands and verifies if the erase can
1628  * be performed.
1629  *
1630  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
1631  */
1632 static int spi_nor_init_erase_cmd_list(struct spi_nor *nor,
1633                                        struct list_head *erase_list,
1634                                        u64 addr, u32 len)
1635 {
1636         const struct spi_nor_erase_map *map = &nor->params->erase_map;
1637         const struct spi_nor_erase_type *erase, *prev_erase = NULL;
1638         struct spi_nor_erase_region *region;
1639         struct spi_nor_erase_command *cmd = NULL;
1640         u64 region_end;
1641         unsigned int i;
1642         int ret = -EINVAL;
1643
1644         for (i = 0; i < map->n_regions && len; i++) {
1645                 region = &map->regions[i];
1646                 region_end = region->offset + region->size;
1647
1648                 while (len && addr >= region->offset && addr < region_end) {
1649                         erase = spi_nor_find_best_erase_type(map, region, addr,
1650                                                              len);
1651                         if (!erase)
1652                                 goto destroy_erase_cmd_list;
1653
1654                         if (prev_erase != erase || erase->size != cmd->size ||
1655                             region->overlaid) {
1656                                 cmd = spi_nor_init_erase_cmd(region, erase);
1657                                 if (IS_ERR(cmd)) {
1658                                         ret = PTR_ERR(cmd);
1659                                         goto destroy_erase_cmd_list;
1660                                 }
1661
1662                                 list_add_tail(&cmd->list, erase_list);
1663                         } else {
1664                                 cmd->count++;
1665                         }
1666
1667                         len -= cmd->size;
1668                         addr += cmd->size;
1669                         prev_erase = erase;
1670                 }
1671         }
1672
1673         return 0;
1674
1675 destroy_erase_cmd_list:
1676         spi_nor_destroy_erase_cmd_list(erase_list);
1677         return ret;
1678 }
1679
1680 /**
1681  * spi_nor_erase_multi_sectors() - perform a non-uniform erase
1682  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'
1683  * @addr:       offset in the serial flash memory
1684  * @len:        number of bytes to erase
1685  *
1686  * Build a list of best fitted erase commands and execute it once we validate
1687  * that the erase can be performed.
1688  *
1689  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
1690  */
1691 static int spi_nor_erase_multi_sectors(struct spi_nor *nor, u64 addr, u32 len)
1692 {
1693         LIST_HEAD(erase_list);
1694         struct spi_nor_erase_command *cmd, *next;
1695         int ret;
1696
1697         ret = spi_nor_init_erase_cmd_list(nor, &erase_list, addr, len);
1698         if (ret)
1699                 return ret;
1700
1701         list_for_each_entry_safe(cmd, next, &erase_list, list) {
1702                 nor->erase_opcode = cmd->opcode;
1703                 while (cmd->count) {
1704                         dev_vdbg(nor->dev, "erase_cmd->size = 0x%08x, erase_cmd->opcode = 0x%02x, erase_cmd->count = %u\n",
1705                                  cmd->size, cmd->opcode, cmd->count);
1706
1707                         ret = spi_nor_lock_device(nor);
1708                         if (ret)
1709                                 goto destroy_erase_cmd_list;
1710
1711                         ret = spi_nor_write_enable(nor);
1712                         if (ret) {
1713                                 spi_nor_unlock_device(nor);
1714                                 goto destroy_erase_cmd_list;
1715                         }
1716
1717                         ret = spi_nor_erase_sector(nor, addr);
1718                         spi_nor_unlock_device(nor);
1719                         if (ret)
1720                                 goto destroy_erase_cmd_list;
1721
1722                         ret = spi_nor_wait_till_ready(nor);
1723                         if (ret)
1724                                 goto destroy_erase_cmd_list;
1725
1726                         addr += cmd->size;
1727                         cmd->count--;
1728                 }
1729                 list_del(&cmd->list);
1730                 kfree(cmd);
1731         }
1732
1733         return 0;
1734
1735 destroy_erase_cmd_list:
1736         spi_nor_destroy_erase_cmd_list(&erase_list);
1737         return ret;
1738 }
1739
1740 static int spi_nor_erase_dice(struct spi_nor *nor, loff_t addr,
1741                               size_t len, size_t die_size)
1742 {
1743         unsigned long timeout;
1744         int ret;
1745
1746         /*
1747          * Scale the timeout linearly with the size of the flash, with
1748          * a minimum calibrated to an old 2MB flash. We could try to
1749          * pull these from CFI/SFDP, but these values should be good
1750          * enough for now.
1751          */
1752         timeout = max(CHIP_ERASE_2MB_READY_WAIT_JIFFIES,
1753                       CHIP_ERASE_2MB_READY_WAIT_JIFFIES *
1754                       (unsigned long)(nor->mtd.size / SZ_2M));
1755
1756         do {
1757                 ret = spi_nor_lock_device(nor);
1758                 if (ret)
1759                         return ret;
1760
1761                 ret = spi_nor_write_enable(nor);
1762                 if (ret) {
1763                         spi_nor_unlock_device(nor);
1764                         return ret;
1765                 }
1766
1767                 ret = spi_nor_erase_die(nor, addr, die_size);
1768
1769                 spi_nor_unlock_device(nor);
1770                 if (ret)
1771                         return ret;
1772
1773                 ret = spi_nor_wait_till_ready_with_timeout(nor, timeout);
1774                 if (ret)
1775                         return ret;
1776
1777                 addr += die_size;
1778                 len -= die_size;
1779
1780         } while (len);
1781
1782         return 0;
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Erase an address range on the nor chip.  The address range may extend
1787  * one or more erase sectors. Return an error if there is a problem erasing.
1788  */
1789 static int spi_nor_erase(struct mtd_info *mtd, struct erase_info *instr)
1790 {
1791         struct spi_nor *nor = mtd_to_spi_nor(mtd);
1792         u8 n_dice = nor->params->n_dice;
1793         bool multi_die_erase = false;
1794         u32 addr, len, rem;
1795         size_t die_size;
1796         int ret;
1797
1798         dev_dbg(nor->dev, "at 0x%llx, len %lld\n", (long long)instr->addr,
1799                         (long long)instr->len);
1800
1801         if (spi_nor_has_uniform_erase(nor)) {
1802                 div_u64_rem(instr->len, mtd->erasesize, &rem);
1803                 if (rem)
1804                         return -EINVAL;
1805         }
1806
1807         addr = instr->addr;
1808         len = instr->len;
1809
1810         if (n_dice) {
1811                 die_size = div_u64(mtd->size, n_dice);
1812                 if (!(len & (die_size - 1)) && !(addr & (die_size - 1)))
1813                         multi_die_erase = true;
1814         } else {
1815                 die_size = mtd->size;
1816         }
1817
1818         ret = spi_nor_prep_and_lock_pe(nor, instr->addr, instr->len);
1819         if (ret)
1820                 return ret;
1821
1822         /* chip (die) erase? */
1823         if ((len == mtd->size && !(nor->flags & SNOR_F_NO_OP_CHIP_ERASE)) ||
1824             multi_die_erase) {
1825                 ret = spi_nor_erase_dice(nor, addr, len, die_size);
1826                 if (ret)
1827                         goto erase_err;
1828
1829         /* REVISIT in some cases we could speed up erasing large regions
1830          * by using SPINOR_OP_SE instead of SPINOR_OP_BE_4K.  We may have set up
1831          * to use "small sector erase", but that's not always optimal.
1832          */
1833
1834         /* "sector"-at-a-time erase */
1835         } else if (spi_nor_has_uniform_erase(nor)) {
1836                 while (len) {
1837                         ret = spi_nor_lock_device(nor);
1838                         if (ret)
1839                                 goto erase_err;
1840
1841                         ret = spi_nor_write_enable(nor);
1842                         if (ret) {
1843                                 spi_nor_unlock_device(nor);
1844                                 goto erase_err;
1845                         }
1846
1847                         ret = spi_nor_erase_sector(nor, addr);
1848                         spi_nor_unlock_device(nor);
1849                         if (ret)
1850                                 goto erase_err;
1851
1852                         ret = spi_nor_wait_till_ready(nor);
1853                         if (ret)
1854                                 goto erase_err;
1855
1856                         addr += mtd->erasesize;
1857                         len -= mtd->erasesize;
1858                 }
1859
1860         /* erase multiple sectors */
1861         } else {
1862                 ret = spi_nor_erase_multi_sectors(nor, addr, len);
1863                 if (ret)
1864                         goto erase_err;
1865         }
1866
1867         ret = spi_nor_write_disable(nor);
1868
1869 erase_err:
1870         spi_nor_unlock_and_unprep_pe(nor, instr->addr, instr->len);
1871
1872         return ret;
1873 }
1874
1875 /**
1876  * spi_nor_sr1_bit6_quad_enable() - Set the Quad Enable BIT(6) in the Status
1877  * Register 1.
1878  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'
1879  *
1880  * Bit 6 of the Status Register 1 is the QE bit for Macronix like QSPI memories.
1881  *
1882  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
1883  */
1884 int spi_nor_sr1_bit6_quad_enable(struct spi_nor *nor)
1885 {
1886         int ret;
1887
1888         ret = spi_nor_read_sr(nor, nor->bouncebuf);
1889         if (ret)
1890                 return ret;
1891
1892         if (nor->bouncebuf[0] & SR1_QUAD_EN_BIT6)
1893                 return 0;
1894
1895         nor->bouncebuf[0] |= SR1_QUAD_EN_BIT6;
1896
1897         return spi_nor_write_sr1_and_check(nor, nor->bouncebuf[0]);
1898 }
1899
1900 /**
1901  * spi_nor_sr2_bit1_quad_enable() - set the Quad Enable BIT(1) in the Status
1902  * Register 2.
1903  * @nor:       pointer to a 'struct spi_nor'.
1904  *
1905  * Bit 1 of the Status Register 2 is the QE bit for Spansion like QSPI memories.
1906  *
1907  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
1908  */
1909 int spi_nor_sr2_bit1_quad_enable(struct spi_nor *nor)
1910 {
1911         int ret;
1912
1913         if (nor->flags & SNOR_F_NO_READ_CR)
1914                 return spi_nor_write_16bit_cr_and_check(nor, SR2_QUAD_EN_BIT1);
1915
1916         ret = spi_nor_read_cr(nor, nor->bouncebuf);
1917         if (ret)
1918                 return ret;
1919
1920         if (nor->bouncebuf[0] & SR2_QUAD_EN_BIT1)
1921                 return 0;
1922
1923         nor->bouncebuf[0] |= SR2_QUAD_EN_BIT1;
1924
1925         return spi_nor_write_16bit_cr_and_check(nor, nor->bouncebuf[0]);
1926 }
1927
1928 /**
1929  * spi_nor_sr2_bit7_quad_enable() - set QE bit in Status Register 2.
1930  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'
1931  *
1932  * Set the Quad Enable (QE) bit in the Status Register 2.
1933  *
1934  * This is one of the procedures to set the QE bit described in the SFDP
1935  * (JESD216 rev B) specification but no manufacturer using this procedure has
1936  * been identified yet, hence the name of the function.
