arch/arm/mach-sunxi/dram_sun4i.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 /*
   3  * sunxi DRAM controller initialization
   4  * (C) Copyright 2012 Henrik Nordstrom <henrik@henriknordstrom.net>
   5  * (C) Copyright 2013 Luke Kenneth Casson Leighton <lkcl@lkcl.net>
   6  *
   7  * Based on sun4i Linux kernel sources mach-sunxi/pm/standby/dram*.c
   8  * and earlier U-Boot Allwinner A10 SPL work
   9  *
  10  * (C) Copyright 2007-2012
  11  * Allwinner Technology Co., Ltd. <www.allwinnertech.com>
  12  * Berg Xing <bergxing@allwinnertech.com>
  13  * Tom Cubie <tangliang@allwinnertech.com>
  14  */
  15
  16 /*
  17  * Unfortunately the only documentation we have on the sun7i DRAM
  18  * controller is Allwinner boot0 + boot1 code, and that code uses
  19  * magic numbers & shifts with no explanations. Hence this code is
  20  * rather undocumented and full of magic.
  21  */
  22
  23 #include <common.h>
  24 #include <init.h>
  25 #include <asm/io.h>
  26 #include <asm/arch/clock.h>
  27 #include <asm/arch/dram.h>
  28 #include <asm/arch/timer.h>
  29 #include <asm/arch/sys_proto.h>
  30 #include <linux/delay.h>
  31
  32 #define CPU_CFG_CHIP_VER(n) ((n) << 6)
  33 #define CPU_CFG_CHIP_VER_MASK CPU_CFG_CHIP_VER(0x3)
  34 #define CPU_CFG_CHIP_REV_A 0x0
  35 #define CPU_CFG_CHIP_REV_C1 0x1
  36 #define CPU_CFG_CHIP_REV_C2 0x2
  37 #define CPU_CFG_CHIP_REV_B 0x3
  38
  39 /*
  40  * Wait up to 1s for mask to be clear in given reg.
  41  */
  42 static inline void await_bits_clear(u32 *reg, u32 mask)
  43 {
  44         mctl_await_completion(reg, mask, 0);
  45 }
  46
  47 /*
  48  * Wait up to 1s for mask to be set in given reg.
  49  */
  50 static inline void await_bits_set(u32 *reg, u32 mask)
  51 {
  52         mctl_await_completion(reg, mask, mask);
  53 }
  54
  55 /*
  56  * This performs the external DRAM reset by driving the RESET pin low and
  57  * then high again. According to the DDR3 spec, the RESET pin needs to be
  58  * kept low for at least 200 us.
  59  */
  60 static void mctl_ddr3_reset(void)
  61 {
  62         struct sunxi_dram_reg *dram =
  63                         (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
  64
  65 #ifdef CONFIG_MACH_SUN4I
  66         struct sunxi_timer_reg *timer =
  67                         (struct sunxi_timer_reg *)SUNXI_TIMER_BASE;
  68         u32 reg_val;
  69
  70         writel(0, &timer->cpu_cfg);
  71         reg_val = readl(&timer->cpu_cfg);
  72
  73         if ((reg_val & CPU_CFG_CHIP_VER_MASK) !=
  74             CPU_CFG_CHIP_VER(CPU_CFG_CHIP_REV_A)) {
  75                 setbits_le32(&dram->mcr, DRAM_MCR_RESET);
  76                 udelay(200);
  77                 clrbits_le32(&dram->mcr, DRAM_MCR_RESET);
  78         } else
  79 #endif
  80         {
  81                 clrbits_le32(&dram->mcr, DRAM_MCR_RESET);
  82                 udelay(200);
  83                 setbits_le32(&dram->mcr, DRAM_MCR_RESET);
  84         }
  85         /* After the RESET pin is de-asserted, the DDR3 spec requires to wait
  86          * for additional 500 us before driving the CKE pin (Clock Enable)
  87          * high. The duration of this delay can be configured in the SDR_IDCR
  88          * (Initialization Delay Configuration Register) and applied
  89          * automatically by the DRAM controller during the DDR3 initialization
  90          * step. But SDR_IDCR has limited range on sun4i/sun5i hardware and
  91          * can't provide sufficient delay at DRAM clock frequencies higher than
  92          * 524 MHz (while Allwinner A13 supports DRAM clock frequency up to
  93          * 533 MHz according to the datasheet). Additionally, there is no
  94          * official documentation for the SDR_IDCR register anywhere, and
  95          * there is always a chance that we are interpreting it wrong.
