cpu/mpc85xx/spd_sdram.c

   1 /*
   2  * Copyright 2004, 2007 Freescale Semiconductor.
   3  * (C) Copyright 2003 Motorola Inc.
   4  * Xianghua Xiao (X.Xiao@motorola.com)
   5  *
   6  * See file CREDITS for list of people who contributed to this
   7  * project.
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  11  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of
  12  * the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  * along with this program; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
  22  * MA 02111-1307 USA
  23  */
  24
  25 #include <common.h>
  26 #include <asm/processor.h>
  27 #include <i2c.h>
  28 #include <spd.h>
  29 #include <asm/mmu.h>
  30
  31
  32 #if defined(CONFIG_DDR_ECC) && !defined(CONFIG_ECC_INIT_VIA_DDRCONTROLLER)
  33 extern void dma_init(void);
  34 extern uint dma_check(void);
  35 extern int dma_xfer(void *dest, uint count, void *src);
  36 #endif
  37
  38 #ifdef CONFIG_SPD_EEPROM
  39
  40 #ifndef CFG_READ_SPD
  41 #define CFG_READ_SPD    i2c_read
  42 #endif
  43
  44 static unsigned int setup_laws_and_tlbs(unsigned int memsize);
  45
  46
  47 /*
  48  * Convert picoseconds into clock cycles (rounding up if needed).
  49  */
  50
  51 int
  52 picos_to_clk(int picos)
  53 {
  54         int clks;
  55
  56         clks = picos / (2000000000 / (get_bus_freq(0) / 1000));
  57         if (picos % (2000000000 / (get_bus_freq(0) / 1000)) != 0) {
  58                 clks++;
  59         }
  60
  61         return clks;
  62 }
  63
  64
  65 /*
  66  * Calculate the Density of each Physical Rank.
  67  * Returned size is in bytes.
  68  *
  69  * Study these table from Byte 31 of JEDEC SPD Spec.
  70  *
  71  *              DDR I   DDR II
  72  *      Bit     Size    Size
  73  *      ---     -----   ------
  74  *      7 high  512MB   512MB
  75  *      6       256MB   256MB
  76  *      5       128MB   128MB
  77  *      4        64MB    16GB
  78  *      3        32MB     8GB
  79  *      2        16MB     4GB
  80  *      1         2GB     2GB
  81  *      0 low     1GB     1GB
  82  *
  83  * Reorder Table to be linear by stripping the bottom
  84  * 2 or 5 bits off and shifting them up to the top.
  85  */
  86
  87 unsigned int
  88 compute_banksize(unsigned int mem_type, unsigned char row_dens)
  89 {
  90         unsigned int bsize;
  91
  92         if (mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
  93                 /* Bottom 2 bits up to the top. */
  94                 bsize = ((row_dens >> 2) | ((row_dens & 3) << 6)) << 24;
  95                 debug("DDR: DDR I rank density = 0x%08x\n", bsize);
  96         } else {
  97                 /* Bottom 5 bits up to the top. */
  98                 bsize = ((row_dens >> 5) | ((row_dens & 31) << 3)) << 27;
  99                 debug("DDR: DDR II rank density = 0x%08x\n", bsize);
 100         }
 101         return bsize;
 102 }
 103
 104
 105 /*
 106  * Convert a two-nibble BCD value into a cycle time.
 107  * While the spec calls for nano-seconds, picos are returned.
 108  *
 109  * This implements the tables for bytes 9, 23 and 25 for both
 110  * DDR I and II.  No allowance for distinguishing the invalid
 111  * fields absent for DDR I yet present in DDR II is made.
 112  * (That is, cycle times of .25, .33, .66 and .75 ns are
 113  * allowed for both DDR II and I.)
 114  */
 115
 116 unsigned int
 117 convert_bcd_tenths_to_cycle_time_ps(unsigned int spd_val)
 118 {
 119         /*
 120          * Table look up the lower nibble, allow DDR I & II.
 121          */
 122         unsigned int tenths_ps[16] = {
 123                 0,
 124                 100,
 125                 200,
 126                 300,
 127                 400,
 128                 500,
 129                 600,
 130                 700,
 131                 800,
 132                 900,
 133                 250,
 134                 330,
 135                 660,
 136                 750,
 137                 0,      /* undefined */
 138                 0       /* undefined */
 139         };
 140
 141         unsigned int whole_ns = (spd_val & 0xF0) >> 4;
 142         unsigned int tenth_ns = spd_val & 0x0F;
 143         unsigned int ps = whole_ns * 1000 + tenths_ps[tenth_ns];
 144
 145         return ps;
 146 }
 147
 148
 149 /*
 150  * Determine Refresh Rate.  Ignore self refresh bit on DDR I.
 151  * Table from SPD Spec, Byte 12, converted to picoseconds and
 152  * filled in with "default" normal values.
