Merge tag 'f2fs-for-5.3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jaegeuk...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / include / linux / mtd / mtd.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
2 /*
3  * Copyright © 1999-2010 David Woodhouse <dwmw2@infradead.org> et al.
4  */
5
6 #ifndef __MTD_MTD_H__
7 #define __MTD_MTD_H__
8
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/uio.h>
11 #include <linux/notifier.h>
12 #include <linux/device.h>
13 #include <linux/of.h>
14 #include <linux/nvmem-provider.h>
15
16 #include <mtd/mtd-abi.h>
17
18 #include <asm/div64.h>
19
20 #define MTD_FAIL_ADDR_UNKNOWN -1LL
21
22 struct mtd_info;
23
24 /*
25  * If the erase fails, fail_addr might indicate exactly which block failed. If
26  * fail_addr = MTD_FAIL_ADDR_UNKNOWN, the failure was not at the device level
27  * or was not specific to any particular block.
28  */
29 struct erase_info {
30         uint64_t addr;
31         uint64_t len;
32         uint64_t fail_addr;
33 };
34
35 struct mtd_erase_region_info {
36         uint64_t offset;                /* At which this region starts, from the beginning of the MTD */
37         uint32_t erasesize;             /* For this region */
38         uint32_t numblocks;             /* Number of blocks of erasesize in this region */
39         unsigned long *lockmap;         /* If keeping bitmap of locks */
40 };
41
42 /**
43  * struct mtd_oob_ops - oob operation operands
44  * @mode:       operation mode
45  *
46  * @len:        number of data bytes to write/read
47  *
48  * @retlen:     number of data bytes written/read
49  *
50  * @ooblen:     number of oob bytes to write/read
51  * @oobretlen:  number of oob bytes written/read
52  * @ooboffs:    offset of oob data in the oob area (only relevant when
53  *              mode = MTD_OPS_PLACE_OOB or MTD_OPS_RAW)
54  * @datbuf:     data buffer - if NULL only oob data are read/written
55  * @oobbuf:     oob data buffer
56  *
57  * Note, some MTD drivers do not allow you to write more than one OOB area at
58  * one go. If you try to do that on such an MTD device, -EINVAL will be
59  * returned. If you want to make your implementation portable on all kind of MTD
60  * devices you should split the write request into several sub-requests when the
61  * request crosses a page boundary.
62  */
63 struct mtd_oob_ops {
64         unsigned int    mode;
65         size_t          len;
66         size_t          retlen;
67         size_t          ooblen;
68         size_t          oobretlen;
69         uint32_t        ooboffs;
70         uint8_t         *datbuf;
71         uint8_t         *oobbuf;
72 };
73
74 #define MTD_MAX_OOBFREE_ENTRIES_LARGE   32
75 #define MTD_MAX_ECCPOS_ENTRIES_LARGE    640
76 /**
77  * struct mtd_oob_region - oob region definition
78  * @offset: region offset
79  * @length: region length
80  *
81  * This structure describes a region of the OOB area, and is used
82  * to retrieve ECC or free bytes sections.
83  * Each section is defined by an offset within the OOB area and a
84  * length.
85  */
86 struct mtd_oob_region {
87         u32 offset;
88         u32 length;
89 };
90
91 /*
92  * struct mtd_ooblayout_ops - NAND OOB layout operations
93  * @ecc: function returning an ECC region in the OOB area.
94  *       Should return -ERANGE if %section exceeds the total number of
95  *       ECC sections.
96  * @free: function returning a free region in the OOB area.
97  *        Should return -ERANGE if %section exceeds the total number of
98  *        free sections.
99  */
100 struct mtd_ooblayout_ops {
101         int (*ecc)(struct mtd_info *mtd, int section,
102                    struct mtd_oob_region *oobecc);
103         int (*free)(struct mtd_info *mtd, int section,
104                     struct mtd_oob_region *oobfree);
105 };
106
107 /**
108  * struct mtd_pairing_info - page pairing information
109  *
110  * @pair: pair id
111  * @group: group id
112  *
113  * The term "pair" is used here, even though TLC NANDs might group pages by 3
114  * (3 bits in a single cell). A pair should regroup all pages that are sharing
115  * the same cell. Pairs are then indexed in ascending order.
