]> git.sur5r.net Git - u-boot/blob - board/evb64260/sdram_init.c
ppc4xx: Update 44x_spd_ddr2 code (440SP/440SPe)
[u-boot] / board / evb64260 / sdram_init.c
1 /*
2  * (C) Copyright 2001
3  * Josh Huber <huber@mclx.com>, Mission Critical Linux, Inc.
4  *
5  * See file CREDITS for list of people who contributed to this
6  * project.
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
10  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of
11  * the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16  * GNU General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * along with this program; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
21  * MA 02111-1307 USA
22  */
23
24 /* sdram_init.c - automatic memory sizing */
25
26 #include <common.h>
27 #include <74xx_7xx.h>
28 #include <galileo/memory.h>
29 #include <galileo/pci.h>
30 #include <galileo/gt64260R.h>
31 #include <net.h>
32
33 #include "eth.h"
34 #include "mpsc.h"
35 #include "i2c.h"
36 #include "64260.h"
37
38 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
39
40 /* #define      DEBUG */
41 #define MAP_PCI
42
43 #ifdef DEBUG
44 #define DP(x) x
45 #else
46 #define DP(x)
47 #endif
48
49 #define GB         (1 << 30)
50
51 /* structure to store the relevant information about an sdram bank */
52 typedef struct sdram_info {
53         uchar drb_size;
54         uchar registered, ecc;
55         uchar tpar;
56         uchar tras_clocks;
57         uchar burst_len;
58         uchar banks, slot;
59         int size;               /* detected size, not from I2C but from dram_size() */
60 } sdram_info_t;
61
62 #ifdef DEBUG
63 void dump_dimm_info (struct sdram_info *d)
64 {
65         static const char *ecc_legend[] = { "", " Parity", " ECC" };
66
67         printf ("dimm%s %sDRAM: %dMibytes:\n",
68                 ecc_legend[d->ecc],
69                 d->registered ? "R" : "", (d->size >> 20));
70         printf ("  drb=%d tpar=%d tras=%d burstlen=%d banks=%d slot=%d\n",
71                 d->drb_size, d->tpar, d->tras_clocks, d->burst_len,
72                 d->banks, d->slot);
73 }
74 #endif
75
76 static int
77 memory_map_bank (unsigned int bankNo,
78                  unsigned int bankBase, unsigned int bankLength)
79 {
80 #ifdef DEBUG
81         if (bankLength > 0) {
82                 printf ("mapping bank %d at %08x - %08x\n",
83                         bankNo, bankBase, bankBase + bankLength - 1);
84         } else {
85                 printf ("unmapping bank %d\n", bankNo);
86         }
87 #endif
88
89         memoryMapBank (bankNo, bankBase, bankLength);
90
91         return 0;
92 }
93
94 #ifdef MAP_PCI
95 static int
96 memory_map_bank_pci (unsigned int bankNo,
97                      unsigned int bankBase, unsigned int bankLength)
98 {
99         PCI_HOST host;
100
101         for (host = PCI_HOST0; host <= PCI_HOST1; host++) {
102                 const int features =
103                         PREFETCH_ENABLE |
104                         DELAYED_READ_ENABLE |
105                         AGGRESSIVE_PREFETCH |
106                         READ_LINE_AGGRESSIVE_PREFETCH |
107                         READ_MULTI_AGGRESSIVE_PREFETCH |
108                         MAX_BURST_4 | PCI_NO_SWAP;
109
110                 pciMapMemoryBank (host, bankNo, bankBase, bankLength);
111
112                 pciSetRegionSnoopMode (host, bankNo, PCI_SNOOP_WB, bankBase,
113                                        bankLength);
114
115                 pciSetRegionFeatures (host, bankNo, features, bankBase,
116                                       bankLength);
117         }
118         return 0;
119 }
120 #endif
121
122 /* ------------------------------------------------------------------------- */
123
124 /* much of this code is based on (or is) the code in the pip405 port */
125 /* thanks go to the authors of said port - Josh */
126
127
128 /*
129  * translate ns.ns/10 coding of SPD timing values
130  * into 10 ps unit values
131  */
132 static inline unsigned short NS10to10PS (unsigned char spd_byte)
133 {
134         unsigned short ns, ns10;
135
136         /* isolate upper nibble */
137         ns = (spd_byte >> 4) & 0x0F;
138         /* isolate lower nibble */
139         ns10 = (spd_byte & 0x0F);
140
141         return (ns * 100 + ns10 * 10);
142 }
143
144 /*
145  * translate ns coding of SPD timing values
146  * into 10 ps unit values
147  */
148 static inline unsigned short NSto10PS (unsigned char spd_byte)
149 {