 153  */
 154 unsigned int determine_refresh_rate(unsigned int spd_refresh)
 155 {
 156         unsigned int refresh_time_ns[8] = {
 157                 15625000,       /* 0 Normal    1.00x */
 158                 3900000,        /* 1 Reduced    .25x */
 159                 7800000,        /* 2 Extended   .50x */
 160                 31300000,       /* 3 Extended  2.00x */
 161                 62500000,       /* 4 Extended  4.00x */
 162                 125000000,      /* 5 Extended  8.00x */
 163                 15625000,       /* 6 Normal    1.00x  filler */
 164                 15625000,       /* 7 Normal    1.00x  filler */
 165         };
 166
 167         return picos_to_clk(refresh_time_ns[spd_refresh & 0x7]);
 168 }
 169
 170
 171 long int
 172 spd_sdram(void)
 173 {
 174         volatile immap_t *immap = (immap_t *)CFG_IMMR;
 175         volatile ccsr_ddr_t *ddr = &immap->im_ddr;
 176         spd_eeprom_t spd;
 177         unsigned int n_ranks;
 178         unsigned int rank_density;
 179         unsigned int odt_rd_cfg, odt_wr_cfg;
 180         unsigned int odt_cfg, mode_odt_enable;
 181         unsigned int refresh_clk;
 182 #ifdef MPC85xx_DDR_SDRAM_CLK_CNTL
 183         unsigned char clk_adjust;
 184 #endif
 185         unsigned int dqs_cfg;
 186         unsigned char twr_clk, twtr_clk, twr_auto_clk;
 187         unsigned int tCKmin_ps, tCKmax_ps;
 188         unsigned int max_data_rate, effective_data_rate;
 189         unsigned int busfreq;
 190         unsigned sdram_cfg;
 191         unsigned int memsize = 0;
 192         unsigned char caslat, caslat_ctrl;
 193         unsigned int trfc, trfc_clk, trfc_low, trfc_high;
 194         unsigned int trcd_clk;
 195         unsigned int trtp_clk;
 196         unsigned char cke_min_clk;
 197         unsigned char add_lat;
 198         unsigned char wr_lat;
 199         unsigned char wr_data_delay;
 200         unsigned char four_act;
 201         unsigned char cpo;
 202         unsigned char burst_len;
 203         unsigned int mode_caslat;
 204         unsigned char sdram_type;
 205         unsigned char d_init;
 206         unsigned int bnds;
 207
 208         /*
 209          * Skip configuration if already configured.
 210          * memsize is determined from last configured chip select.
 211          */
 212         if (ddr->cs0_config & 0x80000000) {
 213                 debug(" cs0 already configured, bnds=%x\n",ddr->cs0_bnds);
 214                 bnds = 0xfff & ddr->cs0_bnds;
 215                 if (bnds < 0xff) { /* do not add if at top of 4G */
 216                         memsize = (bnds + 1) << 4;
 217                 }
 218         }
 219         if (ddr->cs1_config & 0x80000000) {
 220                 debug(" cs1 already configured, bnds=%x\n",ddr->cs1_bnds);
 221                 bnds = 0xfff & ddr->cs1_bnds;
 222                 if (bnds < 0xff) { /* do not add if at top of 4G */
 223                         memsize = (bnds + 1) << 4; /* assume ordered bnds */
 224                 }
 225         }
 226         if (ddr->cs2_config & 0x80000000) {
 227                 debug(" cs2 already configured, bnds=%x\n",ddr->cs2_bnds);
 228                 bnds = 0xfff & ddr->cs2_bnds;
 229                 if (bnds < 0xff) { /* do not add if at top of 4G */
 230                         memsize = (bnds + 1) << 4;
 231                 }
 232         }
 233         if (ddr->cs3_config & 0x80000000) {
 234                 debug(" cs3 already configured, bnds=%x\n",ddr->cs3_bnds);
 235                 bnds = 0xfff & ddr->cs3_bnds;
 236                 if (bnds < 0xff) { /* do not add if at top of 4G */
 237                         memsize = (bnds + 1) << 4;
 238                 }
 239         }
 240
 241         if (memsize) {
 242                 printf("       Reusing current %dMB configuration\n",memsize);
 243                 memsize = setup_laws_and_tlbs(memsize);
 244                 return memsize << 20;
 245         }
 246
 247         /*
 248          * Read SPD information.
 249          */
 250         CFG_READ_SPD(SPD_EEPROM_ADDRESS, 0, 1, (uchar *) &spd, sizeof(spd));
 251
 252         /*
 253          * Check for supported memory module types.
 254          */
 255         if (spd.mem_type != SPD_MEMTYPE_DDR &&
 256             spd.mem_type != SPD_MEMTYPE_DDR2) {
 257                 printf("Unable to locate DDR I or DDR II module.\n"
 258                        "    Fundamental memory type is 0x%0x\n",
 259                        spd.mem_type);
 260                 return 0;
 261         }
 262
 263         /*
 264          * These test gloss over DDR I and II differences in interpretation
 265          * of bytes 3 and 4, but irrelevantly.  Multiple asymmetric banks
 266          * are not supported on DDR I; and not encoded on DDR II.
 267          *
 268          * Also note that the 8548 controller can support:
 269          *    12 <= nrow <= 16
 270          * and
 271          *     8 <= ncol <= 11 (still, for DDR)
 272          *     6 <= ncol <=  9 (for FCRAM)
 273          */
 274         if (spd.nrow_addr < 12 || spd.nrow_addr > 14) {
 275                 printf("DDR: Unsupported number of Row Addr lines: %d.\n",
 276                        spd.nrow_addr);
 277                 return 0;
 278         }
 279         if (spd.ncol_addr < 8 || spd.ncol_addr > 11) {
 280                 printf("DDR: Unsupported number of Column Addr lines: %d.\n",
 281                        spd.ncol_addr);
 282                 return 0;
 283         }
 284
 285         /*
 286          * Determine the number of physical banks controlled by
 287          * different Chip Select signals.  This is not quite the
 288          * same as the number of DIMM modules on the board.  Feh.
 289          */
 290         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 291                 n_ranks = spd.nrows;
 292         } else {
 293                 n_ranks = (spd.nrows & 0x7) + 1;
 294         }
 295
 296         debug("DDR: number of ranks = %d\n", n_ranks);
 297
 298         if (n_ranks > 2) {
 299                 printf("DDR: Only 2 chip selects are supported: %d\n",
 300                        n_ranks);
 301                 return 0;
 302         }
 303
 304 #ifdef CONFIG_MPC8548
 305         /*
 306          * Adjust DDR II IO voltage biasing.
 307          * Only 8548 rev 1 needs the fix
 308          */
 309         if ((SVR_VER(get_svr()) == SVR_8548_E) &&
 310                         (SVR_MJREV(get_svr()) == 1) &&
 311                         (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR2)) {
 312                 volatile ccsr_gur_t *gur = &immap->im_gur;
 313                 gur->ddrioovcr = (0x80000000    /* Enable */
 314                                   | 0x10000000);/* VSEL to 1.8V */
 315         }
 316 #endif
 317
 318         /*
 319          * Determine the size of each Rank in bytes.