  96          * Better be safe than sorry, so add an explicit delay here. */
  97         udelay(500);
  98 }
  99
 100 static void mctl_set_drive(void)
 101 {
 102         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 103
 104 #ifdef CONFIG_MACH_SUN7I
 105         clrsetbits_le32(&dram->mcr, DRAM_MCR_MODE_NORM(0x3) | (0x3 << 28),
 106 #else
 107         clrsetbits_le32(&dram->mcr, DRAM_MCR_MODE_NORM(0x3),
 108 #endif
 109                         DRAM_MCR_MODE_EN(0x3) |
 110                         0xffc);
 111 }
 112
 113 static void mctl_itm_disable(void)
 114 {
 115         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 116
 117         clrsetbits_le32(&dram->ccr, DRAM_CCR_INIT, DRAM_CCR_ITM_OFF);
 118 }
 119
 120 static void mctl_itm_enable(void)
 121 {
 122         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 123
 124         clrbits_le32(&dram->ccr, DRAM_CCR_ITM_OFF);
 125 }
 126
 127 static void mctl_itm_reset(void)
 128 {
 129         mctl_itm_disable();
 130         udelay(1); /* ITM reset needs a bit of delay */
 131         mctl_itm_enable();
 132         udelay(1);
 133 }
 134
 135 static void mctl_enable_dll0(u32 phase)
 136 {
 137         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 138
 139         clrsetbits_le32(&dram->dllcr[0], 0x3f << 6,
 140                         ((phase >> 16) & 0x3f) << 6);
 141         clrsetbits_le32(&dram->dllcr[0], DRAM_DLLCR_NRESET, DRAM_DLLCR_DISABLE);
 142         udelay(2);
 143
 144         clrbits_le32(&dram->dllcr[0], DRAM_DLLCR_NRESET | DRAM_DLLCR_DISABLE);
 145         udelay(22);
 146
 147         clrsetbits_le32(&dram->dllcr[0], DRAM_DLLCR_DISABLE, DRAM_DLLCR_NRESET);
 148         udelay(22);
 149 }
 150
 151 /* Get the number of DDR byte lanes */
 152 static u32 mctl_get_number_of_lanes(void)
 153 {
 154         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 155         if ((readl(&dram->dcr) & DRAM_DCR_BUS_WIDTH_MASK) ==
 156                                 DRAM_DCR_BUS_WIDTH(DRAM_DCR_BUS_WIDTH_32BIT))
 157                 return 4;
 158         else
 159                 return 2;
 160 }
 161
 162 /*
 163  * Note: This differs from pm/standby in that it checks the bus width
 164  */
 165 static void mctl_enable_dllx(u32 phase)
 166 {
 167         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 168         u32 i, number_of_lanes;
 169
 170         number_of_lanes = mctl_get_number_of_lanes();
 171
 172         for (i = 1; i <= number_of_lanes; i++) {
 173                 clrsetbits_le32(&dram->dllcr[i], 0xf << 14,
 174                                 (phase & 0xf) << 14);
 175                 clrsetbits_le32(&dram->dllcr[i], DRAM_DLLCR_NRESET,
 176                                 DRAM_DLLCR_DISABLE);
 177                 phase >>= 4;
 178         }
 179         udelay(2);
 180
 181         for (i = 1; i <= number_of_lanes; i++)
 182                 clrbits_le32(&dram->dllcr[i], DRAM_DLLCR_NRESET |
 183                              DRAM_DLLCR_DISABLE);
 184         udelay(22);
 185
 186         for (i = 1; i <= number_of_lanes; i++)
 187                 clrsetbits_le32(&dram->dllcr[i], DRAM_DLLCR_DISABLE,
 188                                 DRAM_DLLCR_NRESET);
 189         udelay(22);
 190 }
 191
 192 static u32 hpcr_value[32] = {
 193 #ifdef CONFIG_MACH_SUN5I
 194         0, 0, 0, 0,
 195         0, 0, 0, 0,
 196         0, 0, 0, 0,
 197         0, 0, 0, 0,
 198         0x1031, 0x1031, 0x0735, 0x1035,
 199         0x1035, 0x0731, 0x1031, 0,
 200         0x0301, 0x0301, 0x0301, 0x0301,
 201         0x0301, 0x0301, 0x0301, 0
 202 #endif
 203 #ifdef CONFIG_MACH_SUN4I
 204         0x0301, 0x0301, 0x0301, 0x0301,
 205         0x0301, 0x0301, 0, 0,
 206         0, 0, 0, 0,
 207         0, 0, 0, 0,
 208         0x1031, 0x1031, 0x0735, 0x5031,
 209         0x1035, 0x0731, 0x1031, 0x0735,
 210         0x1035, 0x1031, 0x0731, 0x1035,
