hc
2024-10-22 8ac6c7a54ed1b98d142dce24b11c6de6a1e239a5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
/*
 * Copyright (c) 2016, Fuzhou Rockchip Electronics Co., Ltd
 *
 * 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; either version 2 of the License, or
 * (at your option) any later version.
 */
 
#define pr_fmt(fmt) "rk_nand: " fmt
 
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/blk-mq.h>
#include <linux/blkpg.h>
#include <linux/spinlock.h>
#include <linux/hdreg.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/semaphore.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/clk.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/freezer.h>
#include <linux/kthread.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/version.h>
#include <linux/soc/rockchip/rk_vendor_storage.h>
 
#include "rk_nand_blk.h"
#include "rk_ftl_api.h"
 
#define PART_READONLY 0x85
#define PART_WRITEONLY 0x86
#define PART_NO_ACCESS 0x87
 
static unsigned long totle_read_data;
static unsigned long totle_write_data;
static unsigned long totle_read_count;
static unsigned long totle_write_count;
static int rk_nand_dev_initialised;
static unsigned long rk_ftl_gc_do;
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(rknand_thread_wait);
static unsigned long rk_ftl_gc_jiffies;
 
static char *mtd_read_temp_buffer;
#define MTD_RW_SECTORS (512)
 
#define DISABLE_WRITE _IO('V', 0)
#define ENABLE_WRITE _IO('V', 1)
#define DISABLE_READ _IO('V', 2)
#define ENABLE_READ _IO('V', 3)
static int rknand_proc_show(struct seq_file *m, void *v)
{
   m->count = rknand_proc_ftlread(m->buf);
   seq_printf(m, "Totle Read %ld KB\n", totle_read_data >> 1);
   seq_printf(m, "Totle Write %ld KB\n", totle_write_data >> 1);
   seq_printf(m, "totle_write_count %ld\n", totle_write_count);
   seq_printf(m, "totle_read_count %ld\n", totle_read_count);
   return 0;
}
 
static int rknand_proc_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
   return single_open(file, rknand_proc_show, PDE_DATA(inode));
}
 
static const struct proc_ops rknand_proc_fops = {
   .proc_open    = rknand_proc_open,
   .proc_read    = seq_read,
   .proc_lseek    = seq_lseek,
   .proc_release    = single_release,
};
 
static int rknand_create_procfs(void)
{
   struct proc_dir_entry *ent;
 
   ent = proc_create_data("rknand", 0444, NULL, &rknand_proc_fops,
                  (void *)0);
   if (!ent)
       return -1;
 
   return 0;
}
 
static struct mutex g_rk_nand_ops_mutex;
 
static void rknand_device_lock_init(void)
{
   mutex_init(&g_rk_nand_ops_mutex);
}
 
void rknand_device_lock(void)
{
   mutex_lock(&g_rk_nand_ops_mutex);
}
 
int rknand_device_trylock(void)
{
   return mutex_trylock(&g_rk_nand_ops_mutex);
}
 
void rknand_device_unlock(void)
{
   mutex_unlock(&g_rk_nand_ops_mutex);
}
 
static int nand_dev_transfer(struct nand_blk_dev *dev,
                unsigned long start,
                unsigned long nsector,
                char *buf,
                int cmd)
{
   int ret;
 
   if (dev->disable_access ||
       ((cmd == WRITE) && dev->readonly) ||
       ((cmd == READ) && dev->writeonly)) {
       return BLK_STS_IOERR;
   }
 
   start += dev->off_size;
 
   switch (cmd) {
   case READ:
       totle_read_data += nsector;
       totle_read_count++;
       ret = FtlRead(0, start, nsector, buf);
       if (ret)
           ret = BLK_STS_IOERR;
       break;
 
   case WRITE:
       totle_write_data += nsector;
       totle_write_count++;
       ret = FtlWrite(0, start, nsector, buf);
       if (ret)
           ret = BLK_STS_IOERR;
       break;
 
