altos: Move common storage code to ao_storage.c. Add M25P80 driver
[fw/altos] / src / ao_m25.c
diff --git a/src/ao_m25.c b/src/ao_m25.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..afd5df7
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,380 @@
+/*
+ * Copyright © 2010 Keith Packard <keithp@keithp.com>
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License as published by
+ * the Free Software Foundation; version 2 of the License.
+ *
+ * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
+ * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+ * General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License along
+ * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
+ * 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA.
+ */
+
+#include "ao.h"
+
+/* Total bytes of available storage */
+__xdata uint32_t       ao_storage_total;
+
+/* Block size - device is erased in these units. At least 256 bytes */
+__xdata uint32_t       ao_storage_block;
+
+/* Byte offset of config block. Will be ao_storage_block bytes long */
+__xdata uint32_t       ao_storage_config;
+
+/* Storage unit size - device reads and writes must be within blocks of this size. Usually 256 bytes. */
+__xdata uint16_t       ao_storage_unit;
+
+/*
+ * Each flash chip is arranged in 64kB sectors; the
+ * chip cannot erase in units smaller than that.
+ *
+ * Writing happens in units of 256 byte pages and
+ * can only change bits from 1 to 0. So, you can rewrite
+ * the same contents, or append to an existing page easily enough
+ */
+
+#define M25_WREN       0x06    /* Write Enable */
+#define M25_WRDI       0x04    /* Write Disable */
+#define M25_RDID       0x9f    /* Read Identification */
+#define M25_RDSR       0x05    /* Read Status Register */
+#define M25_WRSR       0x01    /* Write Status Register */
+#define M25_READ       0x03    /* Read Data Bytes */
+#define M25_FAST_READ  0x0b    /* Read Data Bytes at Higher Speed */
+#define M25_PP         0x02    /* Page Program */
+#define M25_SE         0xd8    /* Sector Erase */
+#define M25_BE         0xc7    /* Bulk Erase */
+#define M25_DP         0xb9    /* Deep Power-down */
+
+/* RDID response */
+#define M25_MANUF_OFFSET       0
+#define M25_MEMORY_TYPE_OFFSET 1
+#define M25_CAPACITY_OFFSET    2
+#define M25_UID_OFFSET         3
+#define M25_CFI_OFFSET         4
+#define M25_RDID_LEN           4       /* that's all we need */
+
+#define M25_CAPACITY_128KB     0x11
+#define M25_CAPACITY_256KB     0x12
+#define M25_CAPACITY_512KB     0x13
+#define M25_CAPACITY_1MB       0x14
+#define M25_CAPACITY_2MB       0x15
+
+/*
+ * Status register bits
+ */
+
+#define M25_STATUS_SRWD                (1 << 7)        /* Status register write disable */
+#define M25_STATUS_BP_MASK     (7 << 2)        /* Block protect bits */
+#define M25_STATUS_BP_SHIFT    (2)
+#define M25_STATUS_WEL         (1 << 1)        /* Write enable latch */
+#define M25_STATUS_WIP         (1 << 0)        /* Write in progress */
+
+/*
+ * On teleterra, the m25 chip select pins are
+ * wired on P0_0 through P0_3.
+ */
+
+#if M25_MAX_CHIPS > 1
+static uint8_t ao_m25_size[M25_MAX_CHIPS];     /* number of sectors in each chip */
+static uint8_t ao_m25_pin[M25_MAX_CHIPS];      /* chip select pin for each chip */
+static uint8_t ao_m25_numchips;                        /* number of chips detected */
+#endif
+static uint8_t ao_m25_total;                   /* total sectors available */
+static uint8_t ao_m25_wip;                     /* write in progress */
+
+static __xdata uint8_t ao_m25_mutex;
+
+/*
+ * This little array is abused to send and receive data. A particular
+ * caution -- the read and write addresses are written into the last
+ * three bytes of the array by ao_m25_set_page_address and then the
+ * first byte is used by ao_m25_wait_wip and ao_m25_write_enable, neither
+ * of which touch those last three bytes.
