cpu/at32ap/atmel_mci.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2004-2006 Atmel Corporation
   3  *
   4  * See file CREDITS for list of people who contributed to this
   5  * project.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of
  10  * the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
  20  * MA 02111-1307 USA
  21  */
  22 #include <common.h>
  23
  24 #ifdef CONFIG_MMC
  25
  26 #include <part.h>
  27 #include <mmc.h>
  28
  29 #include <asm/io.h>
  30 #include <asm/errno.h>
  31 #include <asm/byteorder.h>
  32 #include <asm/arch/clk.h>
  33 #include <asm/arch/memory-map.h>
  34
  35 #include "atmel_mci.h"
  36
  37 #ifdef DEBUG
  38 #define pr_debug(fmt, args...) printf(fmt, ##args)
  39 #else
  40 #define pr_debug(...) do { } while(0)
  41 #endif
  42
  43 #ifndef CFG_MMC_CLK_OD
  44 #define CFG_MMC_CLK_OD          150000
  45 #endif
  46
  47 #ifndef CFG_MMC_CLK_PP
  48 #define CFG_MMC_CLK_PP          5000000
  49 #endif
  50
  51 #ifndef CFG_MMC_OP_COND
  52 #define CFG_MMC_OP_COND         0x00100000
  53 #endif
  54
  55 #define MMC_DEFAULT_BLKLEN      512
  56 #define MMC_DEFAULT_RCA         1
  57
  58 static unsigned int mmc_rca;
  59 static int mmc_card_is_sd;
  60 static block_dev_desc_t mmc_blkdev;
  61
  62 block_dev_desc_t *mmc_get_dev(int dev)
  63 {
  64         return &mmc_blkdev;
  65 }
  66
  67 static void mci_set_mode(unsigned long hz, unsigned long blklen)
  68 {
  69         unsigned long bus_hz;
  70         unsigned long clkdiv;
  71
  72         bus_hz = get_mci_clk_rate();
  73         clkdiv = (bus_hz / hz) / 2 - 1;
  74
  75         pr_debug("mmc: setting clock %lu Hz, block size %lu\n",
  76                  hz, blklen);
  77
  78         if (clkdiv & ~255UL) {
  79                 clkdiv = 255;
  80                 printf("mmc: clock %lu too low; setting CLKDIV to 255\n",
  81                         hz);
  82         }
  83
  84         blklen &= 0xfffc;
  85         mmci_writel(MR, (MMCI_BF(CLKDIV, clkdiv)
  86                          | MMCI_BF(BLKLEN, blklen)
  87                          | MMCI_BIT(RDPROOF)
  88                          | MMCI_BIT(WRPROOF)));
  89 }
  90
  91 #define RESP_NO_CRC     1
  92 #define R1              MMCI_BF(RSPTYP, 1)
  93 #define R2              MMCI_BF(RSPTYP, 2)
  94 #define R3              (R1 | RESP_NO_CRC)
  95 #define R6              R1
  96 #define NID             MMCI_BF(MAXLAT, 0)
  97 #define NCR             MMCI_BF(MAXLAT, 1)
  98 #define TRCMD_START     MMCI_BF(TRCMD, 1)
  99 #define TRDIR_READ      MMCI_BF(TRDIR, 1)
 100 #define TRTYP_BLOCK     MMCI_BF(TRTYP, 0)
 101 #define INIT_CMD        MMCI_BF(SPCMD, 1)
 102 #define OPEN_DRAIN      MMCI_BF(OPDCMD, 1)
 103
 104 #define ERROR_FLAGS     (MMCI_BIT(DTOE)                 \
 105                          | MMCI_BIT(RDIRE)              \
 106                          | MMCI_BIT(RENDE)              \
 107                          | MMCI_BIT(RINDE)              \
 108                          | MMCI_BIT(RTOE))
 109
 110 static int
 111 mmc_cmd(unsigned long cmd, unsigned long arg,
 112         void *resp, unsigned long flags)
 113 {
 114         unsigned long *response = resp;
 115         int i, response_words = 0;
 116         unsigned long error_flags;
 117         u32 status;
 118
 119         pr_debug("mmc: CMD%lu 0x%lx (flags 0x%lx)\n",
 120                  cmd, arg, flags);
 121
 122         error_flags = ERROR_FLAGS;
 123         if (!(flags & RESP_NO_CRC))
 124                 error_flags |= MMCI_BIT(RCRCE);
 125
 126         flags &= ~MMCI_BF(CMDNB, ~0UL);
 127
 128         if (MMCI_BFEXT(RSPTYP, flags) == MMCI_RSPTYP_48_BIT_RESP)
 129                 response_words = 1;
 130         else if (MMCI_BFEXT(RSPTYP, flags) == MMCI_RSPTYP_136_BIT_RESP)
 131                 response_words = 4;
 132