 211         0x1031, 0x0301, 0x0301, 0x0731
 212 #endif
 213 #ifdef CONFIG_MACH_SUN7I
 214         0x0301, 0x0301, 0x0301, 0x0301,
 215         0x0301, 0x0301, 0x0301, 0x0301,
 216         0, 0, 0, 0,
 217         0, 0, 0, 0,
 218         0x1031, 0x1031, 0x0735, 0x1035,
 219         0x1035, 0x0731, 0x1031, 0x0735,
 220         0x1035, 0x1031, 0x0731, 0x1035,
 221         0x0001, 0x1031, 0, 0x1031
 222         /* last row differs from boot0 source table
 223          * 0x1031, 0x0301, 0x0301, 0x0731
 224          * but boot0 code skips #28 and #30, and sets #29 and #31 to the
 225          * value from #28 entry (0x1031)
 226          */
 227 #endif
 228 };
 229
 230 static void mctl_configure_hostport(void)
 231 {
 232         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 233         u32 i;
 234
 235         for (i = 0; i < 32; i++)
 236                 writel(hpcr_value[i], &dram->hpcr[i]);
 237 }
 238
 239 static void mctl_setup_dram_clock(u32 clk, u32 mbus_clk)
 240 {
 241         u32 reg_val;
 242         struct sunxi_ccm_reg *ccm = (struct sunxi_ccm_reg *)SUNXI_CCM_BASE;
 243         u32 pll5p_clk, pll6x_clk;
 244         u32 pll5p_div, pll6x_div;
 245         u32 pll5p_rate, pll6x_rate;
 246
 247         /* setup DRAM PLL */
 248         reg_val = readl(&ccm->pll5_cfg);
 249         reg_val &= ~CCM_PLL5_CTRL_M_MASK;               /* set M to 0 (x1) */
 250         reg_val &= ~CCM_PLL5_CTRL_K_MASK;               /* set K to 0 (x1) */
 251         reg_val &= ~CCM_PLL5_CTRL_N_MASK;               /* set N to 0 (x0) */
 252         reg_val &= ~CCM_PLL5_CTRL_P_MASK;               /* set P to 0 (x1) */
 253 #ifdef CONFIG_OLD_SUNXI_KERNEL_COMPAT
 254         /* Old kernels are hardcoded to P=1 (divide by 2) */
 255         reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_P(1);
 256 #endif
 257         if (clk >= 540 && clk < 552) {
 258                 /* dram = 540MHz */
 259                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_M(CCM_PLL5_CTRL_M_X(2));
 260                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_K(CCM_PLL5_CTRL_K_X(3));
 261                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_N(CCM_PLL5_CTRL_N_X(15));
 262         } else if (clk >= 512 && clk < 528) {
 263                 /* dram = 512MHz */
 264                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_M(CCM_PLL5_CTRL_M_X(3));
 265                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_K(CCM_PLL5_CTRL_K_X(4));
 266                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_N(CCM_PLL5_CTRL_N_X(16));
 267         } else if (clk >= 496 && clk < 504) {
 268                 /* dram = 496MHz */
 269                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_M(CCM_PLL5_CTRL_M_X(3));
 270                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_K(CCM_PLL5_CTRL_K_X(2));
 271                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_N(CCM_PLL5_CTRL_N_X(31));
 272         } else if (clk >= 468 && clk < 480) {
 273                 /* dram = 468MHz */
 274                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_M(CCM_PLL5_CTRL_M_X(2));
 275                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_K(CCM_PLL5_CTRL_K_X(3));
 276                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_N(CCM_PLL5_CTRL_N_X(13));
 277         } else if (clk >= 396 && clk < 408) {
 278                 /* dram = 396MHz */
 279                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_M(CCM_PLL5_CTRL_M_X(2));
 280                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_K(CCM_PLL5_CTRL_K_X(3));
 281                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_N(CCM_PLL5_CTRL_N_X(11));
 282         } else  {
 283                 /* any other frequency that is a multiple of 24 */