   default:
       ret = BLK_STS_IOERR;
       break;
   }
 
   return ret;
}
 
static int req_check_buffer_align(struct request *req, char **pbuf)
{
   int nr_vec = 0;
   struct bio_vec bv;
   struct req_iterator iter;
   char *buffer;
   void *firstbuf = 0;
   char *nextbuffer = 0;
 
   rq_for_each_segment(bv, req, iter) {
       /* high mem return 0 and using kernel buffer */
       if (PageHighMem(bv.bv_page))
           return 0;
 
       buffer = page_address(bv.bv_page) + bv.bv_offset;
       if (!buffer)
           return 0;
       if (!firstbuf)
           firstbuf = buffer;
       nr_vec++;
       if (nextbuffer && nextbuffer != buffer)
           return 0;
       nextbuffer = buffer + bv.bv_len;
   }
   *pbuf = firstbuf;
   return 1;
}
 
static blk_status_t do_blktrans_all_request(struct nand_blk_dev *dev,
                       struct request *req)
{
   unsigned long block, nsect;
   char *buf = NULL, *page_buf;
   struct req_iterator rq_iter;
   struct bio_vec bvec;
   int ret = BLK_STS_IOERR;
   unsigned long totle_nsect;
 
   block = blk_rq_pos(req);
   nsect = blk_rq_cur_bytes(req) >> 9;
   totle_nsect = (req->__data_len) >> 9;
 
   if (blk_rq_pos(req) + blk_rq_cur_sectors(req) > get_capacity(req->rq_disk))
       return BLK_STS_IOERR;
 
   switch (req_op(req)) {
   case REQ_OP_DISCARD:
       if (FtlDiscard(block, nsect))
           return BLK_STS_IOERR;
       return BLK_STS_OK;
   case REQ_OP_READ:
       buf = mtd_read_temp_buffer;
       req_check_buffer_align(req, &buf);
       ret = nand_dev_transfer(dev, block, totle_nsect, buf, REQ_OP_READ);
       if (buf == mtd_read_temp_buffer) {
           char *p = buf;
 
           rq_for_each_segment(bvec, req, rq_iter) {
               page_buf = kmap_atomic(bvec.bv_page);
 
               memcpy(page_buf + bvec.bv_offset, p, bvec.bv_len);
               p += bvec.bv_len;
               kunmap_atomic(page_buf);
           }
       }
 
       if (ret)
           return BLK_STS_IOERR;
       else
           return BLK_STS_OK;
   case REQ_OP_WRITE:
       buf = mtd_read_temp_buffer;
       req_check_buffer_align(req, &buf);
 
       if (buf == mtd_read_temp_buffer) {
           char *p = buf;
 
           rq_for_each_segment(bvec, req, rq_iter) {
               page_buf = kmap_atomic(bvec.bv_page);
               memcpy(p, page_buf + bvec.bv_offset, bvec.bv_len);
               p += bvec.bv_len;
               kunmap_atomic(page_buf);
           }
       }
 
       ret = nand_dev_transfer(dev, block, totle_nsect, buf, REQ_OP_WRITE);
 
       if (ret)
           return BLK_STS_IOERR;
       else
           return BLK_STS_OK;
 
   default:
       return BLK_STS_IOERR;
   }
}
 
static struct request *rk_nand_next_request(struct nand_blk_dev *dev)
{
   struct nand_blk_ops *nand_ops = dev->nand_ops;
   struct request *rq;
 
   rq = list_first_entry_or_null(&nand_ops->rq_list, struct request, queuelist);
   if (rq) {
       list_del_init(&rq->queuelist);
       blk_mq_start_request(rq);
       return rq;
   }
 
   return NULL;
}
 
static void rk_nand_blktrans_work(struct nand_blk_dev *dev)
   __releases(&dev->nand_ops->queue_lock)
   __acquires(&dev->nand_ops->queue_lock)
{
   struct request *req = NULL;
 
   while (1) {
       blk_status_t res;
 
       req = rk_nand_next_request(dev);
       if (!req)
           break;
 
       spin_unlock_irq(&dev->nand_ops->queue_lock);
 
       rknand_device_lock();
       res = do_blktrans_all_request(dev, req);
       rknand_device_unlock();
 