 133         mmci_writel(ARGR, arg);
 134         mmci_writel(CMDR, cmd | flags);
 135         do {
 136                 udelay(40);
 137                 status = mmci_readl(SR);
 138         } while (!(status & MMCI_BIT(CMDRDY)));
 139
 140         pr_debug("mmc: status 0x%08lx\n", status);
 141
 142         if (status & ERROR_FLAGS) {
 143                 printf("mmc: command %lu failed (status: 0x%08lx)\n",
 144                        cmd, status);
 145                 return -EIO;
 146         }
 147
 148         if (response_words)
 149                 pr_debug("mmc: response:");
 150
 151         for (i = 0; i < response_words; i++) {
 152                 response[i] = mmci_readl(RSPR);
 153                 pr_debug(" %08lx", response[i]);
 154         }
 155         pr_debug("\n");
 156
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 static int mmc_acmd(unsigned long cmd, unsigned long arg,
 161                     void *resp, unsigned long flags)
 162 {
 163         unsigned long aresp[4];
 164         int ret;
 165
 166         /*
 167          * Seems like the APP_CMD part of an ACMD has 64 cycles max
 168          * latency even though the ACMD part doesn't. This isn't
 169          * entirely clear in the SD Card spec, but some cards refuse
 170          * to work if we attempt to use 5 cycles max latency here...
 171          */
 172         ret = mmc_cmd(MMC_CMD_APP_CMD, 0, aresp,
 173                       R1 | NCR | (flags & OPEN_DRAIN));
 174         if (ret)
 175                 return ret;
 176         if ((aresp[0] & (R1_ILLEGAL_COMMAND | R1_APP_CMD)) != R1_APP_CMD)
 177                 return -ENODEV;
 178
 179         ret = mmc_cmd(cmd, arg, resp, flags);
 180         return ret;
 181 }
 182
 183 static unsigned long
 184 mmc_bread(int dev, unsigned long start, lbaint_t blkcnt,
 185           unsigned long *buffer)
 186 {
 187         int ret, i = 0;
 188         unsigned long resp[4];
 189         unsigned long card_status, data;
 190         unsigned long wordcount;
 191         u32 status;
 192
 193         if (blkcnt == 0)
 194                 return 0;
 195
 196         pr_debug("mmc_bread: dev %d, start %lx, blkcnt %lx\n",
 197                  dev, start, blkcnt);
 198
 199         /* Put the device into Transfer state */
 200         ret = mmc_cmd(MMC_CMD_SELECT_CARD, mmc_rca << 16, resp, R1 | NCR);
 201         if (ret) goto out;
 202
 203         /* Set block length */
 204         ret = mmc_cmd(MMC_CMD_SET_BLOCKLEN, mmc_blkdev.blksz, resp, R1 | NCR);
 205         if (ret) goto out;
 206
 207         pr_debug("MCI_DTOR = %08lx\n", mmci_readl(DTOR));
 208
 209         for (i = 0; i < blkcnt; i++, start++) {
 210                 ret = mmc_cmd(MMC_CMD_READ_SINGLE_BLOCK,
 211                               start * mmc_blkdev.blksz, resp,
 212                               (R1 | NCR | TRCMD_START | TRDIR_READ
 213                                | TRTYP_BLOCK));
 214                 if (ret) goto out;
 215
 216                 ret = -EIO;
 217                 wordcount = 0;
 218                 do {
 219                         do {
 220                                 status = mmci_readl(SR);
 221                                 if (status & (ERROR_FLAGS | MMCI_BIT(OVRE)))
 222                                         goto read_error;
 223                         } while (!(status & MMCI_BIT(RXRDY)));
 224
 225                         if (status & MMCI_BIT(RXRDY)) {
 226                                 data = mmci_readl(RDR);
 227                                 /* pr_debug("%x\n", data); */
 228                                 *buffer++ = data;
 229                                 wordcount++;
 230                         }
 231                 } while(wordcount < (mmc_blkdev.blksz / 4));
 232