+ */
+
+static __xdata uint8_t ao_m25_instruction[4];
+
+#define M25_SELECT(cs)                 (SPI_CS_PORT &= ~(cs))
+#define M25_DESELECT(cs)               (SPI_CS_PORT |= (cs))
+
+#define M25_BLOCK_SHIFT                        16
+#define M25_BLOCK                      65536L
+#define M25_POS_TO_SECTOR(pos)         ((uint8_t) ((pos) >> M25_BLOCK_SHIFT))
+#define M25_SECTOR_TO_POS(sector)      (((uint32_t) (sector)) << M25_BLOCK_SHIFT)
+
+/*
+ * Block until the specified chip is done writing
+ */
+static void
+ao_m25_wait_wip(uint8_t cs)
+{
+       if (ao_m25_wip & cs) {
+               M25_SELECT(cs);
+               ao_m25_instruction[0] = M25_RDSR;
+               ao_spi_send(ao_m25_instruction, 1);
+               do {
+                       ao_spi_recv(ao_m25_instruction, 1);
+               } while (ao_m25_instruction[0] & M25_STATUS_WIP);
+               M25_DESELECT(cs);
+               ao_m25_wip &= ~cs;
+       }
+}
+
+/*
+ * Set the write enable latch so that page program and sector
+ * erase commands will work. Also mark the chip as busy writing
+ * so that future operations will block until the WIP bit goes off
+ */
+static void
+ao_m25_write_enable(uint8_t cs)
+{
+       M25_SELECT(cs);
+       ao_m25_instruction[0] = M25_WREN;
+       ao_spi_send(&ao_m25_instruction, 1);
+       M25_DESELECT(cs);
+       ao_m25_wip |= cs;
+}
+
+
+/*
+ * Returns the number of 64kB sectors
+ */
+static uint8_t
+ao_m25_read_capacity(uint8_t cs)
+{
+       uint8_t capacity;
+       M25_SELECT(cs);
+       ao_m25_instruction[0] = M25_RDID;
+       ao_spi_send(ao_m25_instruction, 1);
+       ao_spi_recv(ao_m25_instruction, M25_RDID_LEN);
+       M25_DESELECT(cs);
+
+       /* Check to see if the chip is present */
+       if (ao_m25_instruction[0] == 0xff)
+               return 0;
+       capacity = ao_m25_instruction[M25_CAPACITY_OFFSET];
+
+       /* Sanity check capacity number */
+       if (capacity < 0x11 || 0x1f < capacity)
+               return 0;
+       return 1 << (capacity - 0x10);
+}
+
+static uint8_t
+ao_m25_set_address(uint32_t pos)
+{
+       uint8_t chip;
+#if M25_MAX_CHIPS > 1
+       uint8_t size;
+
+       for (chip = 0; chip < ao_m25_numchips; chip++) {
+               size = ao_m25_size[chip];
+               if (M25_POS_TO_SECTOR(pos) < size)
+                       break;
+               pos -= M25_SECTOR_TO_POS(size);
+       }
+       if (chip == ao_m25_numchips)
+               return 0xff;
+
+       chip = ao_m25_pin[chip];
+#else
+       chip = M25_CS_MASK;
+#endif
+       ao_m25_wait_wip(chip);
+
+       ao_m25_instruction[1] = pos >> 16;
+       ao_m25_instruction[2] = pos >> 8;
+       ao_m25_instruction[3] = pos;
+       return chip;
+}
+
+/*
+ * Scan the possible chip select lines
+ * to see which flash chips are connected
+ */
+static uint8_t
+ao_m25_scan(void)
+{
+#if M25_MAX_CHIPS > 1
+       uint8_t pin, size;
+#endif
+
+       if (ao_m25_total)
+               return 1;
+
+#if M25_MAX_CHIPS > 1
+       ao_m25_numchips = 0;
+       for (pin = 1; pin != 0; pin <<= 1) {
+               if (M25_CS_MASK & pin) {
+                       size = ao_m25_read_capacity(pin);
+                       if (size != 0) {
+                               ao_m25_size[ao_m25_numchips] = size;
+                               ao_m25_pin[ao_m25_numchips] = pin;
+                               ao_m25_total += size;
+                               ao_m25_numchips++;
+                       }
+               }
+       }
+#else
+       ao_m25_total = ao_m25_read_capacity(M25_CS_MASK);
+#endif
+       if (!ao_m25_total)
+               return 0;
+       ao_storage_total = M25_SECTOR_TO_POS(ao_m25_total);
+       ao_storage_block = M25_BLOCK;
+       ao_storage_config = ao_storage_total - M25_BLOCK;
+       ao_storage_unit = 256;