116  *
117  * @group is defining the position of a page in a given pair. It can also be
118  * seen as the bit position in the cell: page attached to bit 0 belongs to
119  * group 0, page attached to bit 1 belongs to group 1, etc.
120  *
121  * Example:
122  * The H27UCG8T2BTR-BC datasheet describes the following pairing scheme:
123  *
124  *              group-0         group-1
125  *
126  *  pair-0      page-0          page-4
127  *  pair-1      page-1          page-5
128  *  pair-2      page-2          page-8
129  *  ...
130  *  pair-127    page-251        page-255
131  *
132  *
133  * Note that the "group" and "pair" terms were extracted from Samsung and
134  * Hynix datasheets, and might be referenced under other names in other
135  * datasheets (Micron is describing this concept as "shared pages").
136  */
137 struct mtd_pairing_info {
138         int pair;
139         int group;
140 };
141
142 /**
143  * struct mtd_pairing_scheme - page pairing scheme description
144  *
145  * @ngroups: number of groups. Should be related to the number of bits
146  *           per cell.
147  * @get_info: converts a write-unit (page number within an erase block) into
148  *            mtd_pairing information (pair + group). This function should
149  *            fill the info parameter based on the wunit index or return
150  *            -EINVAL if the wunit parameter is invalid.
151  * @get_wunit: converts pairing information into a write-unit (page) number.
152  *             This function should return the wunit index pointed by the
153  *             pairing information described in the info argument. It should
154  *             return -EINVAL, if there's no wunit corresponding to the
155  *             passed pairing information.
156  *
157  * See mtd_pairing_info documentation for a detailed explanation of the
158  * pair and group concepts.
159  *
160  * The mtd_pairing_scheme structure provides a generic solution to represent
161  * NAND page pairing scheme. Instead of exposing two big tables to do the
162  * write-unit <-> (pair + group) conversions, we ask the MTD drivers to
163  * implement the ->get_info() and ->get_wunit() functions.
164  *
165  * MTD users will then be able to query these information by using the
166  * mtd_pairing_info_to_wunit() and mtd_wunit_to_pairing_info() helpers.
167  *
168  * @ngroups is here to help MTD users iterating over all the pages in a
169  * given pair. This value can be retrieved by MTD users using the
170  * mtd_pairing_groups() helper.
171  *
172  * Examples are given in the mtd_pairing_info_to_wunit() and
173  * mtd_wunit_to_pairing_info() documentation.
174  */
175 struct mtd_pairing_scheme {
176         int ngroups;
177         int (*get_info)(struct mtd_info *mtd, int wunit,
178                         struct mtd_pairing_info *info);
179         int (*get_wunit)(struct mtd_info *mtd,
180                          const struct mtd_pairing_info *info);
181 };
182
183 struct module;  /* only needed for owner field in mtd_info */
184
185 /**
186  * struct mtd_debug_info - debugging information for an MTD device.
187  *
188  * @dfs_dir: direntry object of the MTD device debugfs directory
189  */
190 struct mtd_debug_info {
191         struct dentry *dfs_dir;
192 };
193
194 struct mtd_info {
195         u_char type;
196         uint32_t flags;
197         uint32_t orig_flags; /* Flags as before running mtd checks */
198         uint64_t size;   // Total size of the MTD
199
200         /* "Major" erase size for the device. Naïve users may take this
201          * to be the only erase size available, or may use the more detailed
202          * information below if they desire
203          */
204         uint32_t erasesize;
205         /* Minimal writable flash unit size. In case of NOR flash it is 1 (even
206          * though individual bits can be cleared), in case of NAND flash it is
207          * one NAND page (or half, or one-fourths of it), in case of ECC-ed NOR
208          * it is of ECC block size, etc. It is illegal to have writesize = 0.
209          * Any driver registering a struct mtd_info must ensure a writesize of
210          * 1 or larger.