150         return (spd_byte * 100);
151 }
152
153 #ifdef CONFIG_ZUMA_V2
154 static int check_dimm (uchar slot, sdram_info_t * info)
155 {
156         /* assume 2 dimms, 2 banks each 256M - we dont have an
157          * dimm i2c so rely on the detection routines later */
158
159         memset (info, 0, sizeof (*info));
160
161         info->slot = slot;
162         info->banks = 2;        /* Detect later */
163         info->registered = 0;
164         info->drb_size = 32;    /* 16 - 256MBit, 32 - 512MBit
165                                    but doesn't matter, both do same
166                                    thing in setup_sdram() */
167         info->tpar = 3;
168         info->tras_clocks = 5;
169         info->burst_len = 4;
170 #ifdef CONFIG_ECC
171         info->ecc = 0;          /* Detect later */
172 #endif /* CONFIG_ECC */
173         return 0;
174 }
175
176 #elif defined(CONFIG_P3G4)
177
178 static int check_dimm (uchar slot, sdram_info_t * info)
179 {
180         memset (info, 0, sizeof (*info));
181
182         if (slot)
183                 return 0;
184
185         info->slot = slot;
186         info->banks = 1;
187         info->registered = 0;
188         info->drb_size = 4;
189         info->tpar = 3;
190         info->tras_clocks = 6;
191         info->burst_len = 4;
192 #ifdef CONFIG_ECC
193         info->ecc = 2;
194 #endif
195         return 0;
196 }
197
198 #else  /* ! CONFIG_ZUMA_V2 && ! CONFIG_P3G4 */
199
200 /* This code reads the SPD chip on the sdram and populates
201  * the array which is passed in with the relevant information */
202 static int check_dimm (uchar slot, sdram_info_t * info)
203 {
204         uchar addr = slot == 0 ? DIMM0_I2C_ADDR : DIMM1_I2C_ADDR;
205         int ret;
206         uchar rows, cols, sdram_banks, supp_cal, width, cal_val;
207         ulong tmemclk;
208         uchar trp_clocks, trcd_clocks;
209         uchar data[128];
210
211         get_clocks ();
212
213         tmemclk = 1000000000 / (gd->bus_clk / 100);     /* in 10 ps units */
214
215 #ifdef CONFIG_EVB64260_750CX
216         if (0 != slot) {
217                 printf ("check_dimm: The EVB-64260-750CX only has 1 DIMM,");
218                 printf ("            called with slot=%d insetad!\n", slot);
219                 return 0;
220         }
221 #endif
222         DP (puts ("before i2c read\n"));
223
224         ret = i2c_read (addr, 0, 128, data, 0);
225
226         DP (puts ("after i2c read\n"));
227
228         /* zero all the values */
229         memset (info, 0, sizeof (*info));
230
231         if (ret) {
232                 DP (printf ("No DIMM in slot %d [err = %x]\n", slot, ret));
233                 return 0;
234         }
235
236         /* first, do some sanity checks */
237         if (data[2] != 0x4) {
238                 printf ("Not SDRAM in slot %d\n", slot);
239                 return 0;
240         }
241
242         /* get various information */
243         rows = data[3];
244         cols = data[4];
245         info->banks = data[5];
246         sdram_banks = data[17];
247         width = data[13] & 0x7f;
248
249         DP (printf
250             ("sdram_banks: %d, banks: %d\n", sdram_banks, info->banks));
251
252         /* check if the memory is registered */
253         if (data[21] & (BIT1 | BIT4))
254                 info->registered = 1;
255
256 #ifdef CONFIG_ECC
257         /* check for ECC/parity [0 = none, 1 = parity, 2 = ecc] */
258         info->ecc = (data[11] & 2) >> 1;
259 #endif
260
261         /* bit 1 is CL2, bit 2 is CL3 */
262         supp_cal = (data[18] & 0x6) >> 1;
263
264         /* compute the relevant clock values */
265         trp_clocks = (NSto10PS (data[27]) + (tmemclk - 1)) / tmemclk;
266         trcd_clocks = (NSto10PS (data[29]) + (tmemclk - 1)) / tmemclk;
267         info->tras_clocks = (NSto10PS (data[30]) + (tmemclk - 1)) / tmemclk;
268
269         DP (printf ("trp = %d\ntrcd_clocks = %d\ntras_clocks = %d\n",
270                     trp_clocks, trcd_clocks, info->tras_clocks));
271
272         /* try a CAS latency of 3 first... */
273         cal_val = 0;
274         if (supp_cal & 3) {
275                 if (NS10to10PS (data[9]) <= tmemclk)
276                         cal_val = 3;
277         }
278
279         /* then 2... */
280         if (supp_cal & 2) {
281                 if (NS10to10PS (data[23]) <= tmemclk)
282                         cal_val = 2;
283         }
284