 320          */
 321         rank_density = compute_banksize(spd.mem_type, spd.row_dens);
 322
 323
 324         /*
 325          * Eg: Bounds: 0x0000_0000 to 0x0f000_0000      first 256 Meg
 326          */
 327         ddr->cs0_bnds = (rank_density >> 24) - 1;
 328
 329         /*
 330          * ODT configuration recommendation from DDR Controller Chapter.
 331          */
 332         odt_rd_cfg = 0;                 /* Never assert ODT */
 333         odt_wr_cfg = 0;                 /* Never assert ODT */
 334         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR2) {
 335                 odt_wr_cfg = 1;         /* Assert ODT on writes to CS0 */
 336 #if 0
 337                 /* FIXME: How to determine the number of dimm modules? */
 338                 if (n_dimm_modules == 2) {
 339                         odt_rd_cfg = 1; /* Assert ODT on reads to CS0 */
 340                 }
 341 #endif
 342         }
 343
 344         ddr->cs0_config = ( 1 << 31
 345                             | (odt_rd_cfg << 20)
 346                             | (odt_wr_cfg << 16)
 347                             | (spd.nrow_addr - 12) << 8
 348                             | (spd.ncol_addr - 8) );
 349         debug("\n");
 350         debug("DDR: cs0_bnds   = 0x%08x\n", ddr->cs0_bnds);
 351         debug("DDR: cs0_config = 0x%08x\n", ddr->cs0_config);
 352
 353         if (n_ranks == 2) {
 354                 /*
 355                  * Eg: Bounds: 0x0f00_0000 to 0x1e0000_0000, second 256 Meg
 356                  */
 357                 ddr->cs1_bnds = ( (rank_density >> 8)
 358                                   | ((rank_density >> (24 - 1)) - 1) );
 359                 ddr->cs1_config = ( 1<<31
 360                                     | (odt_rd_cfg << 20)
 361                                     | (odt_wr_cfg << 16)
 362                                     | (spd.nrow_addr - 12) << 8
 363                                     | (spd.ncol_addr - 8) );
 364                 debug("DDR: cs1_bnds   = 0x%08x\n", ddr->cs1_bnds);
 365                 debug("DDR: cs1_config = 0x%08x\n", ddr->cs1_config);
 366         }
 367
 368
 369         /*
 370          * Find the largest CAS by locating the highest 1 bit
 371          * in the spd.cas_lat field.  Translate it to a DDR
 372          * controller field value:
 373          *
 374          *      CAS Lat DDR I   DDR II  Ctrl
 375          *      Clocks  SPD Bit SPD Bit Value
 376          *      ------- ------- ------- -----
 377          *      1.0     0               0001
 378          *      1.5     1               0010
 379          *      2.0     2       2       0011
 380          *      2.5     3               0100
 381          *      3.0     4       3       0101
 382          *      3.5     5               0110
 383          *      4.0             4       0111
 384          *      4.5                     1000
 385          *      5.0             5       1001
 386          */
 387         caslat = __ilog2(spd.cas_lat);
 388         if ((spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR)
 389             && (caslat > 5)) {
 390                 printf("DDR I: Invalid SPD CAS Latency: 0x%x.\n", spd.cas_lat);
 391                 return 0;
 392
 393         } else if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR2
 394                    && (caslat < 2 || caslat > 5)) {
 395                 printf("DDR II: Invalid SPD CAS Latency: 0x%x.\n",
 396                        spd.cas_lat);
 397                 return 0;
 398         }
 399         debug("DDR: caslat SPD bit is %d\n", caslat);
 400
 401         /*
 402          * Calculate the Maximum Data Rate based on the Minimum Cycle time.
 403          * The SPD clk_cycle field (tCKmin) is measured in tenths of
 404          * nanoseconds and represented as BCD.
 405          */
 406         tCKmin_ps = convert_bcd_tenths_to_cycle_time_ps(spd.clk_cycle);
 407         debug("DDR: tCKmin = %d ps\n", tCKmin_ps);
 408
 409         /*
 410          * Double-data rate, scaled 1000 to picoseconds, and back down to MHz.
 411          */
 412         max_data_rate = 2 * 1000 * 1000 / tCKmin_ps;
 413         debug("DDR: Module max data rate = %d Mhz\n", max_data_rate);
 414
 415
 416         /*
 417          * Adjust the CAS Latency to allow for bus speeds that
 418          * are slower than the DDR module.
 419          */
 420         busfreq = get_bus_freq(0) / 1000000;    /* MHz */
 421
 422         effective_data_rate = max_data_rate;
 423         if (busfreq < 90) {
 424                 /* DDR rate out-of-range */
 425                 puts("DDR: platform frequency is not fit for DDR rate\n");
 426                 return 0;
 427
 428         } else if (90 <= busfreq && busfreq < 230 && max_data_rate >= 230) {
 429                 /*
 430                  * busfreq 90~230 range, treated as DDR 200.
 431                  */
 432                 effective_data_rate = 200;
 433                 if (spd.clk_cycle3 == 0xa0)     /* 10 ns */
 434                         caslat -= 2;
 435                 else if (spd.clk_cycle2 == 0xa0)
 436                         caslat--;
 437
 438         } else if (230 <= busfreq && busfreq < 280 && max_data_rate >= 280) {
 439                 /*
 440                  * busfreq 230~280 range, treated as DDR 266.
 441                  */
 442                 effective_data_rate = 266;
 443                 if (spd.clk_cycle3 == 0x75)     /* 7.5 ns */
 444                         caslat -= 2;
 445                 else if (spd.clk_cycle2 == 0x75)
 446                         caslat--;
 447
 448         } else if (280 <= busfreq && busfreq < 350 && max_data_rate >= 350) {
 449                 /*
 450                  * busfreq 280~350 range, treated as DDR 333.