1937  *
1938  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
1939  */
1940 int spi_nor_sr2_bit7_quad_enable(struct spi_nor *nor)
1941 {
1942         u8 *sr2 = nor->bouncebuf;
1943         int ret;
1944         u8 sr2_written;
1945
1946         /* Check current Quad Enable bit value. */
1947         ret = spi_nor_read_sr2(nor, sr2);
1948         if (ret)
1949                 return ret;
1950         if (*sr2 & SR2_QUAD_EN_BIT7)
1951                 return 0;
1952
1953         /* Update the Quad Enable bit. */
1954         *sr2 |= SR2_QUAD_EN_BIT7;
1955
1956         ret = spi_nor_write_sr2(nor, sr2);
1957         if (ret)
1958                 return ret;
1959
1960         sr2_written = *sr2;
1961
1962         /* Read back and check it. */
1963         ret = spi_nor_read_sr2(nor, sr2);
1964         if (ret)
1965                 return ret;
1966
1967         if (*sr2 != sr2_written) {
1968                 dev_dbg(nor->dev, "SR2: Read back test failed\n");
1969                 return -EIO;
1970         }
1971
1972         return 0;
1973 }
1974
1975 static const struct spi_nor_manufacturer *manufacturers[] = {
1976         &spi_nor_atmel,
1977         &spi_nor_eon,
1978         &spi_nor_esmt,
1979         &spi_nor_everspin,
1980         &spi_nor_gigadevice,
1981         &spi_nor_intel,
1982         &spi_nor_issi,
1983         &spi_nor_macronix,
1984         &spi_nor_micron,
1985         &spi_nor_st,
1986         &spi_nor_spansion,
1987         &spi_nor_sst,
1988         &spi_nor_winbond,
1989         &spi_nor_xilinx,
1990         &spi_nor_xmc,
1991 };
1992
1993 static const struct flash_info spi_nor_generic_flash = {
1994         .name = "spi-nor-generic",
1995 };
1996
1997 static const struct flash_info *spi_nor_match_id(struct spi_nor *nor,
1998                                                  const u8 *id)
1999 {
2000         const struct flash_info *part;
2001         unsigned int i, j;
2002
2003         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(manufacturers); i++) {
2004                 for (j = 0; j < manufacturers[i]->nparts; j++) {
2005                         part = &manufacturers[i]->parts[j];
2006                         if (part->id &&
2007                             !memcmp(part->id->bytes, id, part->id->len)) {
2008                                 nor->manufacturer = manufacturers[i];
2009                                 return part;
2010                         }
2011                 }
2012         }
2013
2014         return NULL;
2015 }
2016
2017 static const struct flash_info *spi_nor_detect(struct spi_nor *nor)
2018 {
2019         const struct flash_info *info;
2020         u8 *id = nor->bouncebuf;
2021         int ret;
2022
2023         ret = spi_nor_read_id(nor, 0, 0, id, nor->reg_proto);
2024         if (ret) {
2025                 dev_dbg(nor->dev, "error %d reading JEDEC ID\n", ret);
2026                 return ERR_PTR(ret);
2027         }
2028
2029         /* Cache the complete flash ID. */
2030         nor->id = devm_kmemdup(nor->dev, id, SPI_NOR_MAX_ID_LEN, GFP_KERNEL);
2031         if (!nor->id)
2032                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2033
2034         info = spi_nor_match_id(nor, id);
2035
2036         /* Fallback to a generic flash described only by its SFDP data. */
2037         if (!info) {
2038                 ret = spi_nor_check_sfdp_signature(nor);
2039                 if (!ret)
2040                         info = &spi_nor_generic_flash;
2041         }
2042
2043         if (!info) {
2044                 dev_err(nor->dev, "unrecognized JEDEC id bytes: %*ph\n",
2045                         SPI_NOR_MAX_ID_LEN, id);
2046                 return ERR_PTR(-ENODEV);
2047         }
2048         return info;
2049 }
2050
2051 static int spi_nor_read(struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len,
2052                         size_t *retlen, u_char *buf)
2053 {
2054         struct spi_nor *nor = mtd_to_spi_nor(mtd);
2055         loff_t from_lock = from;
2056         size_t len_lock = len;
2057         ssize_t ret;
2058
2059         dev_dbg(nor->dev, "from 0x%08x, len %zd\n", (u32)from, len);
2060
2061         ret = spi_nor_prep_and_lock_rd(nor, from_lock, len_lock);
2062         if (ret)
2063                 return ret;
2064
2065         while (len) {
2066                 loff_t addr = from;
2067
2068                 addr = spi_nor_convert_addr(nor, addr);
2069
2070                 ret = spi_nor_read_data(nor, addr, len, buf);
2071                 if (ret == 0) {
2072                         /* We shouldn't see 0-length reads */
2073                         ret = -EIO;
2074                         goto read_err;
2075                 }
2076                 if (ret < 0)
2077                         goto read_err;
2078
2079                 WARN_ON(ret > len);
2080                 *retlen += ret;
2081                 buf += ret;
2082                 from += ret;
2083                 len -= ret;
2084         }
2085         ret = 0;
2086
2087 read_err:
2088         spi_nor_unlock_and_unprep_rd(nor, from_lock, len_lock);
2089
2090         return ret;
2091 }
2092
2093 /*
2094  * Write an address range to the nor chip.  Data must be written in
2095  * FLASH_PAGESIZE chunks.  The address range may be any size provided
2096  * it is within the physical boundaries.
2097  */
2098 static int spi_nor_write(struct mtd_info *mtd, loff_t to, size_t len,
2099         size_t *retlen, const u_char *buf)
2100 {
2101         struct spi_nor *nor = mtd_to_spi_nor(mtd);
2102         size_t page_offset, page_remain, i;
2103         ssize_t ret;
2104         u32 page_size = nor->params->page_size;
2105
2106         dev_dbg(nor->dev, "to 0x%08x, len %zd\n", (u32)to, len);
2107
2108         ret = spi_nor_prep_and_lock_pe(nor, to, len);
2109         if (ret)
2110                 return ret;
2111
2112         for (i = 0; i < len; ) {
2113                 ssize_t written;
2114                 loff_t addr = to + i;
2115
2116                 /*
2117                  * If page_size is a power of two, the offset can be quickly
2118                  * calculated with an AND operation. On the other cases we
2119                  * need to do a modulus operation (more expensive).
2120                  */
2121                 if (is_power_of_2(page_size)) {
2122                         page_offset = addr & (page_size - 1);
2123                 } else {
2124                         u64 aux = addr;
2125
2126                         page_offset = do_div(aux, page_size);
2127                 }
2128                 /* the size of data remaining on the first page */
2129                 page_remain = min_t(size_t, page_size - page_offset, len - i);
2130
2131                 addr = spi_nor_convert_addr(nor, addr);
2132
2133                 ret = spi_nor_lock_device(nor);
2134                 if (ret)
2135                         goto write_err;
2136
2137                 ret = spi_nor_write_enable(nor);
2138                 if (ret) {
2139                         spi_nor_unlock_device(nor);
2140                         goto write_err;
2141                 }
2142
2143                 ret = spi_nor_write_data(nor, addr, page_remain, buf + i);
2144                 spi_nor_unlock_device(nor);
2145                 if (ret < 0)
2146                         goto write_err;
2147                 written = ret;
2148
2149                 ret = spi_nor_wait_till_ready(nor);
2150                 if (ret)
2151                         goto write_err;
2152                 *retlen += written;
2153                 i += written;
2154         }
2155
2156 write_err:
2157         spi_nor_unlock_and_unprep_pe(nor, to, len);
2158
2159         return ret;
2160 }
2161
2162 static int spi_nor_check(struct spi_nor *nor)
2163 {
2164         if (!nor->dev ||
2165             (!nor->spimem && !nor->controller_ops) ||
2166             (!nor->spimem && nor->controller_ops &&
2167             (!nor->controller_ops->read ||
2168              !nor->controller_ops->write ||
2169              !nor->controller_ops->read_reg ||
2170              !nor->controller_ops->write_reg))) {
2171                 pr_err("spi-nor: please fill all the necessary fields!\n");
2172                 return -EINVAL;
2173         }
2174
2175         if (nor->spimem && nor->controller_ops) {
2176                 dev_err(nor->dev, "nor->spimem and nor->controller_ops are mutually exclusive, please set just one of them.\n");
2177                 return -EINVAL;
2178         }
2179
2180         return 0;
2181 }
2182
2183 void
2184 spi_nor_set_read_settings(struct spi_nor_read_command *read,
2185                           u8 num_mode_clocks,
2186                           u8 num_wait_states,
2187                           u8 opcode,
2188                           enum spi_nor_protocol proto)
2189 {
2190         read->num_mode_clocks = num_mode_clocks;
2191         read->num_wait_states = num_wait_states;
2192         read->opcode = opcode;
2193         read->proto = proto;
2194 }
2195
2196 void spi_nor_set_pp_settings(struct spi_nor_pp_command *pp, u8 opcode,
2197                              enum spi_nor_protocol proto)
2198 {
2199         pp->opcode = opcode;
2200         pp->proto = proto;
2201 }
2202
2203 static int spi_nor_hwcaps2cmd(u32 hwcaps, const int table[][2], size_t size)
2204 {
2205         size_t i;
2206
2207         for (i = 0; i < size; i++)
2208                 if (table[i][0] == (int)hwcaps)
2209                         return table[i][1];
2210
2211         return -EINVAL;
2212 }
2213
2214 int spi_nor_hwcaps_read2cmd(u32 hwcaps)
2215 {
2216         static const int hwcaps_read2cmd[][2] = {
2217                 { SNOR_HWCAPS_READ,             SNOR_CMD_READ },
2218                 { SNOR_HWCAPS_READ_FAST,        SNOR_CMD_READ_FAST },
2219                 { SNOR_HWCAPS_READ_1_1_1_DTR,   SNOR_CMD_READ_1_1_1_DTR },
2220                 { SNOR_HWCAPS_READ_1_1_2,       SNOR_CMD_READ_1_1_2 },
2221                 { SNOR_HWCAPS_READ_1_2_2,       SNOR_CMD_READ_1_2_2 },
2222                 { SNOR_HWCAPS_READ_2_2_2,       SNOR_CMD_READ_2_2_2 },
2223                 { SNOR_HWCAPS_READ_1_2_2_DTR,   SNOR_CMD_READ_1_2_2_DTR },
2224                 { SNOR_HWCAPS_READ_1_1_4,       SNOR_CMD_READ_1_1_4 },
2225                 { SNOR_HWCAPS_READ_1_4_4,       SNOR_CMD_READ_1_4_4 },
2226                 { SNOR_HWCAPS_READ_4_4_4,       SNOR_CMD_READ_4_4_4 },
2227                 { SNOR_HWCAPS_READ_1_4_4_DTR,   SNOR_CMD_READ_1_4_4_DTR },
2228                 { SNOR_HWCAPS_READ_1_1_8,       SNOR_CMD_READ_1_1_8 },
2229                 { SNOR_HWCAPS_READ_1_8_8,       SNOR_CMD_READ_1_8_8 },
2230                 { SNOR_HWCAPS_READ_8_8_8,       SNOR_CMD_READ_8_8_8 },
2231                 { SNOR_HWCAPS_READ_1_8_8_DTR,   SNOR_CMD_READ_1_8_8_DTR },
2232                 { SNOR_HWCAPS_READ_8_8_8_DTR,   SNOR_CMD_READ_8_8_8_DTR },
2233         };
2234
2235         return spi_nor_hwcaps2cmd(hwcaps, hwcaps_read2cmd,
2236                                   ARRAY_SIZE(hwcaps_read2cmd));
2237 }
2238
2239 int spi_nor_hwcaps_pp2cmd(u32 hwcaps)
2240 {
2241         static const int hwcaps_pp2cmd[][2] = {
2242                 { SNOR_HWCAPS_PP,               SNOR_CMD_PP },
2243                 { SNOR_HWCAPS_PP_1_1_4,         SNOR_CMD_PP_1_1_4 },
2244                 { SNOR_HWCAPS_PP_1_4_4,         SNOR_CMD_PP_1_4_4 },
2245                 { SNOR_HWCAPS_PP_4_4_4,         SNOR_CMD_PP_4_4_4 },
2246                 { SNOR_HWCAPS_PP_1_1_8,         SNOR_CMD_PP_1_1_8 },
2247                 { SNOR_HWCAPS_PP_1_8_8,         SNOR_CMD_PP_1_8_8 },
2248                 { SNOR_HWCAPS_PP_8_8_8,         SNOR_CMD_PP_8_8_8 },
2249                 { SNOR_HWCAPS_PP_8_8_8_DTR,     SNOR_CMD_PP_8_8_8_DTR },
2250         };
2251
2252         return spi_nor_hwcaps2cmd(hwcaps, hwcaps_pp2cmd,
2253                                   ARRAY_SIZE(hwcaps_pp2cmd));
2254 }
2255
2256 /**
2257  * spi_nor_spimem_check_op - check if the operation is supported
2258  *                           by controller
2259  *@nor:        pointer to a 'struct spi_nor'
2260  *@op:         pointer to op template to be checked
2261  *
2262  * Returns 0 if operation is supported, -EOPNOTSUPP otherwise.