       if (!blk_update_request(req, res, req->__data_len)) {
           __blk_mq_end_request(req, res);
           req = NULL;
       }
 
       spin_lock_irq(&dev->nand_ops->queue_lock);
   }
}
 
static blk_status_t rk_nand_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
                    const struct blk_mq_queue_data *bd)
{
   struct nand_blk_dev *dev;
 
   dev = hctx->queue->queuedata;
   if (!dev) {
       blk_mq_start_request(bd->rq);
       return BLK_STS_IOERR;
   }
 
   rk_ftl_gc_do = 0;
   spin_lock_irq(&dev->nand_ops->queue_lock);
   list_add_tail(&bd->rq->queuelist, &dev->nand_ops->rq_list);
   rk_nand_blktrans_work(dev);
   spin_unlock_irq(&dev->nand_ops->queue_lock);
 
   /* wake up gc thread */
   rk_ftl_gc_do = 1;
   wake_up(&dev->nand_ops->thread_wq);
 
   return BLK_STS_OK;
}
 
static const struct blk_mq_ops rk_nand_mq_ops = {
   .queue_rq    = rk_nand_queue_rq,
};
 
static int nand_gc_thread(void *arg)
{
   struct nand_blk_ops *nand_ops = arg;
   int ftl_gc_status = 0;
   int req_empty_times = 0;
   int gc_done_times = 0;
 
   rk_ftl_gc_jiffies = HZ / 10;
   rk_ftl_gc_do = 1;
 
   while (!nand_ops->quit) {
       DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
 
       add_wait_queue(&nand_ops->thread_wq, &wait);
       set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 
       if (rk_ftl_gc_do) {
            /* do garbage collect at idle state */
           if (rknand_device_trylock()) {
               ftl_gc_status = rk_ftl_garbage_collect(1, 0);
               rknand_device_unlock();
               rk_ftl_gc_jiffies = HZ / 50;
               if (ftl_gc_status == 0) {
                   gc_done_times++;
                   if (gc_done_times > 10)
                       rk_ftl_gc_jiffies = 10 * HZ;
                   else
                       rk_ftl_gc_jiffies = 1 * HZ;
               } else {
                   gc_done_times = 0;
               }
           } else {
               rk_ftl_gc_jiffies = 1 * HZ;
           }
           req_empty_times++;
           if (req_empty_times < 10)
               rk_ftl_gc_jiffies = HZ / 50;
           /* cache write back after 100ms */
           if (req_empty_times >= 5 && req_empty_times < 7) {
               rknand_device_lock();
               rk_ftl_cache_write_back();
               rknand_device_unlock();
           }
       } else {
           req_empty_times = 0;
           rk_ftl_gc_jiffies = 1 * HZ;
       }
       wait_event_timeout(nand_ops->thread_wq, nand_ops->quit,
                  rk_ftl_gc_jiffies);
       remove_wait_queue(&nand_ops->thread_wq, &wait);
       continue;
   }
   pr_info("nand gc quited\n");
   nand_ops->nand_th_quited = 1;
   complete_and_exit(&nand_ops->thread_exit, 0);
   return 0;
}
 
static int rknand_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
{
   return 0;
}
 
static void rknand_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
{
};
 
static int rknand_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
           unsigned int cmd,
           unsigned long arg)
{
   struct nand_blk_dev *dev = bdev->bd_disk->private_data;
 
   switch (cmd) {
   case ENABLE_WRITE:
       dev->disable_access = 0;
       dev->readonly = 0;
       set_disk_ro(dev->blkcore_priv, 0);
       return 0;
 
   case DISABLE_WRITE:
       dev->readonly = 1;
       set_disk_ro(dev->blkcore_priv, 1);
       return 0;
 
   case ENABLE_READ:
       dev->disable_access = 0;
       dev->writeonly = 0;
       return 0;
 
   case DISABLE_READ:
       dev->writeonly = 1;
       return 0;
   default:
       return -ENOTTY;
   }
}
 
const struct block_device_operations nand_blktrans_ops = {
   .owner = THIS_MODULE,
   .open = rknand_open,
   .release = rknand_release,
   .ioctl = rknand_ioctl,
};
 