211          */
212         uint32_t writesize;
213
214         /*
215          * Size of the write buffer used by the MTD. MTD devices having a write
216          * buffer can write multiple writesize chunks at a time. E.g. while
217          * writing 4 * writesize bytes to a device with 2 * writesize bytes
218          * buffer the MTD driver can (but doesn't have to) do 2 writesize
219          * operations, but not 4. Currently, all NANDs have writebufsize
220          * equivalent to writesize (NAND page size). Some NOR flashes do have
221          * writebufsize greater than writesize.
222          */
223         uint32_t writebufsize;
224
225         uint32_t oobsize;   // Amount of OOB data per block (e.g. 16)
226         uint32_t oobavail;  // Available OOB bytes per block
227
228         /*
229          * If erasesize is a power of 2 then the shift is stored in
230          * erasesize_shift otherwise erasesize_shift is zero. Ditto writesize.
231          */
232         unsigned int erasesize_shift;
233         unsigned int writesize_shift;
234         /* Masks based on erasesize_shift and writesize_shift */
235         unsigned int erasesize_mask;
236         unsigned int writesize_mask;
237
238         /*
239          * read ops return -EUCLEAN if max number of bitflips corrected on any
240          * one region comprising an ecc step equals or exceeds this value.
241          * Settable by driver, else defaults to ecc_strength.  User can override
242          * in sysfs.  N.B. The meaning of the -EUCLEAN return code has changed;
243          * see Documentation/ABI/testing/sysfs-class-mtd for more detail.
244          */
245         unsigned int bitflip_threshold;
246
247         /* Kernel-only stuff starts here. */
248         const char *name;
249         int index;
250
251         /* OOB layout description */
252         const struct mtd_ooblayout_ops *ooblayout;
253
254         /* NAND pairing scheme, only provided for MLC/TLC NANDs */
255         const struct mtd_pairing_scheme *pairing;
256
257         /* the ecc step size. */
258         unsigned int ecc_step_size;
259
260         /* max number of correctible bit errors per ecc step */
261         unsigned int ecc_strength;
262
263         /* Data for variable erase regions. If numeraseregions is zero,
264          * it means that the whole device has erasesize as given above.
265          */
266         int numeraseregions;
267         struct mtd_erase_region_info *eraseregions;
268
269         /*
270          * Do not call via these pointers, use corresponding mtd_*()
271          * wrappers instead.
272          */
273         int (*_erase) (struct mtd_info *mtd, struct erase_info *instr);
274         int (*_point) (struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len,
275                        size_t *retlen, void **virt, resource_size_t *phys);
276         int (*_unpoint) (struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len);
277         int (*_read) (struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len,
278                       size_t *retlen, u_char *buf);
279         int (*_write) (struct mtd_info *mtd, loff_t to, size_t len,
280                        size_t *retlen, const u_char *buf);
281         int (*_panic_write) (struct mtd_info *mtd, loff_t to, size_t len,
282                              size_t *retlen, const u_char *buf);
283         int (*_read_oob) (struct mtd_info *mtd, loff_t from,
284                           struct mtd_oob_ops *ops);
285         int (*_write_oob) (struct mtd_info *mtd, loff_t to,
286                            struct mtd_oob_ops *ops);
287         int (*_get_fact_prot_info) (struct mtd_info *mtd, size_t len,
288                                     size_t *retlen, struct otp_info *buf);
289         int (*_read_fact_prot_reg) (struct mtd_info *mtd, loff_t from,
290                                     size_t len, size_t *retlen, u_char *buf);
291         int (*_get_user_prot_info) (struct mtd_info *mtd, size_t len,
292                                     size_t *retlen, struct otp_info *buf);
293         int (*_read_user_prot_reg) (struct mtd_info *mtd, loff_t from,
294                                     size_t len, size_t *retlen, u_char *buf);
295         int (*_write_user_prot_reg) (struct mtd_info *mtd, loff_t to,
296                                      size_t len, size_t *retlen, u_char *buf);
297         int (*_lock_user_prot_reg) (struct mtd_info *mtd, loff_t from,
298                                     size_t len);
299         int (*_writev) (struct mtd_info *mtd, const struct kvec *vecs,
300                         unsigned long count, loff_t to, size_t *retlen);
301         void (*_sync) (struct mtd_info *mtd);
302         int (*_lock) (struct mtd_info *mtd, loff_t ofs, uint64_t len);
303         int (*_unlock) (struct mtd_info *mtd, loff_t ofs, uint64_t len);
304         int (*_is_locked) (struct mtd_info *mtd, loff_t ofs, uint64_t len);
305         int (*_block_isreserved) (struct mtd_info *mtd, loff_t ofs);
306         int (*_block_isbad) (struct mtd_info *mtd, loff_t ofs);
307         int (*_block_markbad) (struct mtd_info *mtd, loff_t ofs);
308         int (*_max_bad_blocks) (struct mtd_info *mtd, loff_t ofs, size_t len);
309         int (*_suspend) (struct mtd_info *mtd);
310         void (*_resume) (struct mtd_info *mtd);
311         void (*_reboot) (struct mtd_info *mtd);
312         /*
313          * If the driver is something smart, like UBI, it may need to maintain
314          * its own reference counting. The below functions are only for driver.