2263  */
2264 static int spi_nor_spimem_check_op(struct spi_nor *nor,
2265                                    struct spi_mem_op *op)
2266 {
2267         /*
2268          * First test with 4 address bytes. The opcode itself might
2269          * be a 3B addressing opcode but we don't care, because
2270          * SPI controller implementation should not check the opcode,
2271          * but just the sequence.
2272          */
2273         op->addr.nbytes = 4;
2274         if (!spi_mem_supports_op(nor->spimem, op)) {
2275                 if (nor->params->size > SZ_16M)
2276                         return -EOPNOTSUPP;
2277
2278                 /* If flash size <= 16MB, 3 address bytes are sufficient */
2279                 op->addr.nbytes = 3;
2280                 if (!spi_mem_supports_op(nor->spimem, op))
2281                         return -EOPNOTSUPP;
2282         }
2283
2284         return 0;
2285 }
2286
2287 /**
2288  * spi_nor_spimem_check_readop - check if the read op is supported
2289  *                               by controller
2290  *@nor:         pointer to a 'struct spi_nor'
2291  *@read:        pointer to op template to be checked
2292  *
2293  * Returns 0 if operation is supported, -EOPNOTSUPP otherwise.
2294  */
2295 static int spi_nor_spimem_check_readop(struct spi_nor *nor,
2296                                        const struct spi_nor_read_command *read)
2297 {
2298         struct spi_mem_op op = SPI_NOR_READ_OP(read->opcode);
2299
2300         spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, read->proto);
2301
2302         /* convert the dummy cycles to the number of bytes */
2303         op.dummy.nbytes = (read->num_mode_clocks + read->num_wait_states) *
2304                           op.dummy.buswidth / 8;
2305         if (spi_nor_protocol_is_dtr(nor->read_proto))
2306                 op.dummy.nbytes *= 2;
2307
2308         return spi_nor_spimem_check_op(nor, &op);
2309 }
2310
2311 /**
2312  * spi_nor_spimem_check_pp - check if the page program op is supported
2313  *                           by controller
2314  *@nor:         pointer to a 'struct spi_nor'
2315  *@pp:          pointer to op template to be checked
2316  *
2317  * Returns 0 if operation is supported, -EOPNOTSUPP otherwise.
2318  */
2319 static int spi_nor_spimem_check_pp(struct spi_nor *nor,
2320                                    const struct spi_nor_pp_command *pp)
2321 {
2322         struct spi_mem_op op = SPI_NOR_PP_OP(pp->opcode);
2323
2324         spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, pp->proto);
2325
2326         return spi_nor_spimem_check_op(nor, &op);
2327 }
2328
2329 /**
2330  * spi_nor_spimem_adjust_hwcaps - Find optimal Read/Write protocol
2331  *                                based on SPI controller capabilities
2332  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'
2333  * @hwcaps:     pointer to resulting capabilities after adjusting
2334  *              according to controller and flash's capability
2335  */
2336 static void
2337 spi_nor_spimem_adjust_hwcaps(struct spi_nor *nor, u32 *hwcaps)
2338 {
2339         struct spi_nor_flash_parameter *params = nor->params;
2340         unsigned int cap;
2341
2342         /* X-X-X modes are not supported yet, mask them all. */
2343         *hwcaps &= ~SNOR_HWCAPS_X_X_X;
2344
2345         /*
2346          * If the reset line is broken, we do not want to enter a stateful
2347          * mode.
2348          */
2349         if (nor->flags & SNOR_F_BROKEN_RESET)
2350                 *hwcaps &= ~(SNOR_HWCAPS_X_X_X | SNOR_HWCAPS_X_X_X_DTR);
2351
2352         for (cap = 0; cap < sizeof(*hwcaps) * BITS_PER_BYTE; cap++) {
2353                 int rdidx, ppidx;
2354
2355                 if (!(*hwcaps & BIT(cap)))
2356                         continue;
2357
2358                 rdidx = spi_nor_hwcaps_read2cmd(BIT(cap));
2359                 if (rdidx >= 0 &&
2360                     spi_nor_spimem_check_readop(nor, &params->reads[rdidx]))
2361                         *hwcaps &= ~BIT(cap);
2362
2363                 ppidx = spi_nor_hwcaps_pp2cmd(BIT(cap));
2364                 if (ppidx < 0)
2365                         continue;
2366
2367                 if (spi_nor_spimem_check_pp(nor,
2368                                             &params->page_programs[ppidx]))
2369                         *hwcaps &= ~BIT(cap);
2370         }
2371 }
2372
2373 /**
2374  * spi_nor_set_erase_type() - set a SPI NOR erase type
2375  * @erase:      pointer to a structure that describes a SPI NOR erase type
2376  * @size:       the size of the sector/block erased by the erase type
2377  * @opcode:     the SPI command op code to erase the sector/block
2378  */
2379 void spi_nor_set_erase_type(struct spi_nor_erase_type *erase, u32 size,
2380                             u8 opcode)
2381 {
2382         erase->size = size;
2383         erase->opcode = opcode;
2384         /* JEDEC JESD216B Standard imposes erase sizes to be power of 2. */
2385         erase->size_shift = ffs(erase->size) - 1;
2386         erase->size_mask = (1 << erase->size_shift) - 1;
2387 }
2388
2389 /**
2390  * spi_nor_mask_erase_type() - mask out a SPI NOR erase type
2391  * @erase:      pointer to a structure that describes a SPI NOR erase type
2392  */
2393 void spi_nor_mask_erase_type(struct spi_nor_erase_type *erase)
2394 {
2395         erase->size = 0;
2396 }
2397
2398 /**
2399  * spi_nor_init_uniform_erase_map() - Initialize uniform erase map
2400  * @map:                the erase map of the SPI NOR
2401  * @erase_mask:         bitmask encoding erase types that can erase the entire
2402  *                      flash memory
2403  * @flash_size:         the spi nor flash memory size
2404  */
2405 void spi_nor_init_uniform_erase_map(struct spi_nor_erase_map *map,
2406                                     u8 erase_mask, u64 flash_size)
2407 {
2408         map->uniform_region.offset = 0;
2409         map->uniform_region.size = flash_size;
2410         map->uniform_region.erase_mask = erase_mask;
2411         map->regions = &map->uniform_region;
2412         map->n_regions = 1;
2413 }
2414
2415 int spi_nor_post_bfpt_fixups(struct spi_nor *nor,
2416                              const struct sfdp_parameter_header *bfpt_header,
2417                              const struct sfdp_bfpt *bfpt)
2418 {
2419         int ret;
2420
2421         if (nor->manufacturer && nor->manufacturer->fixups &&
2422             nor->manufacturer->fixups->post_bfpt) {
2423                 ret = nor->manufacturer->fixups->post_bfpt(nor, bfpt_header,
2424                                                            bfpt);
2425                 if (ret)
2426                         return ret;
2427         }
2428
2429         if (nor->info->fixups && nor->info->fixups->post_bfpt)
2430                 return nor->info->fixups->post_bfpt(nor, bfpt_header, bfpt);
2431
2432         return 0;
2433 }
2434
2435 static int spi_nor_select_read(struct spi_nor *nor,
2436                                u32 shared_hwcaps)
2437 {
2438         int cmd, best_match = fls(shared_hwcaps & SNOR_HWCAPS_READ_MASK) - 1;
2439         const struct spi_nor_read_command *read;
2440
2441         if (best_match < 0)
2442                 return -EINVAL;
2443
2444         cmd = spi_nor_hwcaps_read2cmd(BIT(best_match));
2445         if (cmd < 0)
2446                 return -EINVAL;
2447
2448         read = &nor->params->reads[cmd];
2449         nor->read_opcode = read->opcode;
2450         nor->read_proto = read->proto;
2451
2452         /*
2453          * In the SPI NOR framework, we don't need to make the difference
2454          * between mode clock cycles and wait state clock cycles.
2455          * Indeed, the value of the mode clock cycles is used by a QSPI
2456          * flash memory to know whether it should enter or leave its 0-4-4
2457          * (Continuous Read / XIP) mode.
2458          * eXecution In Place is out of the scope of the mtd sub-system.
2459          * Hence we choose to merge both mode and wait state clock cycles
2460          * into the so called dummy clock cycles.
2461          */
2462         nor->read_dummy = read->num_mode_clocks + read->num_wait_states;
2463         return 0;
2464 }
2465
2466 static int spi_nor_select_pp(struct spi_nor *nor,
2467                              u32 shared_hwcaps)
2468 {
2469         int cmd, best_match = fls(shared_hwcaps & SNOR_HWCAPS_PP_MASK) - 1;
2470         const struct spi_nor_pp_command *pp;
2471
2472         if (best_match < 0)
2473                 return -EINVAL;
2474
2475         cmd = spi_nor_hwcaps_pp2cmd(BIT(best_match));
2476         if (cmd < 0)
2477                 return -EINVAL;
2478
2479         pp = &nor->params->page_programs[cmd];
2480         nor->program_opcode = pp->opcode;
2481         nor->write_proto = pp->proto;
2482         return 0;
2483 }
2484
2485 /**
2486  * spi_nor_select_uniform_erase() - select optimum uniform erase type
2487  * @map:                the erase map of the SPI NOR
2488  *
2489  * Once the optimum uniform sector erase command is found, disable all the
2490  * other.