 451                  */
 452                 effective_data_rate = 333;
 453                 if (spd.clk_cycle3 == 0x60)     /* 6.0 ns */
 454                         caslat -= 2;
 455                 else if (spd.clk_cycle2 == 0x60)
 456                         caslat--;
 457
 458         } else if (350 <= busfreq && busfreq < 460 && max_data_rate >= 460) {
 459                 /*
 460                  * busfreq 350~460 range, treated as DDR 400.
 461                  */
 462                 effective_data_rate = 400;
 463                 if (spd.clk_cycle3 == 0x50)     /* 5.0 ns */
 464                         caslat -= 2;
 465                 else if (spd.clk_cycle2 == 0x50)
 466                         caslat--;
 467
 468         } else if (460 <= busfreq && busfreq < 560 && max_data_rate >= 560) {
 469                 /*
 470                  * busfreq 460~560 range, treated as DDR 533.
 471                  */
 472                 effective_data_rate = 533;
 473                 if (spd.clk_cycle3 == 0x3D)     /* 3.75 ns */
 474                         caslat -= 2;
 475                 else if (spd.clk_cycle2 == 0x3D)
 476                         caslat--;
 477
 478         } else if (560 <= busfreq && busfreq < 700 && max_data_rate >= 700) {
 479                 /*
 480                  * busfreq 560~700 range, treated as DDR 667.
 481                  */
 482                 effective_data_rate = 667;
 483                 if (spd.clk_cycle3 == 0x30)     /* 3.0 ns */
 484                         caslat -= 2;
 485                 else if (spd.clk_cycle2 == 0x30)
 486                         caslat--;
 487
 488         } else if (700 <= busfreq) {
 489                 /*
 490                  * DDR rate out-of-range
 491                  */
 492                 printf("DDR: Bus freq %d MHz is not fit for DDR rate %d MHz\n",
 493                      busfreq, max_data_rate);
 494                 return 0;
 495         }
 496
 497
 498         /*
 499          * Convert caslat clocks to DDR controller value.
 500          * Force caslat_ctrl to be DDR Controller field-sized.
 501          */
 502         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 503                 caslat_ctrl = (caslat + 1) & 0x07;
 504         } else {
 505                 caslat_ctrl =  (2 * caslat - 1) & 0x0f;
 506         }
 507
 508         debug("DDR: effective data rate is %d MHz\n", effective_data_rate);
 509         debug("DDR: caslat SPD bit is %d, controller field is 0x%x\n",
 510               caslat, caslat_ctrl);
 511
 512         /*
 513          * Timing Config 0.
 514          * Avoid writing for DDR I.  The new PQ38 DDR controller
 515          * dreams up non-zero default values to be backwards compatible.
 516          */
 517         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR2) {
 518                 unsigned char taxpd_clk = 8;            /* By the book. */
 519                 unsigned char tmrd_clk = 2;             /* By the book. */
 520                 unsigned char act_pd_exit = 2;          /* Empirical? */
 521                 unsigned char pre_pd_exit = 6;          /* Empirical? */
 522
 523                 ddr->timing_cfg_0 = (0
 524                         | ((act_pd_exit & 0x7) << 20)   /* ACT_PD_EXIT */
 525                         | ((pre_pd_exit & 0x7) << 16)   /* PRE_PD_EXIT */
 526                         | ((taxpd_clk & 0xf) << 8)      /* ODT_PD_EXIT */
 527                         | ((tmrd_clk & 0xf) << 0)       /* MRS_CYC */
 528                         );
 529 #if 0
 530                 ddr->timing_cfg_0 |= 0xaa000000;        /* extra cycles */
 531 #endif
 532                 debug("DDR: timing_cfg_0 = 0x%08x\n", ddr->timing_cfg_0);
 533
 534         } else {
 535 #if 0
 536                 /*
 537                  * Force extra cycles with 0xaa bits.
 538                  * Incidentally supply the dreamt-up backwards compat value!
 539                  */
 540                 ddr->timing_cfg_0 = 0x00110105; /* backwards compat value */
 541                 ddr->timing_cfg_0 |= 0xaa000000;        /* extra cycles */
 542                 debug("DDR: HACK timing_cfg_0 = 0x%08x\n", ddr->timing_cfg_0);
 543 #endif
 544         }
 545
 546
 547         /*
 548          * Some Timing Config 1 values now.
 549          * Sneak Extended Refresh Recovery in here too.
 550          */
 551
 552         /*
 553          * For DDR I, WRREC(Twr) and WRTORD(Twtr) are not in SPD,
 554          * use conservative value.
 555          * For DDR II, they are bytes 36 and 37, in quarter nanos.
 556          */
 557
 558         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 559                 twr_clk = 3;    /* Clocks */
 560                 twtr_clk = 1;   /* Clocks */
 561         } else {
 562                 twr_clk = picos_to_clk(spd.twr * 250);
 563                 twtr_clk = picos_to_clk(spd.twtr * 250);
 564         }
 565
 566         /*
 567          * Calculate Trfc, in picos.
 568          * DDR I:  Byte 42 straight up in ns.
 569          * DDR II: Byte 40 and 42 swizzled some, in ns.
 570          */
 571         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 572                 trfc = spd.trfc * 1000;         /* up to ps */
 573         } else {
 574                 unsigned int byte40_table_ps[8] = {
 575                         0,
 576                         250,
 577                         330,
 578                         500,
 579                         660,
 580                         750,
 581                         0,
 582                         0
 583                 };
 584
 585                 trfc = (((spd.trctrfc_ext & 0x1) * 256) + spd.trfc) * 1000
 586                         + byte40_table_ps[(spd.trctrfc_ext >> 1) & 0x7];
 587         }
 588         trfc_clk = picos_to_clk(trfc);
 589
 590         /*
 591          * Trcd, Byte 29, from quarter nanos to ps and clocks.