315          */
316         int (*_get_device) (struct mtd_info *mtd);
317         void (*_put_device) (struct mtd_info *mtd);
318
319         struct notifier_block reboot_notifier;  /* default mode before reboot */
320
321         /* ECC status information */
322         struct mtd_ecc_stats ecc_stats;
323         /* Subpage shift (NAND) */
324         int subpage_sft;
325
326         void *priv;
327
328         struct module *owner;
329         struct device dev;
330         int usecount;
331         struct mtd_debug_info dbg;
332         struct nvmem_device *nvmem;
333 };
334
335 int mtd_ooblayout_ecc(struct mtd_info *mtd, int section,
336                       struct mtd_oob_region *oobecc);
337 int mtd_ooblayout_find_eccregion(struct mtd_info *mtd, int eccbyte,
338                                  int *section,
339                                  struct mtd_oob_region *oobregion);
340 int mtd_ooblayout_get_eccbytes(struct mtd_info *mtd, u8 *eccbuf,
341                                const u8 *oobbuf, int start, int nbytes);
342 int mtd_ooblayout_set_eccbytes(struct mtd_info *mtd, const u8 *eccbuf,
343                                u8 *oobbuf, int start, int nbytes);
344 int mtd_ooblayout_free(struct mtd_info *mtd, int section,
345                        struct mtd_oob_region *oobfree);
346 int mtd_ooblayout_get_databytes(struct mtd_info *mtd, u8 *databuf,
347                                 const u8 *oobbuf, int start, int nbytes);
348 int mtd_ooblayout_set_databytes(struct mtd_info *mtd, const u8 *databuf,
349                                 u8 *oobbuf, int start, int nbytes);
350 int mtd_ooblayout_count_freebytes(struct mtd_info *mtd);
351 int mtd_ooblayout_count_eccbytes(struct mtd_info *mtd);
352
353 static inline void mtd_set_ooblayout(struct mtd_info *mtd,
354                                      const struct mtd_ooblayout_ops *ooblayout)
355 {
356         mtd->ooblayout = ooblayout;
357 }
358
359 static inline void mtd_set_pairing_scheme(struct mtd_info *mtd,
360                                 const struct mtd_pairing_scheme *pairing)
361 {
362         mtd->pairing = pairing;
363 }
364
365 static inline void mtd_set_of_node(struct mtd_info *mtd,
366                                    struct device_node *np)
367 {
368         mtd->dev.of_node = np;
369         if (!mtd->name)
370                 of_property_read_string(np, "label", &mtd->name);
371 }
372
373 static inline struct device_node *mtd_get_of_node(struct mtd_info *mtd)
374 {
375         return dev_of_node(&mtd->dev);
376 }
377
378 static inline u32 mtd_oobavail(struct mtd_info *mtd, struct mtd_oob_ops *ops)
379 {
380         return ops->mode == MTD_OPS_AUTO_OOB ? mtd->oobavail : mtd->oobsize;
381 }
382
383 static inline int mtd_max_bad_blocks(struct mtd_info *mtd,
384                                      loff_t ofs, size_t len)
385 {
386         if (!mtd->_max_bad_blocks)
387                 return -ENOTSUPP;
388
389         if (mtd->size < (len + ofs) || ofs < 0)
390                 return -EINVAL;
391
392         return mtd->_max_bad_blocks(mtd, ofs, len);
393 }
394
395 int mtd_wunit_to_pairing_info(struct mtd_info *mtd, int wunit,
396                               struct mtd_pairing_info *info);
397 int mtd_pairing_info_to_wunit(struct mtd_info *mtd,
398                               const struct mtd_pairing_info *info);
399 int mtd_pairing_groups(struct mtd_info *mtd);
400 int mtd_erase(struct mtd_info *mtd, struct erase_info *instr);