2491  *
2492  * Return: pointer to erase type on success, NULL otherwise.
2493  */
2494 static const struct spi_nor_erase_type *
2495 spi_nor_select_uniform_erase(struct spi_nor_erase_map *map)
2496 {
2497         const struct spi_nor_erase_type *tested_erase, *erase = NULL;
2498         int i;
2499         u8 uniform_erase_type = map->uniform_region.erase_mask;
2500
2501         /*
2502          * Search for the biggest erase size, except for when compiled
2503          * to use 4k erases.
2504          */
2505         for (i = SNOR_ERASE_TYPE_MAX - 1; i >= 0; i--) {
2506                 if (!(uniform_erase_type & BIT(i)))
2507                         continue;
2508
2509                 tested_erase = &map->erase_type[i];
2510
2511                 /* Skip masked erase types. */
2512                 if (!tested_erase->size)
2513                         continue;
2514
2515                 /*
2516                  * If the current erase size is the 4k one, stop here,
2517                  * we have found the right uniform Sector Erase command.
2518                  */
2519                 if (IS_ENABLED(CONFIG_MTD_SPI_NOR_USE_4K_SECTORS) &&
2520                     tested_erase->size == SZ_4K) {
2521                         erase = tested_erase;
2522                         break;
2523                 }
2524
2525                 /*
2526                  * Otherwise, the current erase size is still a valid candidate.
2527                  * Select the biggest valid candidate.
2528                  */
2529                 if (!erase && tested_erase->size)
2530                         erase = tested_erase;
2531                         /* keep iterating to find the wanted_size */
2532         }
2533
2534         if (!erase)
2535                 return NULL;
2536
2537         /* Disable all other Sector Erase commands. */
2538         map->uniform_region.erase_mask = BIT(erase - map->erase_type);
2539         return erase;
2540 }
2541
2542 static int spi_nor_select_erase(struct spi_nor *nor)
2543 {
2544         struct spi_nor_erase_map *map = &nor->params->erase_map;
2545         const struct spi_nor_erase_type *erase = NULL;
2546         struct mtd_info *mtd = &nor->mtd;
2547         int i;
2548
2549         /*
2550          * The previous implementation handling Sector Erase commands assumed
2551          * that the SPI flash memory has an uniform layout then used only one
2552          * of the supported erase sizes for all Sector Erase commands.
2553          * So to be backward compatible, the new implementation also tries to
2554          * manage the SPI flash memory as uniform with a single erase sector
2555          * size, when possible.
2556          */
2557         if (spi_nor_has_uniform_erase(nor)) {
2558                 erase = spi_nor_select_uniform_erase(map);
2559                 if (!erase)
2560                         return -EINVAL;
2561                 nor->erase_opcode = erase->opcode;
2562                 mtd->erasesize = erase->size;
2563                 return 0;
2564         }
2565
2566         /*
2567          * For non-uniform SPI flash memory, set mtd->erasesize to the
2568          * maximum erase sector size. No need to set nor->erase_opcode.
2569          */
2570         for (i = SNOR_ERASE_TYPE_MAX - 1; i >= 0; i--) {
2571                 if (map->erase_type[i].size) {
2572                         erase = &map->erase_type[i];
2573                         break;
2574                 }
2575         }
2576
2577         if (!erase)
2578                 return -EINVAL;
2579
2580         mtd->erasesize = erase->size;
2581         return 0;
2582 }
2583
2584 static int spi_nor_default_setup(struct spi_nor *nor,
2585                                  const struct spi_nor_hwcaps *hwcaps)
2586 {
2587         struct spi_nor_flash_parameter *params = nor->params;
2588         u32 ignored_mask, shared_mask;
2589         int err;
2590
2591         /*
2592          * Keep only the hardware capabilities supported by both the SPI
2593          * controller and the SPI flash memory.
2594          */
2595         shared_mask = hwcaps->mask & params->hwcaps.mask;
2596
2597         if (nor->spimem) {
2598                 /*
2599                  * When called from spi_nor_probe(), all caps are set and we
2600                  * need to discard some of them based on what the SPI
2601                  * controller actually supports (using spi_mem_supports_op()).
2602                  */
2603                 spi_nor_spimem_adjust_hwcaps(nor, &shared_mask);
2604         } else {
2605                 /*
2606                  * SPI n-n-n protocols are not supported when the SPI
2607                  * controller directly implements the spi_nor interface.
2608                  * Yet another reason to switch to spi-mem.
2609                  */
2610                 ignored_mask = SNOR_HWCAPS_X_X_X | SNOR_HWCAPS_X_X_X_DTR;
2611                 if (shared_mask & ignored_mask) {
2612                         dev_dbg(nor->dev,
2613                                 "SPI n-n-n protocols are not supported.\n");
2614                         shared_mask &= ~ignored_mask;
2615                 }
2616         }
2617
2618         /* Select the (Fast) Read command. */
2619         err = spi_nor_select_read(nor, shared_mask);
2620         if (err) {
2621                 dev_dbg(nor->dev,
2622                         "can't select read settings supported by both the SPI controller and memory.\n");
2623                 return err;
2624         }
2625
2626         /* Select the Page Program command. */
2627         err = spi_nor_select_pp(nor, shared_mask);
2628         if (err) {
2629                 dev_dbg(nor->dev,
2630                         "can't select write settings supported by both the SPI controller and memory.\n");
2631                 return err;
2632         }
2633
2634         /* Select the Sector Erase command. */
2635         err = spi_nor_select_erase(nor);
2636         if (err) {
2637                 dev_dbg(nor->dev,
2638                         "can't select erase settings supported by both the SPI controller and memory.\n");
2639                 return err;
2640         }
2641
2642         return 0;
2643 }
2644
2645 static int spi_nor_set_addr_nbytes(struct spi_nor *nor)
2646 {
2647         if (nor->params->addr_nbytes) {
2648                 nor->addr_nbytes = nor->params->addr_nbytes;
2649         } else if (nor->read_proto == SNOR_PROTO_8_8_8_DTR) {
2650                 /*
2651                  * In 8D-8D-8D mode, one byte takes half a cycle to transfer. So
2652                  * in this protocol an odd addr_nbytes cannot be used because
2653                  * then the address phase would only span a cycle and a half.
2654                  * Half a cycle would be left over. We would then have to start
2655                  * the dummy phase in the middle of a cycle and so too the data
2656                  * phase, and we will end the transaction with half a cycle left
2657                  * over.
2658                  *
2659                  * Force all 8D-8D-8D flashes to use an addr_nbytes of 4 to
2660                  * avoid this situation.
2661                  */
2662                 nor->addr_nbytes = 4;
2663         } else if (nor->info->addr_nbytes) {
2664                 nor->addr_nbytes = nor->info->addr_nbytes;
2665         } else {
2666                 nor->addr_nbytes = 3;
2667         }
2668
2669         if (nor->addr_nbytes == 3 && nor->params->size > 0x1000000) {
2670                 /* enable 4-byte addressing if the device exceeds 16MiB */
2671                 nor->addr_nbytes = 4;
2672         }
2673
2674         if (nor->addr_nbytes > SPI_NOR_MAX_ADDR_NBYTES) {
2675                 dev_dbg(nor->dev, "The number of address bytes is too large: %u\n",
2676                         nor->addr_nbytes);
2677                 return -EINVAL;
2678         }
2679
2680         /* Set 4byte opcodes when possible. */
2681         if (nor->addr_nbytes == 4 && nor->flags & SNOR_F_4B_OPCODES &&
2682             !(nor->flags & SNOR_F_HAS_4BAIT))
2683                 spi_nor_set_4byte_opcodes(nor);
2684
2685         return 0;
2686 }
2687
2688 static int spi_nor_setup(struct spi_nor *nor,
2689                          const struct spi_nor_hwcaps *hwcaps)
2690 {
2691         int ret;
2692
2693         if (nor->params->setup)
2694                 ret = nor->params->setup(nor, hwcaps);
2695         else
2696                 ret = spi_nor_default_setup(nor, hwcaps);
2697         if (ret)
2698                 return ret;
2699
2700         return spi_nor_set_addr_nbytes(nor);
2701 }
2702
2703 /**
2704  * spi_nor_manufacturer_init_params() - Initialize the flash's parameters and
2705  * settings based on MFR register and ->default_init() hook.
2706  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'.
2707  */
2708 static void spi_nor_manufacturer_init_params(struct spi_nor *nor)
2709 {
2710         if (nor->manufacturer && nor->manufacturer->fixups &&
2711             nor->manufacturer->fixups->default_init)
2712                 nor->manufacturer->fixups->default_init(nor);
2713
2714         if (nor->info->fixups && nor->info->fixups->default_init)
2715                 nor->info->fixups->default_init(nor);
2716 }
2717
2718 /**
2719  * spi_nor_no_sfdp_init_params() - Initialize the flash's parameters and
2720  * settings based on nor->info->sfdp_flags. This method should be called only by
2721  * flashes that do not define SFDP tables. If the flash supports SFDP but the
2722  * information is wrong and the settings from this function can not be retrieved
2723  * by parsing SFDP, one should instead use the fixup hooks and update the wrong
2724  * bits.
2725  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'.
2726  */
2727 static void spi_nor_no_sfdp_init_params(struct spi_nor *nor)
2728 {
2729         struct spi_nor_flash_parameter *params = nor->params;
2730         struct spi_nor_erase_map *map = &params->erase_map;
2731         const struct flash_info *info = nor->info;
2732         const u8 no_sfdp_flags = info->no_sfdp_flags;
2733         u8 i, erase_mask;
2734
2735         if (no_sfdp_flags & SPI_NOR_DUAL_READ) {
2736                 params->hwcaps.mask |= SNOR_HWCAPS_READ_1_1_2;
2737                 spi_nor_set_read_settings(&params->reads[SNOR_CMD_READ_1_1_2],
2738                                           0, 8, SPINOR_OP_READ_1_1_2,
2739                                           SNOR_PROTO_1_1_2);
2740         }
2741
2742         if (no_sfdp_flags & SPI_NOR_QUAD_READ) {
2743                 params->hwcaps.mask |= SNOR_HWCAPS_READ_1_1_4;
2744                 spi_nor_set_read_settings(&params->reads[SNOR_CMD_READ_1_1_4],
2745                                           0, 8, SPINOR_OP_READ_1_1_4,
2746                                           SNOR_PROTO_1_1_4);
2747         }
2748
2749         if (no_sfdp_flags & SPI_NOR_OCTAL_READ) {
2750                 params->hwcaps.mask |= SNOR_HWCAPS_READ_1_1_8;
2751                 spi_nor_set_read_settings(&params->reads[SNOR_CMD_READ_1_1_8],
2752                                           0, 8, SPINOR_OP_READ_1_1_8,
2753                                           SNOR_PROTO_1_1_8);
2754         }
2755
2756         if (no_sfdp_flags & SPI_NOR_OCTAL_DTR_READ) {
2757                 params->hwcaps.mask |= SNOR_HWCAPS_READ_8_8_8_DTR;
2758                 spi_nor_set_read_settings(&params->reads[SNOR_CMD_READ_8_8_8_DTR],
2759                                           0, 20, SPINOR_OP_READ_FAST,
2760                                           SNOR_PROTO_8_8_8_DTR);
2761         }
2762
2763         if (no_sfdp_flags & SPI_NOR_OCTAL_DTR_PP) {
2764                 params->hwcaps.mask |= SNOR_HWCAPS_PP_8_8_8_DTR;
2765                 /*
2766                  * Since xSPI Page Program opcode is backward compatible with
2767                  * Legacy SPI, use Legacy SPI opcode there as well.