 592          */
 593         trcd_clk = picos_to_clk(spd.trcd * 250) & 0x7;
 594
 595         /*
 596          * Convert trfc_clk to DDR controller fields.  DDR I should
 597          * fit in the REFREC field (16-19) of TIMING_CFG_1, but the
 598          * 8548 controller has an extended REFREC field of three bits.
 599          * The controller automatically adds 8 clocks to this value,
 600          * so preadjust it down 8 first before splitting it up.
 601          */
 602         trfc_low = (trfc_clk - 8) & 0xf;
 603         trfc_high = ((trfc_clk - 8) >> 4) & 0x3;
 604
 605         /*
 606          * Sneak in some Extended Refresh Recovery.
 607          */
 608         ddr->ext_refrec = (trfc_high << 16);
 609         debug("DDR: ext_refrec = 0x%08x\n", ddr->ext_refrec);
 610
 611         ddr->timing_cfg_1 =
 612             (0
 613              | ((picos_to_clk(spd.trp * 250) & 0x07) << 28)     /* PRETOACT */
 614              | ((picos_to_clk(spd.tras * 1000) & 0x0f ) << 24)  /* ACTTOPRE */
 615              | (trcd_clk << 20)                                 /* ACTTORW */
 616              | (caslat_ctrl << 16)                              /* CASLAT */
 617              | (trfc_low << 12)                                 /* REFEC */
 618              | ((twr_clk & 0x07) << 8)                          /* WRRREC */
 619              | ((picos_to_clk(spd.trrd * 250) & 0x07) << 4)     /* ACTTOACT */
 620              | ((twtr_clk & 0x07) << 0)                         /* WRTORD */
 621              );
 622
 623         debug("DDR: timing_cfg_1  = 0x%08x\n", ddr->timing_cfg_1);
 624
 625
 626         /*
 627          * Timing_Config_2
 628          * Was: 0x00000800;
 629          */
 630
 631         /*
 632          * Additive Latency
 633          * For DDR I, 0.
 634          * For DDR II, with ODT enabled, use "a value" less than ACTTORW,
 635          * which comes from Trcd, and also note that:
 636          *      add_lat + caslat must be >= 4
 637          */
 638         add_lat = 0;
 639         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR2
 640             && (odt_wr_cfg || odt_rd_cfg)
 641             && (caslat < 4)) {
 642                 add_lat = 4 - caslat;
 643                 if (add_lat > trcd_clk) {
 644                         add_lat = trcd_clk - 1;
 645                 }
 646         }
 647
 648         /*
 649          * Write Data Delay
 650          * Historically 0x2 == 4/8 clock delay.
 651          * Empirically, 0x3 == 6/8 clock delay is suggested for DDR I 266.
 652          */
 653         wr_data_delay = 3;
 654
 655         /*
 656          * Write Latency
 657          * Read to Precharge
 658          * Minimum CKE Pulse Width.
 659          * Four Activate Window
 660          */
 661         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 662                 /*
 663                  * This is a lie.  It should really be 1, but if it is
 664                  * set to 1, bits overlap into the old controller's
 665                  * otherwise unused ACSM field.  If we leave it 0, then
 666                  * the HW will magically treat it as 1 for DDR 1.  Oh Yea.
 667                  */
 668                 wr_lat = 0;
 669
 670                 trtp_clk = 2;           /* By the book. */
 671                 cke_min_clk = 1;        /* By the book. */
 672                 four_act = 1;           /* By the book. */
 673
 674         } else {
 675                 wr_lat = caslat - 1;
 676
 677                 /* Convert SPD value from quarter nanos to picos. */
 678                 trtp_clk = picos_to_clk(spd.trtp * 250);
 679
 680                 cke_min_clk = 3;        /* By the book. */
 681                 four_act = picos_to_clk(37500); /* By the book. 1k pages? */
 682         }
 683
 684         /*
 685          * Empirically set ~MCAS-to-preamble override for DDR 2.
 686          * Your milage will vary.
 687          */
 688         cpo = 0;
 689         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR2) {
 690                 if (effective_data_rate == 266 || effective_data_rate == 333) {
 691                         cpo = 0x7;              /* READ_LAT + 5/4 */
 692                 } else if (effective_data_rate == 400) {
 693                         cpo = 0x9;              /* READ_LAT + 7/4 */
 694                 } else {
 695                         /* Pure speculation */
 696                         cpo = 0xb;
 697                 }
 698         }
 699
 700         ddr->timing_cfg_2 = (0
 701                 | ((add_lat & 0x7) << 28)               /* ADD_LAT */
 702                 | ((cpo & 0x1f) << 23)                  /* CPO */
 703                 | ((wr_lat & 0x7) << 19)                /* WR_LAT */
 704                 | ((trtp_clk & 0x7) << 13)              /* RD_TO_PRE */
 705                 | ((wr_data_delay & 0x7) << 10)         /* WR_DATA_DELAY */
 706                 | ((cke_min_clk & 0x7) << 6)            /* CKE_PLS */
 707                 | ((four_act & 0x1f) << 0)              /* FOUR_ACT */
 708                 );
 709
 710         debug("DDR: timing_cfg_2 = 0x%08x\n", ddr->timing_cfg_2);
 711
 712
 713         /*
 714          * Determine the Mode Register Set.
 715          *
 716          * This is nominally part specific, but it appears to be
 717          * consistent for all DDR I devices, and for all DDR II devices.
 718          *
 719          *     caslat must be programmed
 720          *     burst length is always 4
 721          *     burst type is sequential
 722          *
 723          * For DDR I:
 724          *     operating mode is "normal"
 725          *
 726          * For DDR II:
 727          *     other stuff
 728          */
 729
 730         mode_caslat = 0;
 731
 732         /*
 733          * Table lookup from DDR I or II Device Operation Specs.