 284                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_M(CCM_PLL5_CTRL_M_X(2));
 285                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_K(CCM_PLL5_CTRL_K_X(2));
 286                 reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_N(CCM_PLL5_CTRL_N_X(clk / 24));
 287         }
 288         reg_val &= ~CCM_PLL5_CTRL_VCO_GAIN;             /* PLL VCO Gain off */
 289         reg_val |= CCM_PLL5_CTRL_EN;                    /* PLL On */
 290         writel(reg_val, &ccm->pll5_cfg);
 291         udelay(5500);
 292
 293         setbits_le32(&ccm->pll5_cfg, CCM_PLL5_CTRL_DDR_CLK);
 294
 295 #if defined(CONFIG_MACH_SUN4I) || defined(CONFIG_MACH_SUN7I)
 296         /* reset GPS */
 297         clrbits_le32(&ccm->gps_clk_cfg, CCM_GPS_CTRL_RESET | CCM_GPS_CTRL_GATE);
 298         setbits_le32(&ccm->ahb_gate0, CCM_AHB_GATE_GPS);
 299         udelay(1);
 300         clrbits_le32(&ccm->ahb_gate0, CCM_AHB_GATE_GPS);
 301 #endif
 302
 303         /* setup MBUS clock */
 304         if (!mbus_clk)
 305                 mbus_clk = 300;
 306
 307         /* PLL5P and PLL6 are the potential clock sources for MBUS */
 308         pll6x_clk = clock_get_pll6() / 1000000;
 309 #ifdef CONFIG_MACH_SUN7I
 310         pll6x_clk *= 2; /* sun7i uses PLL6*2, sun5i uses just PLL6 */
 311 #endif
 312         pll5p_clk = clock_get_pll5p() / 1000000;
 313         pll6x_div = DIV_ROUND_UP(pll6x_clk, mbus_clk);
 314         pll5p_div = DIV_ROUND_UP(pll5p_clk, mbus_clk);
 315         pll6x_rate = pll6x_clk / pll6x_div;
 316         pll5p_rate = pll5p_clk / pll5p_div;
 317
 318         if (pll6x_div <= 16 && pll6x_rate > pll5p_rate) {
 319                 /* use PLL6 as the MBUS clock source */
 320                 reg_val = CCM_MBUS_CTRL_GATE |
 321                           CCM_MBUS_CTRL_CLK_SRC(CCM_MBUS_CTRL_CLK_SRC_PLL6) |
 322                           CCM_MBUS_CTRL_N(CCM_MBUS_CTRL_N_X(1)) |
 323                           CCM_MBUS_CTRL_M(CCM_MBUS_CTRL_M_X(pll6x_div));
 324         } else if (pll5p_div <= 16) {
 325                 /* use PLL5P as the MBUS clock source */
 326                 reg_val = CCM_MBUS_CTRL_GATE |
 327                           CCM_MBUS_CTRL_CLK_SRC(CCM_MBUS_CTRL_CLK_SRC_PLL5) |
 328                           CCM_MBUS_CTRL_N(CCM_MBUS_CTRL_N_X(1)) |
 329                           CCM_MBUS_CTRL_M(CCM_MBUS_CTRL_M_X(pll5p_div));
 330         } else {
 331                 panic("Bad mbus_clk\n");
 332         }
 333         writel(reg_val, &ccm->mbus_clk_cfg);
 334
 335         /*
 336          * open DRAMC AHB & DLL register clock
 337          * close it first
 338          */
 339 #if defined(CONFIG_MACH_SUN5I) || defined(CONFIG_MACH_SUN7I)
 340         clrbits_le32(&ccm->ahb_gate0, CCM_AHB_GATE_SDRAM | CCM_AHB_GATE_DLL);
 341 #else
 342         clrbits_le32(&ccm->ahb_gate0, CCM_AHB_GATE_SDRAM);
 343 #endif
 344         udelay(22);
 345
 346         /* then open it */
 347 #if defined(CONFIG_MACH_SUN5I) || defined(CONFIG_MACH_SUN7I)
 348         setbits_le32(&ccm->ahb_gate0, CCM_AHB_GATE_SDRAM | CCM_AHB_GATE_DLL);
 349 #else
 350         setbits_le32(&ccm->ahb_gate0, CCM_AHB_GATE_SDRAM);
 351 #endif
 352         udelay(22);
 353 }
 354
 355 /*
 356  * The data from rslrX and rdgrX registers (X=rank) is stored
 357  * in a single 32-bit value using the following format:
 358  *   bits [31:26] - DQS gating system latency for byte lane 3
 359  *   bits [25:24] - DQS gating phase select for byte lane 3
 360  *   bits [23:18] - DQS gating system latency for byte lane 2
 361  *   bits [17:16] - DQS gating phase select for byte lane 2
 362  *   bits [15:10] - DQS gating system latency for byte lane 1
 363  *   bits [ 9:8 ] - DQS gating phase select for byte lane 1
 364  *   bits [ 7:2 ] - DQS gating system latency for byte lane 0
 365  *   bits [ 1:0 ] - DQS gating phase select for byte lane 0
 366  */
 367 static void mctl_set_dqs_gating_delay(int rank, u32 dqs_gating_delay)