2768                  */
2769                 spi_nor_set_pp_settings(&params->page_programs[SNOR_CMD_PP_8_8_8_DTR],
2770                                         SPINOR_OP_PP, SNOR_PROTO_8_8_8_DTR);
2771         }
2772
2773         /*
2774          * Sector Erase settings. Sort Erase Types in ascending order, with the
2775          * smallest erase size starting at BIT(0).
2776          */
2777         erase_mask = 0;
2778         i = 0;
2779         if (no_sfdp_flags & SECT_4K) {
2780                 erase_mask |= BIT(i);
2781                 spi_nor_set_erase_type(&map->erase_type[i], 4096u,
2782                                        SPINOR_OP_BE_4K);
2783                 i++;
2784         }
2785         erase_mask |= BIT(i);
2786         spi_nor_set_erase_type(&map->erase_type[i],
2787                                info->sector_size ?: SPI_NOR_DEFAULT_SECTOR_SIZE,
2788                                SPINOR_OP_SE);
2789         spi_nor_init_uniform_erase_map(map, erase_mask, params->size);
2790 }
2791
2792 /**
2793  * spi_nor_init_flags() - Initialize NOR flags for settings that are not defined
2794  * in the JESD216 SFDP standard, thus can not be retrieved when parsing SFDP.
2795  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'
2796  */
2797 static void spi_nor_init_flags(struct spi_nor *nor)
2798 {
2799         struct device_node *np = spi_nor_get_flash_node(nor);
2800         const u16 flags = nor->info->flags;
2801
2802         if (of_property_read_bool(np, "broken-flash-reset"))
2803                 nor->flags |= SNOR_F_BROKEN_RESET;
2804
2805         if (of_property_read_bool(np, "no-wp"))
2806                 nor->flags |= SNOR_F_NO_WP;
2807
2808         if (flags & SPI_NOR_SWP_IS_VOLATILE)
2809                 nor->flags |= SNOR_F_SWP_IS_VOLATILE;
2810
2811         if (flags & SPI_NOR_HAS_LOCK)
2812                 nor->flags |= SNOR_F_HAS_LOCK;
2813
2814         if (flags & SPI_NOR_HAS_TB) {
2815                 nor->flags |= SNOR_F_HAS_SR_TB;
2816                 if (flags & SPI_NOR_TB_SR_BIT6)
2817                         nor->flags |= SNOR_F_HAS_SR_TB_BIT6;
2818         }
2819
2820         if (flags & SPI_NOR_4BIT_BP) {
2821                 nor->flags |= SNOR_F_HAS_4BIT_BP;
2822                 if (flags & SPI_NOR_BP3_SR_BIT6)
2823                         nor->flags |= SNOR_F_HAS_SR_BP3_BIT6;
2824         }
2825
2826         if (flags & SPI_NOR_RWW && nor->params->n_banks > 1 &&
2827             !nor->controller_ops)
2828                 nor->flags |= SNOR_F_RWW;
2829 }
2830
2831 /**
2832  * spi_nor_init_fixup_flags() - Initialize NOR flags for settings that can not
2833  * be discovered by SFDP for this particular flash because the SFDP table that
2834  * indicates this support is not defined in the flash. In case the table for
2835  * this support is defined but has wrong values, one should instead use a
2836  * post_sfdp() hook to set the SNOR_F equivalent flag.
2837  * @nor:       pointer to a 'struct spi_nor'
2838  */
2839 static void spi_nor_init_fixup_flags(struct spi_nor *nor)
2840 {
2841         const u8 fixup_flags = nor->info->fixup_flags;
2842
2843         if (fixup_flags & SPI_NOR_4B_OPCODES)
2844                 nor->flags |= SNOR_F_4B_OPCODES;
2845
2846         if (fixup_flags & SPI_NOR_IO_MODE_EN_VOLATILE)
2847                 nor->flags |= SNOR_F_IO_MODE_EN_VOLATILE;
2848 }
2849
2850 /**
2851  * spi_nor_late_init_params() - Late initialization of default flash parameters.
2852  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'
2853  *
2854  * Used to initialize flash parameters that are not declared in the JESD216
2855  * SFDP standard, or where SFDP tables are not defined at all.
2856  * Will replace the spi_nor_manufacturer_init_params() method.
2857  */
2858 static int spi_nor_late_init_params(struct spi_nor *nor)
2859 {
2860         struct spi_nor_flash_parameter *params = nor->params;
2861         int ret;
2862
2863         if (nor->manufacturer && nor->manufacturer->fixups &&
2864             nor->manufacturer->fixups->late_init) {
2865                 ret = nor->manufacturer->fixups->late_init(nor);
2866                 if (ret)
2867                         return ret;
2868         }
2869
2870         /* Needed by some flashes late_init hooks. */
2871         spi_nor_init_flags(nor);
2872
2873         if (nor->info->fixups && nor->info->fixups->late_init) {
2874                 ret = nor->info->fixups->late_init(nor);
2875                 if (ret)
2876                         return ret;
2877         }
2878
2879         if (!nor->params->die_erase_opcode)
2880                 nor->params->die_erase_opcode = SPINOR_OP_CHIP_ERASE;
2881
2882         /* Default method kept for backward compatibility. */
2883         if (!params->set_4byte_addr_mode)
2884                 params->set_4byte_addr_mode = spi_nor_set_4byte_addr_mode_brwr;
2885
2886         spi_nor_init_fixup_flags(nor);
2887
2888         /*
2889          * NOR protection support. When locking_ops are not provided, we pick
2890          * the default ones.
2891          */
2892         if (nor->flags & SNOR_F_HAS_LOCK && !nor->params->locking_ops)
2893                 spi_nor_init_default_locking_ops(nor);
2894
2895         if (params->n_banks > 1)
2896                 params->bank_size = div64_u64(params->size, params->n_banks);
2897
2898         return 0;
2899 }
2900
2901 /**
2902  * spi_nor_sfdp_init_params_deprecated() - Deprecated way of initializing flash
2903  * parameters and settings based on JESD216 SFDP standard.
2904  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'.
2905  *
2906  * The method has a roll-back mechanism: in case the SFDP parsing fails, the
2907  * legacy flash parameters and settings will be restored.
2908  */
2909 static void spi_nor_sfdp_init_params_deprecated(struct spi_nor *nor)
2910 {
2911         struct spi_nor_flash_parameter sfdp_params;
2912
2913         memcpy(&sfdp_params, nor->params, sizeof(sfdp_params));
2914
2915         if (spi_nor_parse_sfdp(nor)) {
2916                 memcpy(nor->params, &sfdp_params, sizeof(*nor->params));
2917                 nor->flags &= ~SNOR_F_4B_OPCODES;
2918         }
2919 }
2920
2921 /**
2922  * spi_nor_init_params_deprecated() - Deprecated way of initializing flash
2923  * parameters and settings.
2924  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'.
2925  *
2926  * The method assumes that flash doesn't support SFDP so it initializes flash
2927  * parameters in spi_nor_no_sfdp_init_params() which later on can be overwritten
2928  * when parsing SFDP, if supported.
2929  */
2930 static void spi_nor_init_params_deprecated(struct spi_nor *nor)
2931 {
2932         spi_nor_no_sfdp_init_params(nor);
2933
2934         spi_nor_manufacturer_init_params(nor);
2935
2936         if (nor->info->no_sfdp_flags & (SPI_NOR_DUAL_READ |
2937                                         SPI_NOR_QUAD_READ |
2938                                         SPI_NOR_OCTAL_READ |
2939                                         SPI_NOR_OCTAL_DTR_READ))
2940                 spi_nor_sfdp_init_params_deprecated(nor);
2941 }
2942
2943 /**
2944  * spi_nor_init_default_params() - Default initialization of flash parameters
2945  * and settings. Done for all flashes, regardless is they define SFDP tables
2946  * or not.
2947  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'.
2948  */
2949 static void spi_nor_init_default_params(struct spi_nor *nor)
2950 {
2951         struct spi_nor_flash_parameter *params = nor->params;
2952         const struct flash_info *info = nor->info;
2953         struct device_node *np = spi_nor_get_flash_node(nor);
2954
2955         params->quad_enable = spi_nor_sr2_bit1_quad_enable;
2956         params->otp.org = info->otp;
2957
2958         /* Default to 16-bit Write Status (01h) Command */
2959         nor->flags |= SNOR_F_HAS_16BIT_SR;
2960
2961         /* Set SPI NOR sizes. */
2962         params->writesize = 1;
2963         params->size = info->size;
2964         params->bank_size = params->size;
2965         params->page_size = info->page_size ?: SPI_NOR_DEFAULT_PAGE_SIZE;
2966         params->n_banks = info->n_banks ?: SPI_NOR_DEFAULT_N_BANKS;
2967
2968         if (!(info->flags & SPI_NOR_NO_FR)) {
2969                 /* Default to Fast Read for DT and non-DT platform devices. */
2970                 params->hwcaps.mask |= SNOR_HWCAPS_READ_FAST;
2971
2972                 /* Mask out Fast Read if not requested at DT instantiation. */
2973                 if (np && !of_property_read_bool(np, "m25p,fast-read"))
2974                         params->hwcaps.mask &= ~SNOR_HWCAPS_READ_FAST;
2975         }
2976
2977         /* (Fast) Read settings. */
2978         params->hwcaps.mask |= SNOR_HWCAPS_READ;
2979         spi_nor_set_read_settings(&params->reads[SNOR_CMD_READ],
2980                                   0, 0, SPINOR_OP_READ,
2981                                   SNOR_PROTO_1_1_1);
2982
2983         if (params->hwcaps.mask & SNOR_HWCAPS_READ_FAST)
2984                 spi_nor_set_read_settings(&params->reads[SNOR_CMD_READ_FAST],
2985                                           0, 8, SPINOR_OP_READ_FAST,
2986                                           SNOR_PROTO_1_1_1);
2987         /* Page Program settings. */
2988         params->hwcaps.mask |= SNOR_HWCAPS_PP;
2989         spi_nor_set_pp_settings(&params->page_programs[SNOR_CMD_PP],
2990                                 SPINOR_OP_PP, SNOR_PROTO_1_1_1);
2991
2992         if (info->flags & SPI_NOR_QUAD_PP) {
2993                 params->hwcaps.mask |= SNOR_HWCAPS_PP_1_1_4;
2994                 spi_nor_set_pp_settings(&params->page_programs[SNOR_CMD_PP_1_1_4],
2995                                         SPINOR_OP_PP_1_1_4, SNOR_PROTO_1_1_4);
2996         }
2997 }
2998
2999 /**
3000  * spi_nor_init_params() - Initialize the flash's parameters and settings.