 233                 pr_debug("mmc: read %u words, waiting for BLKE\n", wordcount);
 234
 235                 do {
 236                         status = mmci_readl(SR);
 237                 } while (!(status & MMCI_BIT(BLKE)));
 238
 239                 putc('.');
 240         }
 241
 242 out:
 243         /* Put the device back into Standby state */
 244         mmc_cmd(MMC_CMD_SELECT_CARD, 0, resp, NCR);
 245         return i;
 246
 247 read_error:
 248         mmc_cmd(MMC_CMD_SEND_STATUS, mmc_rca << 16, &card_status, R1 | NCR);
 249         printf("mmc: bread failed, status = %08x, card status = %08x\n",
 250                status, card_status);
 251         goto out;
 252 }
 253
 254 static void mmc_parse_cid(struct mmc_cid *cid, unsigned long *resp)
 255 {
 256         cid->mid = resp[0] >> 24;
 257         cid->oid = (resp[0] >> 8) & 0xffff;
 258         cid->pnm[0] = resp[0];
 259         cid->pnm[1] = resp[1] >> 24;
 260         cid->pnm[2] = resp[1] >> 16;
 261         cid->pnm[3] = resp[1] >> 8;
 262         cid->pnm[4] = resp[1];
 263         cid->pnm[5] = resp[2] >> 24;
 264         cid->pnm[6] = 0;
 265         cid->prv = resp[2] >> 16;
 266         cid->psn = (resp[2] << 16) | (resp[3] >> 16);
 267         cid->mdt = resp[3] >> 8;
 268 }
 269
 270 static void sd_parse_cid(struct mmc_cid *cid, unsigned long *resp)
 271 {
 272         cid->mid = resp[0] >> 24;
 273         cid->oid = (resp[0] >> 8) & 0xffff;
 274         cid->pnm[0] = resp[0];
 275         cid->pnm[1] = resp[1] >> 24;
 276         cid->pnm[2] = resp[1] >> 16;
 277         cid->pnm[3] = resp[1] >> 8;
 278         cid->pnm[4] = resp[1];
 279         cid->pnm[5] = 0;
 280         cid->pnm[6] = 0;
 281         cid->prv = resp[2] >> 24;
 282         cid->psn = (resp[2] << 8) | (resp[3] >> 24);
 283         cid->mdt = (resp[3] >> 8) & 0x0fff;
 284 }
 285
 286 static void mmc_dump_cid(const struct mmc_cid *cid)
 287 {
 288         printf("Manufacturer ID:       %02lX\n", cid->mid);
 289         printf("OEM/Application ID:    %04lX\n", cid->oid);
 290         printf("Product name:          %s\n", cid->pnm);
 291         printf("Product Revision:      %lu.%lu\n",
 292                cid->prv >> 4, cid->prv & 0x0f);
 293         printf("Product Serial Number: %lu\n", cid->psn);
 294         printf("Manufacturing Date:    %02lu/%02lu\n",
 295                cid->mdt >> 4, cid->mdt & 0x0f);
 296 }
 297
 298 static void mmc_dump_csd(const struct mmc_csd *csd)
 299 {
 300         unsigned long *csd_raw = (unsigned long *)csd;
 301         printf("CSD data: %08lx %08lx %08lx %08lx\n",
 302                csd_raw[0], csd_raw[1], csd_raw[2], csd_raw[3]);
 303         printf("CSD structure version:   1.%u\n", csd->csd_structure);
 304         printf("MMC System Spec version: %u\n", csd->spec_vers);
 305         printf("Card command classes:    %03x\n", csd->ccc);
 306         printf("Read block length:       %u\n", 1 << csd->read_bl_len);
 307         if (csd->read_bl_partial)
 308                 puts("Supports partial reads\n");
 309         else
 310                 puts("Does not support partial reads\n");
 311         printf("Write block length:      %u\n", 1 << csd->write_bl_len);
 312         if (csd->write_bl_partial)
 313                 puts("Supports partial writes\n");
 314         else
 315                 puts("Does not support partial writes\n");
 316         if (csd->wp_grp_enable)
 317                 printf("Supports group WP:      %u\n", csd->wp_grp_size + 1);
 318         else
 319                 puts("Does not support group WP\n");
 320         printf("Card capacity:          %u bytes\n",
 321                (csd->c_size + 1) * (1 << (csd->c_size_mult + 2)) *
 322                (1 << csd->read_bl_len));
 323         printf("File format:            %u/%u\n",
 324                csd->file_format_grp, csd->file_format);