 368 {
 369         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 370         u32 lane, number_of_lanes = mctl_get_number_of_lanes();
 371         /* rank0 gating system latency (3 bits per lane: cycles) */
 372         u32 slr = readl(rank == 0 ? &dram->rslr0 : &dram->rslr1);
 373         /* rank0 gating phase select (2 bits per lane: 90, 180, 270, 360) */
 374         u32 dgr = readl(rank == 0 ? &dram->rdgr0 : &dram->rdgr1);
 375         for (lane = 0; lane < number_of_lanes; lane++) {
 376                 u32 tmp = dqs_gating_delay >> (lane * 8);
 377                 slr &= ~(7 << (lane * 3));
 378                 slr |= ((tmp >> 2) & 7) << (lane * 3);
 379                 dgr &= ~(3 << (lane * 2));
 380                 dgr |= (tmp & 3) << (lane * 2);
 381         }
 382         writel(slr, rank == 0 ? &dram->rslr0 : &dram->rslr1);
 383         writel(dgr, rank == 0 ? &dram->rdgr0 : &dram->rdgr1);
 384 }
 385
 386 static int dramc_scan_readpipe(void)
 387 {
 388         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 389         u32 reg_val;
 390
 391         /* data training trigger */
 392         clrbits_le32(&dram->csr, DRAM_CSR_FAILED);
 393         setbits_le32(&dram->ccr, DRAM_CCR_DATA_TRAINING);
 394
 395         /* check whether data training process has completed */
 396         await_bits_clear(&dram->ccr, DRAM_CCR_DATA_TRAINING);
 397
 398         /* check data training result */
 399         reg_val = readl(&dram->csr);
 400         if (reg_val & DRAM_CSR_FAILED)
 401                 return -1;
 402
 403         return 0;
 404 }
 405
 406 static void dramc_clock_output_en(u32 on)
 407 {
 408 #if defined(CONFIG_MACH_SUN5I) || defined(CONFIG_MACH_SUN7I)
 409         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 410
 411         if (on)
 412                 setbits_le32(&dram->mcr, DRAM_MCR_DCLK_OUT);
 413         else
 414                 clrbits_le32(&dram->mcr, DRAM_MCR_DCLK_OUT);
 415 #endif
 416 #ifdef CONFIG_MACH_SUN4I
 417         struct sunxi_ccm_reg *ccm = (struct sunxi_ccm_reg *)SUNXI_CCM_BASE;
 418         if (on)
 419                 setbits_le32(&ccm->dram_clk_gate, CCM_DRAM_CTRL_DCLK_OUT);
 420         else
 421                 clrbits_le32(&ccm->dram_clk_gate, CCM_DRAM_CTRL_DCLK_OUT);
 422 #endif
 423 }
 424
 425 /* tRFC in nanoseconds for different densities (from the DDR3 spec) */
 426 static const u16 tRFC_DDR3_table[6] = {
 427         /* 256Mb    512Mb    1Gb      2Gb      4Gb      8Gb */
 428            90,      90,      110,     160,     300,     350
 429 };
 430
 431 static void dramc_set_autorefresh_cycle(u32 clk, u32 density)
 432 {
 433         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 434         u32 tRFC, tREFI;
 435
 436         tRFC = (tRFC_DDR3_table[density] * clk + 999) / 1000;
 437         tREFI = (7987 * clk) >> 10;     /* <= 7.8us */
 438
 439         writel(DRAM_DRR_TREFI(tREFI) | DRAM_DRR_TRFC(tRFC), &dram->drr);
 440 }
 441
 442 /* Calculate the value for A11, A10, A9 bits in MR0 (write recovery) */
 443 static u32 ddr3_write_recovery(u32 clk)
 444 {
 445         u32 twr_ns = 15; /* DDR3 spec says that it is 15ns for all speed bins */
 446         u32 twr_ck = (twr_ns * clk + 999) / 1000;
 447         if (twr_ck < 5)
 448                 return 1;
 449         else if (twr_ck <= 8)
 450                 return twr_ck - 4;
 451         else if (twr_ck <= 10)
 452                 return 5;
 453         else
 454                 return 6;
 455 }
 456
 457 /*
 458  * If the dram->ppwrsctl (SDR_DPCR) register has the lowest bit set to 1, this
 459  * means that DRAM is currently in self-refresh mode and retaining the old
 460  * data. Since we have no idea what to do in this situation yet, just set this
 461  * register to 0 and initialize DRAM in the same way as on any normal reboot
 462  * (discarding whatever was stored there).