 734          */
 735         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 736                 if (1 <= caslat && caslat <= 4) {
 737                         unsigned char mode_caslat_table[4] = {
 738                                 0x5,    /* 1.5 clocks */
 739                                 0x2,    /* 2.0 clocks */
 740                                 0x6,    /* 2.5 clocks */
 741                                 0x3     /* 3.0 clocks */
 742                         };
 743                         mode_caslat = mode_caslat_table[caslat - 1];
 744                 } else {
 745                         puts("DDR I: Only CAS Latencies of 1.5, 2.0, "
 746                              "2.5 and 3.0 clocks are supported.\n");
 747                         return 0;
 748                 }
 749
 750         } else {
 751                 if (2 <= caslat && caslat <= 5) {
 752                         mode_caslat = caslat;
 753                 } else {
 754                         puts("DDR II: Only CAS Latencies of 2.0, 3.0, "
 755                              "4.0 and 5.0 clocks are supported.\n");
 756                         return 0;
 757                 }
 758         }
 759
 760         /*
 761          * Encoded Burst Lenght of 4.
 762          */
 763         burst_len = 2;                  /* Fiat. */
 764
 765         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 766                 twr_auto_clk = 0;       /* Historical */
 767         } else {
 768                 /*
 769                  * Determine tCK max in picos.  Grab tWR and convert to picos.
 770                  * Auto-precharge write recovery is:
 771                  *      WR = roundup(tWR_ns/tCKmax_ns).
 772                  *
 773                  * Ponder: Is twr_auto_clk different than twr_clk?
 774                  */
 775                 tCKmax_ps = convert_bcd_tenths_to_cycle_time_ps(spd.tckmax);
 776                 twr_auto_clk = (spd.twr * 250 + tCKmax_ps - 1) / tCKmax_ps;
 777         }
 778
 779
 780         /*
 781          * Mode Reg in bits 16 ~ 31,
 782          * Extended Mode Reg 1 in bits 0 ~ 15.
 783          */
 784         mode_odt_enable = 0x0;                  /* Default disabled */
 785         if (odt_wr_cfg || odt_rd_cfg) {
 786                 /*
 787                  * Bits 6 and 2 in Extended MRS(1)
 788                  * Bit 2 == 0x04 == 75 Ohm, with 2 DIMM modules.
 789                  * Bit 6 == 0x40 == 150 Ohm, with 1 DIMM module.
 790                  */
 791                 mode_odt_enable = 0x40;         /* 150 Ohm */
 792         }
 793
 794         ddr->sdram_mode =
 795                 (0
 796                  | (add_lat << (16 + 3))        /* Additive Latency in EMRS1 */
 797                  | (mode_odt_enable << 16)      /* ODT Enable in EMRS1 */
 798                  | (twr_auto_clk << 9)          /* Write Recovery Autopre */
 799                  | (mode_caslat << 4)           /* caslat */
 800                  | (burst_len << 0)             /* Burst length */
 801                  );
 802
 803         debug("DDR: sdram_mode   = 0x%08x\n", ddr->sdram_mode);
 804
 805
 806         /*
 807          * Clear EMRS2 and EMRS3.
 808          */
 809         ddr->sdram_mode_2 = 0;
 810         debug("DDR: sdram_mode_2 = 0x%08x\n", ddr->sdram_mode_2);
 811
 812         /*
 813          * Determine Refresh Rate.
 814          */
 815         refresh_clk = determine_refresh_rate(spd.refresh & 0x7);
 816
 817         /*
 818          * Set BSTOPRE to 0x100 for page mode
 819          * If auto-charge is used, set BSTOPRE = 0
 820          */
 821         ddr->sdram_interval =
 822             (0
 823              | (refresh_clk & 0x3fff) << 16
 824              | 0x100
 825              );
 826         debug("DDR: sdram_interval = 0x%08x\n", ddr->sdram_interval);
 827
 828         /*
 829          * Is this an ECC DDR chip?
 830          * But don't mess with it if the DDR controller will init mem.
 831          */
 832 #ifdef CONFIG_DDR_ECC
 833         if (spd.config == 0x02) {
 834 #ifndef CONFIG_ECC_INIT_VIA_DDRCONTROLLER
 835                 ddr->err_disable = 0x0000000d;
 836 #endif
 837                 ddr->err_sbe = 0x00ff0000;
 838         }
 839
 840         debug("DDR: err_disable = 0x%08x\n", ddr->err_disable);
 841         debug("DDR: err_sbe = 0x%08x\n", ddr->err_sbe);
 842 #endif /* CONFIG_DDR_ECC */
 843
 844         asm("sync;isync;msync");
 845         udelay(500);
 846
 847         /*
 848          * SDRAM Cfg 2
 849          */
 850
 851         /*
 852          * When ODT is enabled, Chap 9 suggests asserting ODT to
 853          * internal IOs only during reads.
 854          */
 855         odt_cfg = 0;
 856         if (odt_rd_cfg | odt_wr_cfg) {
 857                 odt_cfg = 0x2;          /* ODT to IOs during reads */
 858         }
 859
 860         /*
 861          * Try to use differential DQS with DDR II.
 862          */
 863         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 864                 dqs_cfg = 0;            /* No Differential DQS for DDR I */
 865         } else {
 866                 dqs_cfg = 0x1;          /* Differential DQS for DDR II */
 867         }
 868
 869 #if defined(CONFIG_ECC_INIT_VIA_DDRCONTROLLER)
 870         /*
 871          * Use the DDR controller to auto initialize memory.
 872          */
 873         d_init = 1;
 874         ddr->sdram_data_init = CONFIG_MEM_INIT_VALUE;
 875         debug("DDR: ddr_data_init = 0x%08x\n", ddr->sdram_data_init);
 876 #else
 877         /*
 878          * Memory will be initialized via DMA, or not at all.