3001  * @nor:        pointer to a 'struct spi_nor'.
3002  *
3003  * The flash parameters and settings are initialized based on a sequence of
3004  * calls that are ordered by priority:
3005  *
3006  * 1/ Default flash parameters initialization. The initializations are done
3007  *    based on nor->info data:
3008  *              spi_nor_info_init_params()
3009  *
3010  * which can be overwritten by:
3011  * 2/ Manufacturer flash parameters initialization. The initializations are
3012  *    done based on MFR register, or when the decisions can not be done solely
3013  *    based on MFR, by using specific flash_info tweeks, ->default_init():
3014  *              spi_nor_manufacturer_init_params()
3015  *
3016  * which can be overwritten by:
3017  * 3/ SFDP flash parameters initialization. JESD216 SFDP is a standard and
3018  *    should be more accurate that the above.
3019  *              spi_nor_parse_sfdp() or spi_nor_no_sfdp_init_params()
3020  *
3021  *    Please note that there is a ->post_bfpt() fixup hook that can overwrite
3022  *    the flash parameters and settings immediately after parsing the Basic
3023  *    Flash Parameter Table.
3024  *    spi_nor_post_sfdp_fixups() is called after the SFDP tables are parsed.
3025  *    It is used to tweak various flash parameters when information provided
3026  *    by the SFDP tables are wrong.
3027  *
3028  * which can be overwritten by:
3029  * 4/ Late flash parameters initialization, used to initialize flash
3030  * parameters that are not declared in the JESD216 SFDP standard, or where SFDP
3031  * tables are not defined at all.
3032  *              spi_nor_late_init_params()
3033  *
3034  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
3035  */
3036 static int spi_nor_init_params(struct spi_nor *nor)
3037 {
3038         int ret;
3039
3040         nor->params = devm_kzalloc(nor->dev, sizeof(*nor->params), GFP_KERNEL);
3041         if (!nor->params)
3042                 return -ENOMEM;
3043
3044         spi_nor_init_default_params(nor);
3045
3046         if (spi_nor_needs_sfdp(nor)) {
3047                 ret = spi_nor_parse_sfdp(nor);
3048                 if (ret) {
3049                         dev_err(nor->dev, "BFPT parsing failed. Please consider using SPI_NOR_SKIP_SFDP when declaring the flash\n");
3050                         return ret;
3051                 }
3052         } else if (nor->info->no_sfdp_flags & SPI_NOR_SKIP_SFDP) {
3053                 spi_nor_no_sfdp_init_params(nor);
3054         } else {
3055                 spi_nor_init_params_deprecated(nor);
3056         }
3057
3058         return spi_nor_late_init_params(nor);
3059 }
3060
3061 /** spi_nor_set_octal_dtr() - enable or disable Octal DTR I/O.
3062  * @nor:                 pointer to a 'struct spi_nor'
3063  * @enable:              whether to enable or disable Octal DTR
3064  *
3065  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
3066  */
3067 static int spi_nor_set_octal_dtr(struct spi_nor *nor, bool enable)
3068 {
3069         int ret;
3070
3071         if (!nor->params->set_octal_dtr)
3072                 return 0;
3073
3074         if (!(nor->read_proto == SNOR_PROTO_8_8_8_DTR &&
3075               nor->write_proto == SNOR_PROTO_8_8_8_DTR))
3076                 return 0;
3077
3078         if (!(nor->flags & SNOR_F_IO_MODE_EN_VOLATILE))
3079                 return 0;
3080
3081         ret = nor->params->set_octal_dtr(nor, enable);
3082         if (ret)
3083                 return ret;
3084
3085         if (enable)
3086                 nor->reg_proto = SNOR_PROTO_8_8_8_DTR;
3087         else
3088                 nor->reg_proto = SNOR_PROTO_1_1_1;
3089
3090         return 0;
3091 }
3092
3093 /**
3094  * spi_nor_quad_enable() - enable Quad I/O if needed.
3095  * @nor:                pointer to a 'struct spi_nor'
3096  *
3097  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
3098  */
3099 static int spi_nor_quad_enable(struct spi_nor *nor)
3100 {
3101         if (!nor->params->quad_enable)
3102                 return 0;
3103
3104         if (!(spi_nor_get_protocol_width(nor->read_proto) == 4 ||
3105               spi_nor_get_protocol_width(nor->write_proto) == 4))
3106                 return 0;
3107
3108         return nor->params->quad_enable(nor);
3109 }
3110
3111 /**
3112  * spi_nor_set_4byte_addr_mode() - Set address mode.
3113  * @nor:                pointer to a 'struct spi_nor'.
3114  * @enable:             enable/disable 4 byte address mode.
3115  *
3116  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
3117  */
3118 int spi_nor_set_4byte_addr_mode(struct spi_nor *nor, bool enable)
3119 {
3120         struct spi_nor_flash_parameter *params = nor->params;
3121         int ret;
3122
3123         if (enable) {
3124                 /*
3125                  * If the RESET# pin isn't hooked up properly, or the system
3126                  * otherwise doesn't perform a reset command in the boot
3127                  * sequence, it's impossible to 100% protect against unexpected
3128                  * reboots (e.g., crashes). Warn the user (or hopefully, system
3129                  * designer) that this is bad.
3130                  */
3131                 WARN_ONCE(nor->flags & SNOR_F_BROKEN_RESET,
3132                           "enabling reset hack; may not recover from unexpected reboots\n");
3133         }
3134
3135         ret = params->set_4byte_addr_mode(nor, enable);
3136         if (ret && ret != -EOPNOTSUPP)
3137                 return ret;
3138
3139         if (enable) {
3140                 params->addr_nbytes = 4;
3141                 params->addr_mode_nbytes = 4;
3142         } else {
3143                 params->addr_nbytes = 3;
3144                 params->addr_mode_nbytes = 3;
3145         }
3146
3147         return 0;
3148 }
3149
3150 static int spi_nor_init(struct spi_nor *nor)
3151 {
3152         int err;
3153
3154         err = spi_nor_set_octal_dtr(nor, true);
3155         if (err) {
3156                 dev_dbg(nor->dev, "octal mode not supported\n");
3157                 return err;
3158         }
3159
3160         err = spi_nor_quad_enable(nor);
3161         if (err) {
3162                 dev_dbg(nor->dev, "quad mode not supported\n");
3163                 return err;
3164         }
3165
3166         /*
3167          * Some SPI NOR flashes are write protected by default after a power-on
3168          * reset cycle, in order to avoid inadvertent writes during power-up.
3169          * Backward compatibility imposes to unlock the entire flash memory
3170          * array at power-up by default. Depending on the kernel configuration
3171          * (1) do nothing, (2) always unlock the entire flash array or (3)
3172          * unlock the entire flash array only when the software write
3173          * protection bits are volatile. The latter is indicated by
3174          * SNOR_F_SWP_IS_VOLATILE.
3175          */
3176         if (IS_ENABLED(CONFIG_MTD_SPI_NOR_SWP_DISABLE) ||
3177             (IS_ENABLED(CONFIG_MTD_SPI_NOR_SWP_DISABLE_ON_VOLATILE) &&
3178              nor->flags & SNOR_F_SWP_IS_VOLATILE))
3179                 spi_nor_try_unlock_all(nor);
3180
3181         if (nor->addr_nbytes == 4 &&
3182             nor->read_proto != SNOR_PROTO_8_8_8_DTR &&
3183             !(nor->flags & SNOR_F_4B_OPCODES))
3184                 return spi_nor_set_4byte_addr_mode(nor, true);
3185
3186         return 0;
3187 }
3188
3189 /**
3190  * spi_nor_soft_reset() - Perform a software reset
3191  * @nor:        pointer to 'struct spi_nor'
3192  *
3193  * Performs a "Soft Reset and Enter Default Protocol Mode" sequence which resets
3194  * the device to its power-on-reset state. This is useful when the software has
3195  * made some changes to device (volatile) registers and needs to reset it before
3196  * shutting down, for example.
3197  *
3198  * Not every flash supports this sequence. The same set of opcodes might be used
3199  * for some other operation on a flash that does not support this. Support for
3200  * this sequence can be discovered via SFDP in the BFPT table.
3201  *
3202  * Return: 0 on success, -errno otherwise.
3203  */
3204 static void spi_nor_soft_reset(struct spi_nor *nor)
3205 {
3206         struct spi_mem_op op;
3207         int ret;
3208
3209         op = (struct spi_mem_op)SPINOR_SRSTEN_OP;
3210
3211         spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
3212
3213         ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
3214         if (ret) {
3215                 if (ret != -EOPNOTSUPP)
3216                         dev_warn(nor->dev, "Software reset failed: %d\n", ret);
3217                 return;
3218         }
3219
3220         op = (struct spi_mem_op)SPINOR_SRST_OP;
3221
3222         spi_nor_spimem_setup_op(nor, &op, nor->reg_proto);
3223
3224         ret = spi_mem_exec_op(nor->spimem, &op);
3225         if (ret) {
3226                 dev_warn(nor->dev, "Software reset failed: %d\n", ret);
3227                 return;
3228         }
3229
3230         /*
3231          * Software Reset is not instant, and the delay varies from flash to
3232          * flash. Looking at a few flashes, most range somewhere below 100
3233          * microseconds. So, sleep for a range of 200-400 us.