 463  *
 464  * Note: on sun7i hardware, the highest 16 bits need to be set to 0x1651 magic
 465  * value for this write operation to have any effect. On sun5i hadware this
 466  * magic value is not necessary. And on sun4i hardware the writes to this
 467  * register seem to have no effect at all.
 468  */
 469 static void mctl_disable_power_save(void)
 470 {
 471         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 472         writel(0x16510000, &dram->ppwrsctl);
 473 }
 474
 475 /*
 476  * After the DRAM is powered up or reset, the DDR3 spec requires to wait at
 477  * least 500 us before driving the CKE pin (Clock Enable) high. The dram->idct
 478  * (SDR_IDCR) register appears to configure this delay, which gets applied
 479  * right at the time when the DRAM initialization is activated in the
 480  * 'mctl_ddr3_initialize' function.
 481  */
 482 static void mctl_set_cke_delay(void)
 483 {
 484         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 485
 486         /* The CKE delay is represented in DRAM clock cycles, multiplied by N
 487          * (where N=2 for sun4i/sun5i and N=3 for sun7i). Here it is set to
 488          * the maximum possible value 0x1ffff, just like in the Allwinner's
 489          * boot0 bootloader. The resulting delay value is somewhere between
 490          * ~0.4 ms (sun5i with 648 MHz DRAM clock speed) and ~1.1 ms (sun7i
 491          * with 360 MHz DRAM clock speed). */
 492         setbits_le32(&dram->idcr, 0x1ffff);
 493 }
 494
 495 /*
 496  * This triggers the DRAM initialization. It performs sending the mode registers
 497  * to the DRAM among other things. Very likely the ZQCL command is also getting
 498  * executed (to do the initial impedance calibration on the DRAM side of the
 499  * wire). The memory controller and the PHY must be already configured before
 500  * calling this function.
 501  */
 502 static void mctl_ddr3_initialize(void)
 503 {
 504         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 505         setbits_le32(&dram->ccr, DRAM_CCR_INIT);
 506         await_bits_clear(&dram->ccr, DRAM_CCR_INIT);
 507 }
 508
 509 /*
 510  * Perform impedance calibration on the DRAM controller side of the wire.