 325         puts("Write protection:        ");
 326         if (csd->perm_write_protect)
 327                 puts(" permanent");
 328         if (csd->tmp_write_protect)
 329                 puts(" temporary");
 330         putc('\n');
 331 }
 332
 333 static int mmc_idle_cards(void)
 334 {
 335         int ret;
 336
 337         /* Reset and initialize all cards */
 338         ret = mmc_cmd(MMC_CMD_GO_IDLE_STATE, 0, NULL, 0);
 339         if (ret)
 340                 return ret;
 341
 342         /* Keep the bus idle for 74 clock cycles */
 343         return mmc_cmd(0, 0, NULL, INIT_CMD);
 344 }
 345
 346 static int sd_init_card(struct mmc_cid *cid, int verbose)
 347 {
 348         unsigned long resp[4];
 349         int i, ret = 0;
 350
 351         mmc_idle_cards();
 352         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 353                 ret = mmc_acmd(MMC_ACMD_SD_SEND_OP_COND, CFG_MMC_OP_COND,
 354                                resp, R3 | NID);
 355                 if (ret || (resp[0] & 0x80000000))
 356                         break;
 357                 ret = -ETIMEDOUT;
 358         }
 359
 360         if (ret)
 361                 return ret;
 362
 363         ret = mmc_cmd(MMC_CMD_ALL_SEND_CID, 0, resp, R2 | NID);
 364         if (ret)
 365                 return ret;
 366         sd_parse_cid(cid, resp);
 367         if (verbose)
 368                 mmc_dump_cid(cid);
 369
 370         /* Get RCA of the card that responded */
 371         ret = mmc_cmd(MMC_CMD_SD_SEND_RELATIVE_ADDR, 0, resp, R6 | NCR);
 372         if (ret)
 373                 return ret;
 374
 375         mmc_rca = resp[0] >> 16;
 376         if (verbose)
 377                 printf("SD Card detected (RCA %u)\n", mmc_rca);
 378         mmc_card_is_sd = 1;
 379         return 0;
 380 }
 381
 382 static int mmc_init_card(struct mmc_cid *cid, int verbose)
 383 {
 384         unsigned long resp[4];
 385         int i, ret = 0;
 386
 387         mmc_idle_cards();
 388         for (i = 0; i < 1000; i++) {
 389                 ret = mmc_cmd(MMC_CMD_SEND_OP_COND, CFG_MMC_OP_COND, resp,
 390                               R3 | NID | OPEN_DRAIN);
 391                 if (ret || (resp[0] & 0x80000000))
 392                         break;
 393                 ret = -ETIMEDOUT;
 394         }
 395
 396         if (ret)
 397                 return ret;
 398
 399         /* Get CID of all cards. FIXME: Support more than one card */
 400         ret = mmc_cmd(MMC_CMD_ALL_SEND_CID, 0, resp, R2 | NID | OPEN_DRAIN);
 401         if (ret)
 402                 return ret;
 403         mmc_parse_cid(cid, resp);
 404         if (verbose)
 405                 mmc_dump_cid(cid);
 406
 407         /* Set Relative Address of the card that responded */
 408         ret = mmc_cmd(MMC_CMD_SET_RELATIVE_ADDR, mmc_rca << 16, resp,
 409                       R1 | NCR | OPEN_DRAIN);
 410         return ret;
 411 }
 412
 413 static void mci_set_data_timeout(struct mmc_csd *csd)
 414 {
 415         static const unsigned int dtomul_to_shift[] = {
 416                 0, 4, 7, 8, 10, 12, 16, 20,
 417         };
 418         static const unsigned int taac_exp[] = {
 419                 1, 10, 100, 1000, 10000, 100000, 1000000, 10000000,
 420         };
 421         static const unsigned int taac_mant[] = {
 422                 0,  10, 12, 13, 15, 60, 25, 30,
 423                 35, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80,
 424         };
 425         unsigned int timeout_ns, timeout_clks;
 426         unsigned int e, m;
 427         unsigned int dtocyc, dtomul;
 428         unsigned int shift;
 429         u32 dtor;
 430
 431         e = csd->taac & 0x07;
 432         m = (csd->taac >> 3) & 0x0f;
 433
 434         timeout_ns = (taac_exp[e] * taac_mant[m] + 9) / 10;