static struct nand_blk_ops mytr = {
   .name =  "rknand",
   .major = 31,
   .minorbits = 0,
   .owner = THIS_MODULE,
};
 
static int nand_add_dev(struct nand_blk_ops *nand_ops, struct nand_part *part)
{
   struct nand_blk_dev *dev;
   struct gendisk *gd;
 
   if (part->size == 0)
       return -1;
 
   dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
   if (!dev)
       return -ENOMEM;
 
   gd = alloc_disk(1 << nand_ops->minorbits);
   if (!gd) {
       kfree(dev);
       return -ENOMEM;
   }
   nand_ops->rq->queuedata = dev;
   dev->nand_ops = nand_ops;
   dev->size = part->size;
   dev->off_size = part->offset;
   dev->devnum = nand_ops->last_dev_index;
   list_add_tail(&dev->list, &nand_ops->devs);
   nand_ops->last_dev_index++;
 
   gd->major = nand_ops->major;
   gd->first_minor = (dev->devnum) << nand_ops->minorbits;
 
   gd->fops = &nand_blktrans_ops;
 
   gd->flags = GENHD_FL_EXT_DEVT;
   gd->minors = 255;
   snprintf(gd->disk_name,
        sizeof(gd->disk_name),
        "%s%d",
        nand_ops->name,
        dev->devnum);
 
   set_capacity(gd, dev->size);
 
   gd->private_data = dev;
   dev->blkcore_priv = gd;
   gd->queue = nand_ops->rq;
 
   if (part->type == PART_NO_ACCESS)
       dev->disable_access = 1;
 
   if (part->type == PART_READONLY)
       dev->readonly = 1;
 
   if (part->type == PART_WRITEONLY)
       dev->writeonly = 1;
 
   if (dev->readonly)
       set_disk_ro(gd, 1);
 
   device_add_disk(g_nand_device, gd, NULL);
 
   return 0;
}
 
static int nand_remove_dev(struct nand_blk_dev *dev)
{
   struct gendisk *gd;
 
   gd = dev->blkcore_priv;
   list_del(&dev->list);
   gd->queue = NULL;
   del_gendisk(gd);
   put_disk(gd);
   kfree(dev);
 
   return 0;
}
 
static int nand_blk_register(struct nand_blk_ops *nand_ops)
{
   struct nand_part part;
   int ret;
 
   rk_nand_schedule_enable_config(1);
   nand_ops->quit = 0;
   nand_ops->nand_th_quited = 0;
 
   ret = register_blkdev(nand_ops->major, nand_ops->name);
   if (ret)
       return ret;
 
   mtd_read_temp_buffer = kmalloc(MTD_RW_SECTORS * 512, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
   if (!mtd_read_temp_buffer) {
       ret = -ENOMEM;
       goto mtd_buffer_error;
   }
 
   init_completion(&nand_ops->thread_exit);
   init_waitqueue_head(&nand_ops->thread_wq);
   rknand_device_lock_init();
 
   /* Create the request queue */
   spin_lock_init(&nand_ops->queue_lock);
   INIT_LIST_HEAD(&nand_ops->rq_list);
 
   nand_ops->tag_set = kzalloc(sizeof(*nand_ops->tag_set), GFP_KERNEL);
   if (!nand_ops->tag_set) {
       ret = -ENOMEM;
       goto tag_set_error;
   }
 
   nand_ops->rq = blk_mq_init_sq_queue(nand_ops->tag_set, &rk_nand_mq_ops, 1,
                      BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE | BLK_MQ_F_BLOCKING);
   if (IS_ERR(nand_ops->rq)) {
       ret = PTR_ERR(nand_ops->rq);
       nand_ops->rq = NULL;
       goto rq_init_error;
   }
 
   blk_queue_max_hw_sectors(nand_ops->rq, MTD_RW_SECTORS);
   blk_queue_max_segments(nand_ops->rq, MTD_RW_SECTORS);
 
   blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DISCARD, nand_ops->rq);
   blk_queue_max_discard_sectors(nand_ops->rq, UINT_MAX >> 9);
   /* discard_granularity config to one nand page size 32KB*/
   nand_ops->rq->limits.discard_granularity = 64 << 9;
 