 511  */
 512 static void mctl_set_impedance(u32 zq, bool odt_en)
 513 {
 514         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 515         u32 reg_val;
 516         u32 zprog = zq & 0xFF, zdata = (zq >> 8) & 0xFFFFF;
 517
 518 #ifndef CONFIG_MACH_SUN7I
 519         /* Appears that some kind of automatically initiated default
 520          * ZQ calibration is already in progress at this point on sun4i/sun5i
 521          * hardware, but not on sun7i. So it is reasonable to wait for its
 522          * completion before doing anything else. */
 523         await_bits_set(&dram->zqsr, DRAM_ZQSR_ZDONE);
 524 #endif
 525
 526         /* ZQ calibration is not really useful unless ODT is enabled */
 527         if (!odt_en)
 528                 return;
 529
 530 #ifdef CONFIG_MACH_SUN7I
 531         /* Enabling ODT in SDR_IOCR on sun7i hardware results in a deadlock
 532          * unless bit 24 is set in SDR_ZQCR1. Not much is known about the
 533          * SDR_ZQCR1 register, but there are hints indicating that it might
 534          * be related to periodic impedance re-calibration. This particular
 535          * magic value is borrowed from the Allwinner boot0 bootloader, and
 536          * using it helps to avoid troubles */
 537         writel((1 << 24) | (1 << 1), &dram->zqcr1);
 538 #endif
 539
 540         /* Needed at least for sun5i, because it does not self clear there */
 541         clrbits_le32(&dram->zqcr0, DRAM_ZQCR0_ZCAL);
 542
 543         if (zdata) {
 544                 /* Set the user supplied impedance data */
 545                 reg_val = DRAM_ZQCR0_ZDEN | zdata;
 546                 writel(reg_val, &dram->zqcr0);
 547                 /* no need to wait, this takes effect immediately */
 548         } else {
 549                 /* Do the calibration using the external resistor */
 550                 reg_val = DRAM_ZQCR0_ZCAL | DRAM_ZQCR0_IMP_DIV(zprog);
 551                 writel(reg_val, &dram->zqcr0);
 552                 /* Wait for the new impedance configuration to settle */
 553                 await_bits_set(&dram->zqsr, DRAM_ZQSR_ZDONE);
 554         }
 555
 556         /* Needed at least for sun5i, because it does not self clear there */
 557         clrbits_le32(&dram->zqcr0, DRAM_ZQCR0_ZCAL);
 558
 559         /* Set I/O configure register */
 560         writel(DRAM_IOCR_ODT_EN, &dram->iocr);
 561 }
 562
 563 static unsigned long dramc_init_helper(struct dram_para *para)
 564 {
 565         struct sunxi_dram_reg *dram = (struct sunxi_dram_reg *)SUNXI_DRAMC_BASE;
 566         u32 reg_val;
 567         u32 density;
 568         int ret_val;
 569
 570         /*
 571          * only single rank DDR3 is supported by this code even though the
 572          * hardware can theoretically support DDR2 and up to two ranks
 573          */
 574         if (para->type != DRAM_MEMORY_TYPE_DDR3 || para->rank_num != 1)
 575                 return 0;
 576
 577         /* setup DRAM relative clock */
 578         mctl_setup_dram_clock(para->clock, para->mbus_clock);
 579
 580         /* Disable any pad power save control */
 581         mctl_disable_power_save();
 582
 583         mctl_set_drive();
 584
 585         /* dram clock off */
 586         dramc_clock_output_en(0);
 587
 588 #ifdef CONFIG_MACH_SUN4I
 589         /* select dram controller 1 */
 590         writel(DRAM_CSEL_MAGIC, &dram->csel);
 591 #endif
 592
 593         mctl_itm_disable();
 594         mctl_enable_dll0(para->tpr3);
 595
 596         /* configure external DRAM */
 597         reg_val = DRAM_DCR_TYPE_DDR3;
 598         reg_val |= DRAM_DCR_IO_WIDTH(para->io_width >> 3);
 599
 600         if (para->density == 256)
 601                 density = DRAM_DCR_CHIP_DENSITY_256M;
 602         else if (para->density == 512)
 603                 density = DRAM_DCR_CHIP_DENSITY_512M;
 604         else if (para->density == 1024)
 605                 density = DRAM_DCR_CHIP_DENSITY_1024M;
 606         else if (para->density == 2048)
 607                 density = DRAM_DCR_CHIP_DENSITY_2048M;
 608         else if (para->density == 4096)
 609                 density = DRAM_DCR_CHIP_DENSITY_4096M;
 610         else if (para->density == 8192)
 611                 density = DRAM_DCR_CHIP_DENSITY_8192M;
 612         else
 613                 density = DRAM_DCR_CHIP_DENSITY_256M;
 614
 615         reg_val |= DRAM_DCR_CHIP_DENSITY(density);
 616         reg_val |= DRAM_DCR_BUS_WIDTH((para->bus_width >> 3) - 1);