3234          */
3235         usleep_range(SPI_NOR_SRST_SLEEP_MIN, SPI_NOR_SRST_SLEEP_MAX);
3236 }
3237
3238 /* mtd suspend handler */
3239 static int spi_nor_suspend(struct mtd_info *mtd)
3240 {
3241         struct spi_nor *nor = mtd_to_spi_nor(mtd);
3242         int ret;
3243
3244         /* Disable octal DTR mode if we enabled it. */
3245         ret = spi_nor_set_octal_dtr(nor, false);
3246         if (ret)
3247                 dev_err(nor->dev, "suspend() failed\n");
3248
3249         return ret;
3250 }
3251
3252 /* mtd resume handler */
3253 static void spi_nor_resume(struct mtd_info *mtd)
3254 {
3255         struct spi_nor *nor = mtd_to_spi_nor(mtd);
3256         struct device *dev = nor->dev;
3257         int ret;
3258
3259         /* re-initialize the nor chip */
3260         ret = spi_nor_init(nor);
3261         if (ret)
3262                 dev_err(dev, "resume() failed\n");
3263 }
3264
3265 static int spi_nor_get_device(struct mtd_info *mtd)
3266 {
3267         struct mtd_info *master = mtd_get_master(mtd);
3268         struct spi_nor *nor = mtd_to_spi_nor(master);
3269         struct device *dev;
3270
3271         if (nor->spimem)
3272                 dev = nor->spimem->spi->controller->dev.parent;
3273         else
3274                 dev = nor->dev;
3275
3276         if (!try_module_get(dev->driver->owner))
3277                 return -ENODEV;
3278
3279         return 0;
3280 }
3281
3282 static void spi_nor_put_device(struct mtd_info *mtd)
3283 {
3284         struct mtd_info *master = mtd_get_master(mtd);
3285         struct spi_nor *nor = mtd_to_spi_nor(master);
3286         struct device *dev;
3287
3288         if (nor->spimem)
3289                 dev = nor->spimem->spi->controller->dev.parent;
3290         else
3291                 dev = nor->dev;
3292
3293         module_put(dev->driver->owner);
3294 }
3295
3296 static void spi_nor_restore(struct spi_nor *nor)
3297 {
3298         int ret;
3299
3300         /* restore the addressing mode */
3301         if (nor->addr_nbytes == 4 && !(nor->flags & SNOR_F_4B_OPCODES) &&
3302             nor->flags & SNOR_F_BROKEN_RESET) {
3303                 ret = spi_nor_set_4byte_addr_mode(nor, false);
3304                 if (ret)
3305                         /*
3306                          * Do not stop the execution in the hope that the flash
3307                          * will default to the 3-byte address mode after the
3308                          * software reset.
3309                          */
3310                         dev_err(nor->dev, "Failed to exit 4-byte address mode, err = %d\n", ret);
3311         }
3312
3313         if (nor->flags & SNOR_F_SOFT_RESET)
3314                 spi_nor_soft_reset(nor);
3315 }
3316
3317 static const struct flash_info *spi_nor_match_name(struct spi_nor *nor,
3318                                                    const char *name)
3319 {
3320         unsigned int i, j;
3321
3322         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(manufacturers); i++) {
3323                 for (j = 0; j < manufacturers[i]->nparts; j++) {
3324                         if (!strcmp(name, manufacturers[i]->parts[j].name)) {
3325                                 nor->manufacturer = manufacturers[i];
3326                                 return &manufacturers[i]->parts[j];
3327                         }
3328                 }
3329         }
3330
3331         return NULL;
3332 }
3333
3334 static const struct flash_info *spi_nor_get_flash_info(struct spi_nor *nor,
3335                                                        const char *name)
3336 {
3337         const struct flash_info *info = NULL;
3338
3339         if (name)
3340                 info = spi_nor_match_name(nor, name);
3341         /* Try to auto-detect if chip name wasn't specified or not found */
3342         if (!info)
3343                 return spi_nor_detect(nor);
3344
3345         /*
3346          * If caller has specified name of flash model that can normally be
3347          * detected using JEDEC, let's verify it.
3348          */
3349         if (name && info->id) {
3350                 const struct flash_info *jinfo;
3351
3352                 jinfo = spi_nor_detect(nor);
3353                 if (IS_ERR(jinfo)) {
3354                         return jinfo;
3355                 } else if (jinfo != info) {
3356                         /*
3357                          * JEDEC knows better, so overwrite platform ID. We
3358                          * can't trust partitions any longer, but we'll let
3359                          * mtd apply them anyway, since some partitions may be
3360                          * marked read-only, and we don't want to loose that
3361                          * information, even if it's not 100% accurate.
3362                          */
3363                         dev_warn(nor->dev, "found %s, expected %s\n",
3364                                  jinfo->name, info->name);
3365                         info = jinfo;
3366                 }
3367         }
3368
3369         return info;
3370 }
3371
3372 static u32
3373 spi_nor_get_region_erasesize(const struct spi_nor_erase_region *region,
3374                              const struct spi_nor_erase_type *erase_type)
3375 {
3376         int i;
3377
3378         if (region->overlaid)
3379                 return region->size;
3380
3381         for (i = SNOR_ERASE_TYPE_MAX - 1; i >= 0; i--) {
3382                 if (region->erase_mask & BIT(i))
3383                         return erase_type[i].size;
3384         }
3385
3386         return 0;
3387 }
3388
3389 static int spi_nor_set_mtd_eraseregions(struct spi_nor *nor)
3390 {
3391         const struct spi_nor_erase_map *map = &nor->params->erase_map;
3392         const struct spi_nor_erase_region *region = map->regions;
3393         struct mtd_erase_region_info *mtd_region;
3394         struct mtd_info *mtd = &nor->mtd;
3395         u32 erasesize, i;
3396
3397         mtd_region = devm_kcalloc(nor->dev, map->n_regions, sizeof(*mtd_region),
3398                                   GFP_KERNEL);
3399         if (!mtd_region)
3400                 return -ENOMEM;
3401
3402         for (i = 0; i < map->n_regions; i++) {
3403                 erasesize = spi_nor_get_region_erasesize(&region[i],
3404                                                          map->erase_type);
3405                 if (!erasesize)
3406                         return -EINVAL;
3407
3408                 mtd_region[i].erasesize = erasesize;
3409                 mtd_region[i].numblocks = div64_ul(region[i].size, erasesize);
3410                 mtd_region[i].offset = region[i].offset;
3411         }
3412
3413         mtd->numeraseregions = map->n_regions;
3414         mtd->eraseregions = mtd_region;
3415
3416         return 0;
3417 }
3418
3419 static int spi_nor_set_mtd_info(struct spi_nor *nor)
3420 {
3421         struct mtd_info *mtd = &nor->mtd;
3422         struct device *dev = nor->dev;
3423
3424         spi_nor_set_mtd_locking_ops(nor);
3425         spi_nor_set_mtd_otp_ops(nor);
3426
3427         mtd->dev.parent = dev;
3428         if (!mtd->name)
3429                 mtd->name = dev_name(dev);
3430         mtd->type = MTD_NORFLASH;
3431         mtd->flags = MTD_CAP_NORFLASH;
3432         /* Unset BIT_WRITEABLE to enable JFFS2 write buffer for ECC'd NOR */
3433         if (nor->flags & SNOR_F_ECC)
3434                 mtd->flags &= ~MTD_BIT_WRITEABLE;
3435         if (nor->info->flags & SPI_NOR_NO_ERASE)
3436                 mtd->flags |= MTD_NO_ERASE;
3437         else
3438                 mtd->_erase = spi_nor_erase;
3439         mtd->writesize = nor->params->writesize;
3440         mtd->writebufsize = nor->params->page_size;
3441         mtd->size = nor->params->size;
3442         mtd->_read = spi_nor_read;
3443         /* Might be already set by some SST flashes. */
3444         if (!mtd->_write)
3445                 mtd->_write = spi_nor_write;
3446         mtd->_suspend = spi_nor_suspend;
3447         mtd->_resume = spi_nor_resume;
3448         mtd->_get_device = spi_nor_get_device;
3449         mtd->_put_device = spi_nor_put_device;
3450
3451         if (!spi_nor_has_uniform_erase(nor))
3452                 return spi_nor_set_mtd_eraseregions(nor);
3453
3454         return 0;
3455 }
3456
3457 static int spi_nor_hw_reset(struct spi_nor *nor)
3458 {
3459         struct gpio_desc *reset;
3460
3461         reset = devm_gpiod_get_optional(nor->dev, "reset", GPIOD_OUT_LOW);
3462         if (IS_ERR_OR_NULL(reset))
3463                 return PTR_ERR_OR_ZERO(reset);
3464
3465         /*
3466          * Experimental delay values by looking at different flash device
3467          * vendors datasheets.
3468          */
3469         usleep_range(1, 5);
3470         gpiod_set_value_cansleep(reset, 1);
3471         usleep_range(100, 150);
3472         gpiod_set_value_cansleep(reset, 0);
3473         usleep_range(1000, 1200);
3474
3475         return 0;
3476 }
3477
3478 int spi_nor_scan(struct spi_nor *nor, const char *name,
3479                  const struct spi_nor_hwcaps *hwcaps)
3480 {
3481         const struct flash_info *info;
3482         struct device *dev = nor->dev;
3483         int ret;
3484
3485         ret = spi_nor_check(nor);
3486         if (ret)
3487                 return ret;
3488
3489         /* Reset SPI protocol for all commands. */
3490         nor->reg_proto = SNOR_PROTO_1_1_1;
3491         nor->read_proto = SNOR_PROTO_1_1_1;
3492         nor->write_proto = SNOR_PROTO_1_1_1;
3493
3494         /*
3495          * We need the bounce buffer early to read/write registers when going
3496          * through the spi-mem layer (buffers have to be DMA-able).
3497          * For spi-mem drivers, we'll reallocate a new buffer if
3498          * nor->params->page_size turns out to be greater than PAGE_SIZE (which
3499          * shouldn't happen before long since NOR pages are usually less
3500          * than 1KB) after spi_nor_scan() returns.
3501          */
3502         nor->bouncebuf_size = PAGE_SIZE;
3503         nor->bouncebuf = devm_kmalloc(dev, nor->bouncebuf_size,
3504                                       GFP_KERNEL);
3505         if (!nor->bouncebuf)
3506                 return -ENOMEM;
3507
3508         ret = spi_nor_hw_reset(nor);
3509         if (ret)
3510                 return ret;
3511
3512         info = spi_nor_get_flash_info(nor, name);
3513         if (IS_ERR(info))
3514                 return PTR_ERR(info);
3515
3516         nor->info = info;
3517
3518         mutex_init(&nor->lock);
3519
3520         /* Init flash parameters based on flash_info struct and SFDP */
3521         ret = spi_nor_init_params(nor);
3522         if (ret)
3523                 return ret;
3524
3525         if (spi_nor_use_parallel_locking(nor))
3526                 init_waitqueue_head(&nor->rww.wait);
3527
3528         /*
3529          * Configure the SPI memory:
3530          * - select op codes for (Fast) Read, Page Program and Sector Erase.
3531          * - set the number of dummy cycles (mode cycles + wait states).
3532          * - set the SPI protocols for register and memory accesses.
3533          * - set the number of address bytes.
3534          */
3535         ret = spi_nor_setup(nor, hwcaps);
3536         if (ret)
3537                 return ret;
3538
3539         /* Send all the required SPI flash commands to initialize device */
3540         ret = spi_nor_init(nor);
3541         if (ret)
3542                 return ret;
3543
3544         /* No mtd_info fields should be used up to this point. */
3545         ret = spi_nor_set_mtd_info(nor);
3546         if (ret)
3547                 return ret;
3548
3549         dev_dbg(dev, "Manufacturer and device ID: %*phN\n",
3550                 SPI_NOR_MAX_ID_LEN, nor->id);
3551
3552         return 0;
3553 }
3554 EXPORT_SYMBOL_GPL(spi_nor_scan);
3555
3556 static int spi_nor_create_read_dirmap(struct spi_nor *nor)
3557 {
3558         struct spi_mem_dirmap_info info = {
3559                 .op_tmpl = SPI_MEM_OP(SPI_MEM_OP_CMD(nor->read_opcode, 0),
3560                                       SPI_MEM_OP_ADDR(nor->addr_nbytes, 0, 0),
3561                                       SPI_MEM_OP_DUMMY(nor->read_dummy, 0),
3562                                       SPI_MEM_OP_DATA_IN(0, NULL, 0)),
3563                 .offset = 0,
3564                 .length = nor->params->size,
3565         };
3566         struct spi_mem_op *op = &info.op_tmpl;
3567
3568         spi_nor_spimem_setup_op(nor, op, nor->read_proto);
3569
3570         /* convert the dummy cycles to the number of bytes */
3571         op->dummy.nbytes = (nor->read_dummy * op->dummy.buswidth) / 8;
3572         if (spi_nor_protocol_is_dtr(nor->read_proto))
3573                 op->dummy.nbytes *= 2;
3574
3575         /*
3576          * Since spi_nor_spimem_setup_op() only sets buswidth when the number
3577          * of data bytes is non-zero, the data buswidth won't be set here. So,
3578          * do it explicitly.