   INIT_LIST_HEAD(&nand_ops->devs);
   kthread_run(nand_gc_thread, (void *)nand_ops, "rknand_gc");
 
   nand_ops->last_dev_index = 0;
   part.offset = 0;
   part.size = rk_ftl_get_capacity();
   part.type = 0;
   part.name[0] = 0;
   nand_add_dev(nand_ops, &part);
 
   rknand_create_procfs();
   rk_ftl_storage_sys_init();
 
   ret = rk_ftl_vendor_storage_init();
   if (!ret) {
       rk_vendor_register(rk_ftl_vendor_read, rk_ftl_vendor_write);
       rknand_vendor_storage_init();
       pr_info("rknand vendor storage init ok !\n");
   } else {
       pr_info("rknand vendor storage init failed !\n");
   }
 
   return 0;
 
rq_init_error:
   kfree(nand_ops->tag_set);
tag_set_error:
   kfree(mtd_read_temp_buffer);
   mtd_read_temp_buffer = NULL;
mtd_buffer_error:
   unregister_blkdev(nand_ops->major, nand_ops->name);
 
   return ret;
}
 
static void nand_blk_unregister(struct nand_blk_ops *nand_ops)
{
   struct list_head *this, *next;
 
   if (!rk_nand_dev_initialised)
       return;
   nand_ops->quit = 1;
   wake_up(&nand_ops->thread_wq);
   wait_for_completion(&nand_ops->thread_exit);
   list_for_each_safe(this, next, &nand_ops->devs) {
       struct nand_blk_dev *dev
           = list_entry(this, struct nand_blk_dev, list);
 
       nand_remove_dev(dev);
   }
   blk_cleanup_queue(nand_ops->rq);
   unregister_blkdev(nand_ops->major, nand_ops->name);
}
 
void rknand_dev_flush(void)
{
   if (!rk_nand_dev_initialised)
       return;
   rknand_device_lock();
   rk_ftl_cache_write_back();
   rknand_device_unlock();
   pr_info("Nand flash flush ok!\n");
}
 
int __init rknand_dev_init(void)
{
   int ret;
   void __iomem *nandc0;
   void __iomem *nandc1;
 
   rknand_get_reg_addr((unsigned long *)&nandc0, (unsigned long *)&nandc1);
   if (!nandc0)
       return -1;
 
   ret = rk_ftl_init();
   if (ret) {
       pr_err("rk_ftl_init fail\n");
       return -1;
   }
 
   ret = nand_blk_register(&mytr);
   if (ret) {
       pr_err("nand_blk_register fail\n");
       return -1;
   }
 
   rk_nand_dev_initialised = 1;
   return ret;
}
 
int rknand_dev_exit(void)
{
   if (!rk_nand_dev_initialised)
       return -1;
   rk_nand_dev_initialised = 0;
   if (rknand_device_trylock()) {
       rk_ftl_cache_write_back();
       rknand_device_unlock();
   }
   nand_blk_unregister(&mytr);
   rk_ftl_de_init();
   pr_info("nand_blk_dev_exit:OK\n");
   return 0;
}
 
void rknand_dev_suspend(void)
{
   if (!rk_nand_dev_initialised)
       return;
   pr_info("rk_nand_suspend\n");
   rk_nand_schedule_enable_config(0);
   rknand_device_lock();
   rk_nand_suspend();
}
 
void rknand_dev_resume(void)
{
   if (!rk_nand_dev_initialised)
       return;
   pr_info("rk_nand_resume\n");
   rk_nand_resume();
   rknand_device_unlock();
   rk_nand_schedule_enable_config(1);
}
 
void rknand_dev_shutdown(void)
{
   pr_info("rknand_shutdown...\n");
   if (!rk_nand_dev_initialised)
       return;
   if (mytr.quit == 0) {
       mytr.quit = 1;
       wake_up(&mytr.thread_wq);
       wait_for_completion(&mytr.thread_exit);
       rk_ftl_de_init();
   }
   pr_info("rknand_shutdown:OK\n");
}