 617         reg_val |= DRAM_DCR_RANK_SEL(para->rank_num - 1);
 618         reg_val |= DRAM_DCR_CMD_RANK_ALL;
 619         reg_val |= DRAM_DCR_MODE(DRAM_DCR_MODE_INTERLEAVE);
 620         writel(reg_val, &dram->dcr);
 621
 622         dramc_clock_output_en(1);
 623
 624         mctl_set_impedance(para->zq, para->odt_en);
 625
 626         mctl_set_cke_delay();
 627
 628         mctl_ddr3_reset();
 629
 630         udelay(1);
 631
 632         await_bits_clear(&dram->ccr, DRAM_CCR_INIT);
 633
 634         mctl_enable_dllx(para->tpr3);
 635
 636         /* set refresh period */
 637         dramc_set_autorefresh_cycle(para->clock, density);
 638
 639         /* set timing parameters */
 640         writel(para->tpr0, &dram->tpr0);
 641         writel(para->tpr1, &dram->tpr1);
 642         writel(para->tpr2, &dram->tpr2);
 643
 644         reg_val = DRAM_MR_BURST_LENGTH(0x0);
 645 #if (defined(CONFIG_MACH_SUN5I) || defined(CONFIG_MACH_SUN7I))
 646         reg_val |= DRAM_MR_POWER_DOWN;
 647 #endif
 648         reg_val |= DRAM_MR_CAS_LAT(para->cas - 4);
 649         reg_val |= DRAM_MR_WRITE_RECOVERY(ddr3_write_recovery(para->clock));
 650         writel(reg_val, &dram->mr);
 651
 652         writel(para->emr1, &dram->emr);
 653         writel(para->emr2, &dram->emr2);
 654         writel(para->emr3, &dram->emr3);
 655
 656         /* disable drift compensation and set passive DQS window mode */
 657         clrsetbits_le32(&dram->ccr, DRAM_CCR_DQS_DRIFT_COMP, DRAM_CCR_DQS_GATE);
 658
 659 #ifdef CONFIG_MACH_SUN7I
 660         /* Command rate timing mode 2T & 1T */
 661         if (para->tpr4 & 0x1)
 662                 setbits_le32(&dram->ccr, DRAM_CCR_COMMAND_RATE_1T);
 663 #endif
 664         /* initialize external DRAM */
 665         mctl_ddr3_initialize();
 666
 667         /* scan read pipe value */
 668         mctl_itm_enable();
 669
 670         /* Hardware DQS gate training */
 671         ret_val = dramc_scan_readpipe();
 672
 673         if (ret_val < 0)
 674                 return 0;
 675
 676         /* allow to override the DQS training results with a custom delay */
 677         if (para->dqs_gating_delay)
 678                 mctl_set_dqs_gating_delay(0, para->dqs_gating_delay);
 679
 680         /* set the DQS gating window type */
 681         if (para->active_windowing)
 682                 clrbits_le32(&dram->ccr, DRAM_CCR_DQS_GATE);
 683         else
 684                 setbits_le32(&dram->ccr, DRAM_CCR_DQS_GATE);
 685
 686         mctl_itm_reset();
 687
 688         /* configure all host port */
 689         mctl_configure_hostport();
 690
 691         return get_ram_size((long *)PHYS_SDRAM_0, PHYS_SDRAM_0_SIZE);
 692 }
 693
 694 unsigned long dramc_init(struct dram_para *para)
 695 {
 696         unsigned long dram_size, actual_density;
 697
 698         /* If the dram configuration is not provided, use a default */
 699         if (!para)
 700                 return 0;
 701
 702         /* if everything is known, then autodetection is not necessary */
 703         if (para->io_width && para->bus_width && para->density)
 704                 return dramc_init_helper(para);
 705
 706         /* try to autodetect the DRAM bus width and density */
 707         para->io_width  = 16;
 708         para->bus_width = 32;
 709 #if defined(CONFIG_MACH_SUN4I) || defined(CONFIG_MACH_SUN5I)
 710         /* only A0-A14 address lines on A10/A13, limiting max density to 4096 */
 711         para->density = 4096;
 712 #else
 713         /* all A0-A15 address lines on A20, which allow density 8192 */
 714         para->density = 8192;
 715 #endif
 716
 717         dram_size = dramc_init_helper(para);
 718         if (!dram_size) {
 719                 /* if 32-bit bus width failed, try 16-bit bus width instead */
 720                 para->bus_width = 16;
 721                 dram_size = dramc_init_helper(para);
 722                 if (!dram_size) {
 723                         /* if 16-bit bus width also failed, then bail out */
 724                         return dram_size;
 725                 }
 726         }
 727
 728         /* check if we need to adjust the density */
 729         actual_density = (dram_size >> 17) * para->io_width / para->bus_width;
 730
 731         if (actual_density != para->density) {
 732                 /* update the density and re-initialize DRAM again */
 733                 para->density = actual_density;
 734                 dram_size = dramc_init_helper(para);
 735         }
 736
 737         return dram_size;
 738 }