 435         timeout_clks = csd->nsac * 100;
 436
 437         timeout_clks += (((timeout_ns + 9) / 10)
 438                          * ((CFG_MMC_CLK_PP + 99999) / 100000) + 9999) / 10000;
 439         if (!mmc_card_is_sd)
 440                 timeout_clks *= 10;
 441         else
 442                 timeout_clks *= 100;
 443
 444         dtocyc = timeout_clks;
 445         dtomul = 0;
 446         while (dtocyc > 15 && dtomul < 8) {
 447                 dtomul++;
 448                 shift = dtomul_to_shift[dtomul];
 449                 dtocyc = (timeout_clks + (1 << shift) - 1) >> shift;
 450         }
 451
 452         if (dtomul >= 8) {
 453                 dtomul = 7;
 454                 dtocyc = 15;
 455                 puts("Warning: Using maximum data timeout\n");
 456         }
 457
 458         dtor = (MMCI_BF(DTOMUL, dtomul)
 459                 | MMCI_BF(DTOCYC, dtocyc));
 460         mmci_writel(DTOR, dtor);
 461
 462         printf("mmc: Using %u cycles data timeout (DTOR=0x%x)\n",
 463                dtocyc << shift, dtor);
 464 }
 465
 466 int mmc_init(int verbose)
 467 {
 468         struct mmc_cid cid;
 469         struct mmc_csd csd;
 470         unsigned int max_blksz;
 471         int ret;
 472
 473         /* Initialize controller */
 474         mmci_writel(CR, MMCI_BIT(SWRST));
 475         mmci_writel(CR, MMCI_BIT(MCIEN));
 476         mmci_writel(DTOR, 0x5f);
 477         mmci_writel(IDR, ~0UL);
 478         mci_set_mode(CFG_MMC_CLK_OD, MMC_DEFAULT_BLKLEN);
 479
 480         mmc_card_is_sd = 0;
 481
 482         ret = sd_init_card(&cid, verbose);
 483         if (ret) {
 484                 mmc_rca = MMC_DEFAULT_RCA;
 485                 ret = mmc_init_card(&cid, verbose);
 486         }
 487         if (ret)
 488                 return ret;
 489
 490         /* Get CSD from the card */
 491         ret = mmc_cmd(MMC_CMD_SEND_CSD, mmc_rca << 16, &csd, R2 | NCR);
 492         if (ret)
 493                 return ret;
 494         if (verbose)
 495                 mmc_dump_csd(&csd);
 496
 497         mci_set_data_timeout(&csd);
 498
 499         /* Initialize the blockdev structure */
 500         mmc_blkdev.if_type = IF_TYPE_MMC;
 501         mmc_blkdev.part_type = PART_TYPE_DOS;
 502         mmc_blkdev.block_read = mmc_bread;
 503         sprintf((char *)mmc_blkdev.vendor,
 504                 "Man %02x%04x Snr %08x",
 505                 cid.mid, cid.oid, cid.psn);
 506         strncpy((char *)mmc_blkdev.product, cid.pnm,
 507                 sizeof(mmc_blkdev.product));
 508         sprintf((char *)mmc_blkdev.revision, "%x %x",
 509                 cid.prv >> 4, cid.prv & 0x0f);
 510
 511         /*
 512          * If we can't use 512 byte blocks, refuse to deal with the
 513          * card. Tons of code elsewhere seems to depend on this.
 514          */
 515         max_blksz = 1 << csd.read_bl_len;
 516         if (max_blksz < 512 || (max_blksz > 512 && !csd.read_bl_partial)) {
 517                 printf("Card does not support 512 byte reads, aborting.\n");
 518                 return -ENODEV;
 519         }
 520         mmc_blkdev.blksz = 512;
 521         mmc_blkdev.lba = (csd.c_size + 1) * (1 << (csd.c_size_mult + 2));
 522
 523         mci_set_mode(CFG_MMC_CLK_PP, mmc_blkdev.blksz);
 524
 525 #if 0
 526         if (fat_register_device(&mmc_blkdev, 1))
 527                 printf("Could not register MMC fat device\n");
 528 #else
 529         init_part(&mmc_blkdev);
 530 #endif
 531
 532         return 0;
 533 }
 534
 535 int mmc_read(ulong src, uchar *dst, int size)
 536 {
 537         return -ENOSYS;
 538 }
 539
 540 int mmc_write(uchar *src, ulong dst, int size)
 541 {
 542         return -ENOSYS;
 543 }
 544
 545 int mmc2info(ulong addr)
 546 {
 547         return 0;
 548 }
 549
 550 #endif /* CONFIG_MMC */