 879          */
 880         d_init = 0;
 881 #endif
 882
 883         ddr->sdram_cfg_2 = (0
 884                             | (dqs_cfg << 26)   /* Differential DQS */
 885                             | (odt_cfg << 21)   /* ODT */
 886                             | (d_init << 4)     /* D_INIT auto init DDR */
 887                             );
 888
 889         debug("DDR: sdram_cfg_2  = 0x%08x\n", ddr->sdram_cfg_2);
 890
 891
 892 #ifdef MPC85xx_DDR_SDRAM_CLK_CNTL
 893         /*
 894          * Setup the clock control.
 895          * SDRAM_CLK_CNTL[0] = Source synchronous enable == 1
 896          * SDRAM_CLK_CNTL[5-7] = Clock Adjust
 897          *      0110    3/4 cycle late
 898          *      0111    7/8 cycle late
 899          */
 900         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR)
 901                 clk_adjust = 0x6;
 902         else
 903                 clk_adjust = 0x7;
 904
 905         ddr->sdram_clk_cntl = (0
 906                                | 0x80000000
 907                                | (clk_adjust << 23)
 908                                );
 909         debug("DDR: sdram_clk_cntl = 0x%08x\n", ddr->sdram_clk_cntl);
 910 #endif
 911
 912         /*
 913          * Figure out the settings for the sdram_cfg register.
 914          * Build up the entire register in 'sdram_cfg' before writing
 915          * since the write into the register will actually enable the
 916          * memory controller; all settings must be done before enabling.
 917          *
 918          * sdram_cfg[0]   = 1 (ddr sdram logic enable)
 919          * sdram_cfg[1]   = 1 (self-refresh-enable)
 920          * sdram_cfg[5:7] = (SDRAM type = DDR SDRAM)
 921          *                      010 DDR 1 SDRAM
 922          *                      011 DDR 2 SDRAM
 923          */
 924         sdram_type = (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) ? 2 : 3;
 925         sdram_cfg = (0
 926                      | (1 << 31)                        /* Enable */
 927                      | (1 << 30)                        /* Self refresh */
 928                      | (sdram_type << 24)               /* SDRAM type */
 929                      );
 930
 931         /*
 932          * sdram_cfg[3] = RD_EN - registered DIMM enable
 933          *   A value of 0x26 indicates micron registered DIMMS (micron.com)
 934          */
 935         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR && spd.mod_attr == 0x26) {
 936                 sdram_cfg |= 0x10000000;                /* RD_EN */
 937         }
 938
 939 #if defined(CONFIG_DDR_ECC)
 940         /*
 941          * If the user wanted ECC (enabled via sdram_cfg[2])
 942          */
 943         if (spd.config == 0x02) {
 944                 sdram_cfg |= 0x20000000;                /* ECC_EN */
 945         }
 946 #endif
 947
 948         /*
 949          * REV1 uses 1T timing.
 950          * REV2 may use 1T or 2T as configured by the user.
 951          */
 952         {
 953                 uint pvr = get_pvr();
 954
 955                 if (pvr != PVR_85xx_REV1) {
 956 #if defined(CONFIG_DDR_2T_TIMING)
 957                         /*
 958                          * Enable 2T timing by setting sdram_cfg[16].
 959                          */
 960                         sdram_cfg |= 0x8000;            /* 2T_EN */
 961 #endif
 962                 }
 963         }
 964
 965         /*
 966          * 200 painful micro-seconds must elapse between
 967          * the DDR clock setup and the DDR config enable.
 968          */
 969         udelay(200);
 970
 971         /*
 972          * Go!
 973          */
 974         ddr->sdram_cfg = sdram_cfg;
 975
 976         asm("sync;isync;msync");
 977         udelay(500);
 978
 979         debug("DDR: sdram_cfg   = 0x%08x\n", ddr->sdram_cfg);
 980
 981
 982 #if defined(CONFIG_ECC_INIT_VIA_DDRCONTROLLER)
 983         /*
 984          * Poll until memory is initialized.
 985          * 512 Meg at 400 might hit this 200 times or so.
 986          */
 987         while ((ddr->sdram_cfg_2 & (d_init << 4)) != 0) {
 988                 udelay(1000);
 989         }
 990 #endif
 991
 992
 993         /*
 994          * Figure out memory size in Megabytes.
 995          */
 996         memsize = n_ranks * rank_density / 0x100000;
 997
 998         /*
 999          * Establish Local Access Window and TLB mappings for DDR memory.
1000          */
1001         memsize = setup_laws_and_tlbs(memsize);
1002         if (memsize == 0) {
1003                 return 0;
1004         }
1005
1006         return memsize * 1024 * 1024;
1007 }
1008
1009
1010 /*
1011  * Setup Local Access Window and TLB1 mappings for the requested
1012  * amount of memory.  Returns the amount of memory actually mapped
1013  * (usually the original request size), or 0 on error.
1014  */
1015
1016 static unsigned int
1017 setup_laws_and_tlbs(unsigned int memsize)
1018 {
1019         volatile immap_t *immap = (immap_t *)CFG_IMMR;
1020         volatile ccsr_local_ecm_t *ecm = &immap->im_local_ecm;
1021         unsigned int tlb_size;
1022         unsigned int law_size;
1023         unsigned int ram_tlb_index;
1024         unsigned int ram_tlb_address;
1025
1026         /*
1027          * Determine size of each TLB1 entry.
1028          */
1029         switch (memsize) {
1030         case 16:
1031         case 32:
1032                 tlb_size = BOOKE_PAGESZ_16M;
1033                 break;
1034         case 64:
1035         case 128:
1036                 tlb_size = BOOKE_PAGESZ_64M;
1037                 break;
1038         case 256:
1039         case 512:
1040                 tlb_size = BOOKE_PAGESZ_256M;
1041                 break;
1042         case 1024:
1043         case 2048:
1044                 if (PVR_VER(get_pvr()) > PVR_VER(PVR_85xx))
1045                         tlb_size = BOOKE_PAGESZ_1G;
1046                 else
1047                         tlb_size = BOOKE_PAGESZ_256M;
1048                 break;
1049         default:
1050                 puts("DDR: only 16M,32M,64M,128M,256M,512M,1G and 2G are supported.\n");
1051
1052                 /*
1053                  * The memory was not able to be mapped.