401 int mtd_point(struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len, size_t *retlen,
402               void **virt, resource_size_t *phys);
403 int mtd_unpoint(struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len);
404 unsigned long mtd_get_unmapped_area(struct mtd_info *mtd, unsigned long len,
405                                     unsigned long offset, unsigned long flags);
406 int mtd_read(struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len, size_t *retlen,
407              u_char *buf);
408 int mtd_write(struct mtd_info *mtd, loff_t to, size_t len, size_t *retlen,
409               const u_char *buf);
410 int mtd_panic_write(struct mtd_info *mtd, loff_t to, size_t len, size_t *retlen,
411                     const u_char *buf);
412
413 int mtd_read_oob(struct mtd_info *mtd, loff_t from, struct mtd_oob_ops *ops);
414 int mtd_write_oob(struct mtd_info *mtd, loff_t to, struct mtd_oob_ops *ops);
415
416 int mtd_get_fact_prot_info(struct mtd_info *mtd, size_t len, size_t *retlen,
417                            struct otp_info *buf);
418 int mtd_read_fact_prot_reg(struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len,
419                            size_t *retlen, u_char *buf);
420 int mtd_get_user_prot_info(struct mtd_info *mtd, size_t len, size_t *retlen,
421                            struct otp_info *buf);
422 int mtd_read_user_prot_reg(struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len,
423                            size_t *retlen, u_char *buf);
424 int mtd_write_user_prot_reg(struct mtd_info *mtd, loff_t to, size_t len,
425                             size_t *retlen, u_char *buf);
426 int mtd_lock_user_prot_reg(struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len);
427
428 int mtd_writev(struct mtd_info *mtd, const struct kvec *vecs,
429                unsigned long count, loff_t to, size_t *retlen);
430
431 static inline void mtd_sync(struct mtd_info *mtd)
432 {
433         if (mtd->_sync)
434                 mtd->_sync(mtd);
435 }
436
437 int mtd_lock(struct mtd_info *mtd, loff_t ofs, uint64_t len);
438 int mtd_unlock(struct mtd_info *mtd, loff_t ofs, uint64_t len);
439 int mtd_is_locked(struct mtd_info *mtd, loff_t ofs, uint64_t len);
440 int mtd_block_isreserved(struct mtd_info *mtd, loff_t ofs);
441 int mtd_block_isbad(struct mtd_info *mtd, loff_t ofs);
442 int mtd_block_markbad(struct mtd_info *mtd, loff_t ofs);
443
444 static inline int mtd_suspend(struct mtd_info *mtd)
445 {
446         return mtd->_suspend ? mtd->_suspend(mtd) : 0;
447 }
448
449 static inline void mtd_resume(struct mtd_info *mtd)
450 {
451         if (mtd->_resume)
452                 mtd->_resume(mtd);
453 }
454
455 static inline uint32_t mtd_div_by_eb(uint64_t sz, struct mtd_info *mtd)
456 {
457         if (mtd->erasesize_shift)
458                 return sz >> mtd->erasesize_shift;
459         do_div(sz, mtd->erasesize);
460         return sz;
461 }
462
463 static inline uint32_t mtd_mod_by_eb(uint64_t sz, struct mtd_info *mtd)
464 {
465         if (mtd->erasesize_shift)
466                 return sz & mtd->erasesize_mask;
467         return do_div(sz, mtd->erasesize);
468 }
469
470 /**
471  * mtd_align_erase_req - Adjust an erase request to align things on eraseblock
472  *                       boundaries.
473  * @mtd: the MTD device this erase request applies on
474  * @req: the erase request to adjust
475  *
476  * This function will adjust @req->addr and @req->len to align them on
477  * @mtd->erasesize. Of course we expect @mtd->erasesize to be != 0.