+       return 1;
+}
+
+/*
+ * Erase the specified sector
+ */
+uint8_t
+ao_storage_erase(uint32_t pos) __reentrant
+{
+       uint8_t cs;
+
+       if (pos >= ao_storage_total || pos + ao_storage_block > ao_storage_total)
+               return 0;
+
+       ao_mutex_get(&ao_m25_mutex);
+       ao_m25_scan();
+
+       cs = ao_m25_set_address(pos);
+
+       ao_m25_wait_wip(cs);
+       ao_m25_write_enable(cs);
+
+       ao_m25_instruction[0] = M25_SE;
+       M25_SELECT(cs);
+       ao_spi_send(ao_m25_instruction, 4);
+       M25_DESELECT(cs);
+       ao_m25_wip |= cs;
+
+       ao_mutex_put(&ao_m25_mutex);
+       return 1;
+}
+
+/*
+ * Write to flash
+ */
+uint8_t
+ao_storage_device_write(uint32_t pos, __xdata void *d, uint16_t len) __reentrant
+{
+       uint8_t cs;
+
+       if (pos >= ao_storage_total || pos + len > ao_storage_total)
+               return 0;
+
+       ao_mutex_get(&ao_m25_mutex);
+       ao_m25_scan();
+
+       cs = ao_m25_set_address(pos);
+       ao_m25_write_enable(cs);
+
+       ao_m25_instruction[0] = M25_PP;
+       M25_SELECT(cs);
+       ao_spi_send(ao_m25_instruction, 4);
+       ao_spi_send(d, len);
+       M25_DESELECT(cs);
+
+       ao_mutex_put(&ao_m25_mutex);
+       return 1;
+}
+
+/*
+ * Read from flash
+ */
+uint8_t
+ao_storage_device_read(uint32_t pos, __xdata void *d, uint16_t len) __reentrant
+{
+       uint8_t cs;
+
+       if (pos >= ao_storage_total || pos + len > ao_storage_total)
+               return 0;
+       ao_mutex_get(&ao_m25_mutex);
+       ao_m25_scan();
+
+       cs = ao_m25_set_address(pos);
+
+       /* No need to use the FAST_READ as we're running at only 8MHz */
+       ao_m25_instruction[0] = M25_READ;
+       M25_SELECT(cs);
+       ao_spi_send(ao_m25_instruction, 4);
+       ao_spi_recv(d, len);
+       M25_DESELECT(cs);
+
+       ao_mutex_put(&ao_m25_mutex);
+       return 1;
+}
+
+void
+ao_storage_flush(void) __reentrant
+{
+}
+
+void
+ao_storage_setup(void)
+{
+       ao_mutex_get(&ao_m25_mutex);
+       ao_m25_scan();
+       ao_mutex_put(&ao_m25_mutex);
+}
+
+void
+ao_storage_device_info(void) __reentrant
+{
+       uint8_t cs;
+#if M25_MAX_CHIPS > 1
+       uint8_t chip;
+#endif
+
+       ao_mutex_get(&ao_m25_mutex);
+       ao_m25_scan();
+       ao_mutex_put(&ao_m25_mutex);
+
+#if M25_MAX_CHIPS > 1
+       printf ("Detected chips %d size %d\n", ao_m25_numchips, ao_m25_total);
+       for (chip = 0; chip < ao_m25_numchips; chip++)
+               printf ("Flash chip %d select %02x size %d\n",
+                       chip, ao_m25_pin[chip], ao_m25_size[chip]);
+#else
+       printf ("Detected chips 1 size %d\n", ao_m25_total);
+#endif
+
+       printf ("Available chips:\n");
+       for (cs = 1; cs != 0; cs <<= 1) {
+               if ((M25_CS_MASK & cs) == 0)
+                       continue;
+
+               ao_mutex_get(&ao_m25_mutex);
+               M25_SELECT(cs);
+               ao_m25_instruction[0] = M25_RDID;
+               ao_spi_send(ao_m25_instruction, 1);
+               ao_spi_recv(ao_m25_instruction, M25_RDID_LEN);
+               M25_DESELECT(cs);
+
+               printf ("Select %02x manf %02x type %02x cap %02x uid %02x\n",
+                       cs,
+                       ao_m25_instruction[M25_MANUF_OFFSET],
+                       ao_m25_instruction[M25_MEMORY_TYPE_OFFSET],
+                       ao_m25_instruction[M25_CAPACITY_OFFSET],
+                       ao_m25_instruction[M25_UID_OFFSET]);
+               ao_mutex_put(&ao_m25_mutex);
+       }
+}
+
+void
+ao_storage_device_init(void)
+{
+       /* Set up chip select wires */
+       SPI_CS_PORT |= M25_CS_MASK;     /* raise all CS pins */
+       SPI_CS_DIR |= M25_CS_MASK;      /* set CS pins as outputs */
+       SPI_CS_SEL &= ~M25_CS_MASK;     /* set CS pins as GPIO */
+}