1054                  * Default to a small size.
1055                  */
1056                 tlb_size = BOOKE_PAGESZ_64M;
1057                 memsize=64;
1058                 break;
1059         }
1060
1061         /*
1062          * Configure DDR TLB1 entries.
1063          * Starting at TLB1 8, use no more than 8 TLB1 entries.
1064          */
1065         ram_tlb_index = 8;
1066         ram_tlb_address = (unsigned int)CFG_DDR_SDRAM_BASE;
1067         while (ram_tlb_address < (memsize * 1024 * 1024)
1068               && ram_tlb_index < 16) {
1069                 mtspr(MAS0, TLB1_MAS0(1, ram_tlb_index, 0));
1070                 mtspr(MAS1, TLB1_MAS1(1, 1, 0, 0, tlb_size));
1071                 mtspr(MAS2, TLB1_MAS2(E500_TLB_EPN(ram_tlb_address),
1072                                       0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0));
1073                 mtspr(MAS3, TLB1_MAS3(E500_TLB_RPN(ram_tlb_address),
1074                                       0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1));
1075                 asm volatile("isync;msync;tlbwe;isync");
1076
1077                 debug("DDR: MAS0=0x%08x\n", TLB1_MAS0(1, ram_tlb_index, 0));
1078                 debug("DDR: MAS1=0x%08x\n", TLB1_MAS1(1, 1, 0, 0, tlb_size));
1079                 debug("DDR: MAS2=0x%08x\n",
1080                       TLB1_MAS2(E500_TLB_EPN(ram_tlb_address),
1081                                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0));
1082                 debug("DDR: MAS3=0x%08x\n",
1083                       TLB1_MAS3(E500_TLB_RPN(ram_tlb_address),
1084                                 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1));
1085
1086                 ram_tlb_address += (0x1000 << ((tlb_size - 1) * 2));
1087                 ram_tlb_index++;
1088         }
1089
1090
1091         /*
1092          * First supported LAW size is 16M, at LAWAR_SIZE_16M == 23.  Fnord.
1093          */
1094         law_size = 19 + __ilog2(memsize);
1095
1096         /*
1097          * Set up LAWBAR for all of DDR.
1098          */
1099         ecm->lawbar1 = ((CFG_DDR_SDRAM_BASE >> 12) & 0xfffff);
1100         ecm->lawar1 = (LAWAR_EN
1101                        | LAWAR_TRGT_IF_DDR
1102                        | (LAWAR_SIZE & law_size));
1103         debug("DDR: LAWBAR1=0x%08x\n", ecm->lawbar1);
1104         debug("DDR: LARAR1=0x%08x\n", ecm->lawar1);
1105
1106         /*
1107          * Confirm that the requested amount of memory was mapped.
1108          */
1109         return memsize;
1110 }
1111
1112 #endif /* CONFIG_SPD_EEPROM */
1113
1114
1115 #if defined(CONFIG_DDR_ECC) && !defined(CONFIG_ECC_INIT_VIA_DDRCONTROLLER)
1116
1117 /*
1118  * Initialize all of memory for ECC, then enable errors.
1119  */
1120
1121 void
1122 ddr_enable_ecc(unsigned int dram_size)
1123 {
1124         uint *p = 0;
1125         uint i = 0;
1126         volatile immap_t *immap = (immap_t *)CFG_IMMR;
1127         volatile ccsr_ddr_t *ddr= &immap->im_ddr;
1128
1129         dma_init();
1130
1131         for (*p = 0; p < (uint *)(8 * 1024); p++) {
1132                 if (((unsigned int)p & 0x1f) == 0) {
1133                         ppcDcbz((unsigned long) p);
1134                 }
1135                 *p = (unsigned int)CONFIG_MEM_INIT_VALUE;
1136                 if (((unsigned int)p & 0x1c) == 0x1c) {
1137                         ppcDcbf((unsigned long) p);
1138                 }
1139         }
1140
1141         dma_xfer((uint *)0x002000, 0x002000, (uint *)0); /* 8K */
1142         dma_xfer((uint *)0x004000, 0x004000, (uint *)0); /* 16K */
1143         dma_xfer((uint *)0x008000, 0x008000, (uint *)0); /* 32K */
1144         dma_xfer((uint *)0x010000, 0x010000, (uint *)0); /* 64K */
1145         dma_xfer((uint *)0x020000, 0x020000, (uint *)0); /* 128k */
1146         dma_xfer((uint *)0x040000, 0x040000, (uint *)0); /* 256k */
1147         dma_xfer((uint *)0x080000, 0x080000, (uint *)0); /* 512k */
1148         dma_xfer((uint *)0x100000, 0x100000, (uint *)0); /* 1M */
1149         dma_xfer((uint *)0x200000, 0x200000, (uint *)0); /* 2M */
1150         dma_xfer((uint *)0x400000, 0x400000, (uint *)0); /* 4M */
1151
1152         for (i = 1; i < dram_size / 0x800000; i++) {
1153                 dma_xfer((uint *)(0x800000*i), 0x800000, (uint *)0);
1154         }
1155
1156         /*
1157          * Enable errors for ECC.
1158          */
1159         debug("DMA DDR: err_disable = 0x%08x\n", ddr->err_disable);
1160         ddr->err_disable = 0x00000000;
1161         asm("sync;isync;msync");
1162         debug("DMA DDR: err_disable = 0x%08x\n", ddr->err_disable);
1163 }
1164
1165 #endif  /* CONFIG_DDR_ECC  && ! CONFIG_ECC_INIT_VIA_DDRCONTROLLER */