478  */
479 static inline void mtd_align_erase_req(struct mtd_info *mtd,
480                                        struct erase_info *req)
481 {
482         u32 mod;
483
484         if (WARN_ON(!mtd->erasesize))
485                 return;
486
487         mod = mtd_mod_by_eb(req->addr, mtd);
488         if (mod) {
489                 req->addr -= mod;
490                 req->len += mod;
491         }
492
493         mod = mtd_mod_by_eb(req->addr + req->len, mtd);
494         if (mod)
495                 req->len += mtd->erasesize - mod;
496 }
497
498 static inline uint32_t mtd_div_by_ws(uint64_t sz, struct mtd_info *mtd)
499 {
500         if (mtd->writesize_shift)
501                 return sz >> mtd->writesize_shift;
502         do_div(sz, mtd->writesize);
503         return sz;
504 }
505
506 static inline uint32_t mtd_mod_by_ws(uint64_t sz, struct mtd_info *mtd)
507 {
508         if (mtd->writesize_shift)
509                 return sz & mtd->writesize_mask;
510         return do_div(sz, mtd->writesize);
511 }
512
513 static inline int mtd_wunit_per_eb(struct mtd_info *mtd)
514 {
515         return mtd->erasesize / mtd->writesize;
516 }
517
518 static inline int mtd_offset_to_wunit(struct mtd_info *mtd, loff_t offs)
519 {
520         return mtd_div_by_ws(mtd_mod_by_eb(offs, mtd), mtd);
521 }
522
523 static inline loff_t mtd_wunit_to_offset(struct mtd_info *mtd, loff_t base,
524                                          int wunit)
525 {
526         return base + (wunit * mtd->writesize);
527 }
528
529
530 static inline int mtd_has_oob(const struct mtd_info *mtd)
531 {
532         return mtd->_read_oob && mtd->_write_oob;
533 }
534
535 static inline int mtd_type_is_nand(const struct mtd_info *mtd)
536 {
537         return mtd->type == MTD_NANDFLASH || mtd->type == MTD_MLCNANDFLASH;
538 }
539
540 static inline int mtd_can_have_bb(const struct mtd_info *mtd)
541 {
542         return !!mtd->_block_isbad;
543 }
544
545         /* Kernel-side ioctl definitions */
546
547 struct mtd_partition;
548 struct mtd_part_parser_data;
549
550 extern int mtd_device_parse_register(struct mtd_info *mtd,
551                                      const char * const *part_probe_types,
552                                      struct mtd_part_parser_data *parser_data,
553                                      const struct mtd_partition *defparts,
554                                      int defnr_parts);
555 #define mtd_device_register(master, parts, nr_parts)    \
556         mtd_device_parse_register(master, NULL, NULL, parts, nr_parts)
557 extern int mtd_device_unregister(struct mtd_info *master);
558 extern struct mtd_info *get_mtd_device(struct mtd_info *mtd, int num);
559 extern int __get_mtd_device(struct mtd_info *mtd);
560 extern void __put_mtd_device(struct mtd_info *mtd);
561 extern struct mtd_info *get_mtd_device_nm(const char *name);
562 extern void put_mtd_device(struct mtd_info *mtd);
563
564
565 struct mtd_notifier {
566         void (*add)(struct mtd_info *mtd);
567         void (*remove)(struct mtd_info *mtd);
568         struct list_head list;
569 };
570
571
572 extern void register_mtd_user (struct mtd_notifier *new);
573 extern int unregister_mtd_user (struct mtd_notifier *old);
574 void *mtd_kmalloc_up_to(const struct mtd_info *mtd, size_t *size);
575
576 static inline int mtd_is_bitflip(int err) {
577         return err == -EUCLEAN;
578 }
579
580 static inline int mtd_is_eccerr(int err) {
581         return err == -EBADMSG;
582 }
583
584 static inline int mtd_is_bitflip_or_eccerr(int err) {
585         return mtd_is_bitflip(err) || mtd_is_eccerr(err);
586 }
587
588 unsigned mtd_mmap_capabilities(struct mtd_info *mtd);
589
590 #endif /* __MTD_MTD_H__ */