3579          */
3580         op->data.buswidth = spi_nor_get_protocol_data_nbits(nor->read_proto);
3581
3582         nor->dirmap.rdesc = devm_spi_mem_dirmap_create(nor->dev, nor->spimem,
3583                                                        &info);
3584         return PTR_ERR_OR_ZERO(nor->dirmap.rdesc);
3585 }
3586
3587 static int spi_nor_create_write_dirmap(struct spi_nor *nor)
3588 {
3589         struct spi_mem_dirmap_info info = {
3590                 .op_tmpl = SPI_MEM_OP(SPI_MEM_OP_CMD(nor->program_opcode, 0),
3591                                       SPI_MEM_OP_ADDR(nor->addr_nbytes, 0, 0),
3592                                       SPI_MEM_OP_NO_DUMMY,
3593                                       SPI_MEM_OP_DATA_OUT(0, NULL, 0)),
3594                 .offset = 0,
3595                 .length = nor->params->size,
3596         };
3597         struct spi_mem_op *op = &info.op_tmpl;
3598
3599         if (nor->program_opcode == SPINOR_OP_AAI_WP && nor->sst_write_second)
3600                 op->addr.nbytes = 0;
3601
3602         spi_nor_spimem_setup_op(nor, op, nor->write_proto);
3603
3604         /*
3605          * Since spi_nor_spimem_setup_op() only sets buswidth when the number
3606          * of data bytes is non-zero, the data buswidth won't be set here. So,
3607          * do it explicitly.
3608          */
3609         op->data.buswidth = spi_nor_get_protocol_data_nbits(nor->write_proto);
3610
3611         nor->dirmap.wdesc = devm_spi_mem_dirmap_create(nor->dev, nor->spimem,
3612                                                        &info);
3613         return PTR_ERR_OR_ZERO(nor->dirmap.wdesc);
3614 }
3615
3616 static int spi_nor_probe(struct spi_mem *spimem)
3617 {
3618         struct spi_device *spi = spimem->spi;
3619         struct flash_platform_data *data = dev_get_platdata(&spi->dev);
3620         struct spi_nor *nor;
3621         /*
3622          * Enable all caps by default. The core will mask them after
3623          * checking what's really supported using spi_mem_supports_op().
3624          */
3625         const struct spi_nor_hwcaps hwcaps = { .mask = SNOR_HWCAPS_ALL };
3626         char *flash_name;
3627         int ret;
3628
3629         nor = devm_kzalloc(&spi->dev, sizeof(*nor), GFP_KERNEL);
3630         if (!nor)
3631                 return -ENOMEM;
3632
3633         nor->spimem = spimem;
3634         nor->dev = &spi->dev;
3635         spi_nor_set_flash_node(nor, spi->dev.of_node);
3636
3637         spi_mem_set_drvdata(spimem, nor);
3638
3639         if (data && data->name)
3640                 nor->mtd.name = data->name;
3641
3642         if (!nor->mtd.name)
3643                 nor->mtd.name = spi_mem_get_name(spimem);
3644
3645         /*
3646          * For some (historical?) reason many platforms provide two different
3647          * names in flash_platform_data: "name" and "type". Quite often name is
3648          * set to "m25p80" and then "type" provides a real chip name.
3649          * If that's the case, respect "type" and ignore a "name".
3650          */
3651         if (data && data->type)
3652                 flash_name = data->type;
3653         else if (!strcmp(spi->modalias, "spi-nor"))
3654                 flash_name = NULL; /* auto-detect */
3655         else
3656                 flash_name = spi->modalias;
3657
3658         ret = spi_nor_scan(nor, flash_name, &hwcaps);
3659         if (ret)
3660                 return ret;
3661
3662         spi_nor_debugfs_register(nor);
3663
3664         /*
3665          * None of the existing parts have > 512B pages, but let's play safe
3666          * and add this logic so that if anyone ever adds support for such
3667          * a NOR we don't end up with buffer overflows.
3668          */
3669         if (nor->params->page_size > PAGE_SIZE) {
3670                 nor->bouncebuf_size = nor->params->page_size;
3671                 devm_kfree(nor->dev, nor->bouncebuf);
3672                 nor->bouncebuf = devm_kmalloc(nor->dev,
3673                                               nor->bouncebuf_size,
3674                                               GFP_KERNEL);
3675                 if (!nor->bouncebuf)
3676                         return -ENOMEM;
3677         }
3678
3679         ret = spi_nor_create_read_dirmap(nor);
3680         if (ret)
3681                 return ret;
3682
3683         ret = spi_nor_create_write_dirmap(nor);
3684         if (ret)
3685                 return ret;
3686
3687         return mtd_device_register(&nor->mtd, data ? data->parts : NULL,
3688                                    data ? data->nr_parts : 0);
3689 }
3690
3691 static int spi_nor_remove(struct spi_mem *spimem)
3692 {
3693         struct spi_nor *nor = spi_mem_get_drvdata(spimem);
3694
3695         spi_nor_restore(nor);
3696
3697         /* Clean up MTD stuff. */
3698         return mtd_device_unregister(&nor->mtd);
3699 }
3700
3701 static void spi_nor_shutdown(struct spi_mem *spimem)
3702 {
3703         struct spi_nor *nor = spi_mem_get_drvdata(spimem);
3704
3705         spi_nor_restore(nor);
3706 }
3707
3708 /*
3709  * Do NOT add to this array without reading the following:
3710  *
3711  * Historically, many flash devices are bound to this driver by their name. But
3712  * since most of these flash are compatible to some extent, and their
3713  * differences can often be differentiated by the JEDEC read-ID command, we
3714  * encourage new users to add support to the spi-nor library, and simply bind
3715  * against a generic string here (e.g., "jedec,spi-nor").
3716  *
3717  * Many flash names are kept here in this list to keep them available
3718  * as module aliases for existing platforms.
3719  */
3720 static const struct spi_device_id spi_nor_dev_ids[] = {
3721         /*
3722          * Allow non-DT platform devices to bind to the "spi-nor" modalias, and
3723          * hack around the fact that the SPI core does not provide uevent
3724          * matching for .of_match_table
3725          */
3726         {"spi-nor"},
3727
3728         /*
3729          * Entries not used in DTs that should be safe to drop after replacing
3730          * them with "spi-nor" in platform data.
3731          */
3732         {"s25sl064a"},  {"w25x16"},     {"m25p10"},     {"m25px64"},
3733
3734         /*
3735          * Entries that were used in DTs without "jedec,spi-nor" fallback and
3736          * should be kept for backward compatibility.
3737          */
3738         {"at25df321a"}, {"at25df641"},  {"at26df081a"},
3739         {"mx25l4005a"}, {"mx25l1606e"}, {"mx25l6405d"}, {"mx25l12805d"},
3740         {"mx25l25635e"},{"mx66l51235l"},
3741         {"n25q064"},    {"n25q128a11"}, {"n25q128a13"}, {"n25q512a"},
3742         {"s25fl256s1"}, {"s25fl512s"},  {"s25sl12801"}, {"s25fl008k"},
3743         {"s25fl064k"},
3744         {"sst25vf040b"},{"sst25vf016b"},{"sst25vf032b"},{"sst25wf040"},
3745         {"m25p40"},     {"m25p80"},     {"m25p16"},     {"m25p32"},
3746         {"m25p64"},     {"m25p128"},
3747         {"w25x80"},     {"w25x32"},     {"w25q32"},     {"w25q32dw"},
3748         {"w25q80bl"},   {"w25q128"},    {"w25q256"},
3749
3750         /* Flashes that can't be detected using JEDEC */
3751         {"m25p05-nonjedec"},    {"m25p10-nonjedec"},    {"m25p20-nonjedec"},
3752         {"m25p40-nonjedec"},    {"m25p80-nonjedec"},    {"m25p16-nonjedec"},
3753         {"m25p32-nonjedec"},    {"m25p64-nonjedec"},    {"m25p128-nonjedec"},
3754
3755         /* Everspin MRAMs (non-JEDEC) */
3756         { "mr25h128" }, /* 128 Kib, 40 MHz */
3757         { "mr25h256" }, /* 256 Kib, 40 MHz */
3758         { "mr25h10" },  /*   1 Mib, 40 MHz */
3759         { "mr25h40" },  /*   4 Mib, 40 MHz */
3760
3761         { },
3762 };
3763 MODULE_DEVICE_TABLE(spi, spi_nor_dev_ids);
3764
3765 static const struct of_device_id spi_nor_of_table[] = {
3766         /*
3767          * Generic compatibility for SPI NOR that can be identified by the
3768          * JEDEC READ ID opcode (0x9F). Use this, if possible.
3769          */
3770         { .compatible = "jedec,spi-nor" },
3771         { /* sentinel */ },
3772 };
3773 MODULE_DEVICE_TABLE(of, spi_nor_of_table);
3774
3775 /*
3776  * REVISIT: many of these chips have deep power-down modes, which
3777  * should clearly be entered on suspend() to minimize power use.
3778  * And also when they're otherwise idle...
3779  */
3780 static struct spi_mem_driver spi_nor_driver = {
3781         .spidrv = {
3782                 .driver = {
3783                         .name = "spi-nor",
3784                         .of_match_table = spi_nor_of_table,
3785                         .dev_groups = spi_nor_sysfs_groups,
3786                 },
3787                 .id_table = spi_nor_dev_ids,
3788         },
3789         .probe = spi_nor_probe,
3790         .remove = spi_nor_remove,
3791         .shutdown = spi_nor_shutdown,
3792 };
3793
3794 static int __init spi_nor_module_init(void)
3795 {
3796         return spi_mem_driver_register(&spi_nor_driver);
3797 }
3798 module_init(spi_nor_module_init);
3799
3800 static void __exit spi_nor_module_exit(void)
3801 {
3802         spi_mem_driver_unregister(&spi_nor_driver);
3803         spi_nor_debugfs_shutdown();
3804 }
3805 module_exit(spi_nor_module_exit);
3806
3807 MODULE_LICENSE("GPL v2");
3808 MODULE_AUTHOR("Huang Shijie <[email protected]>");
3809 MODULE_AUTHOR("Mike Lavender");
3810 MODULE_DESCRIPTION("framework for SPI NOR");
This page took 0.274827 seconds and 4 git commands to generate.