285         DP (printf ("cal_val = %d\n", cal_val));
286
287         /* bummer, did't work... */
288         if (cal_val == 0) {
289                 DP (printf ("Couldn't find a good CAS latency\n"));
290                 return 0;
291         }
292
293         /* get the largest delay -- these values need to all be the same
294          * see Res#6 */
295         info->tpar = cal_val;
296         if (trp_clocks > info->tpar)
297                 info->tpar = trp_clocks;
298         if (trcd_clocks > info->tpar)
299                 info->tpar = trcd_clocks;
300
301         DP (printf ("tpar set to: %d\n", info->tpar));
302
303 #ifdef CFG_BROKEN_CL2
304         if (info->tpar == 2) {
305                 info->tpar = 3;
306                 DP (printf ("tpar fixed-up to: %d\n", info->tpar));
307         }
308 #endif
309         /* compute the module DRB size */
310         info->drb_size =
311                 (((1 << (rows + cols)) * sdram_banks) * width) / _16M;
312
313         DP (printf ("drb_size set to: %d\n", info->drb_size));
314
315         /* find the burst len */
316         info->burst_len = data[16] & 0xf;
317         if ((info->burst_len & 8) == 8) {
318                 info->burst_len = 1;
319         } else if ((info->burst_len & 4) == 4) {
320                 info->burst_len = 0;
321         } else {
322                 return 0;
323         }
324
325         info->slot = slot;
326         return 0;
327 }
328 #endif /* ! CONFIG_ZUMA_V2 */
329
330 static int setup_sdram_common (sdram_info_t info[2])
331 {
332         ulong tmp;
333         int tpar = 2, tras_clocks = 5, registered = 1, ecc = 2;
334
335         if (!info[0].banks && !info[1].banks)
336                 return 0;
337
338         if (info[0].banks) {
339                 if (info[0].tpar > tpar)
340                         tpar = info[0].tpar;
341                 if (info[0].tras_clocks > tras_clocks)
342                         tras_clocks = info[0].tras_clocks;
343                 if (!info[0].registered)
344                         registered = 0;
345                 if (info[0].ecc != 2)
346                         ecc = 0;
347         }
348
349         if (info[1].banks) {
350                 if (info[1].tpar > tpar)
351                         tpar = info[1].tpar;
352                 if (info[1].tras_clocks > tras_clocks)
353                         tras_clocks = info[1].tras_clocks;
354                 if (!info[1].registered)
355                         registered = 0;
356                 if (info[1].ecc != 2)
357                         ecc = 0;
358         }
359
360         /* SDRAM configuration */
361         tmp = GTREGREAD (SDRAM_CONFIGURATION);
362
363         /* Turn on physical interleave if both DIMMs
364          * have even numbers of banks. */
365         if ((info[0].banks == 0 || info[0].banks == 2) &&
366             (info[1].banks == 0 || info[1].banks == 2)) {
367                 /* physical interleave on */
368                 tmp &= ~(1 << 15);
369         } else {
370                 /* physical interleave off */
371                 tmp |= (1 << 15);
372         }
373
374         tmp |= (registered << 17);
375
376         /* Use buffer 1 to return read data to the CPU
377          * See Res #12 */
378         tmp |= (1 << 26);
379
380         GT_REG_WRITE (SDRAM_CONFIGURATION, tmp);
381         DP (printf ("SDRAM config: %08x\n", GTREGREAD (SDRAM_CONFIGURATION)));
382
383         /* SDRAM timing */
384         tmp = (((tpar == 3) ? 2 : 1) |
385                (((tpar == 3) ? 2 : 1) << 2) |
386                (((tpar == 3) ? 2 : 1) << 4) | (tras_clocks << 8));
387
388 #ifdef CONFIG_ECC
389         /* Setup ECC */
390         if (ecc == 2)
391                 tmp |= 1 << 13;
392 #endif /* CONFIG_ECC */
393
394         GT_REG_WRITE (SDRAM_TIMING, tmp);
395         DP (printf ("SDRAM timing: %08x (%d,%d,%d,%d)\n",
396                     GTREGREAD (SDRAM_TIMING), tpar, tpar, tpar, tras_clocks));
397
398         /* SDRAM address decode register */
399         /* program this with the default value */
400         GT_REG_WRITE (SDRAM_ADDRESS_DECODE, 0x2);
401         DP (printf ("SDRAM decode: %08x\n",
402                     GTREGREAD (SDRAM_ADDRESS_DECODE)));
403
404         return 0;
405 }
406
407 /* sets up the GT properly with information passed in */
408 static int setup_sdram (sdram_info_t * info)
409 {
410         ulong tmp, check;
411         ulong *addr = 0;
412         int i;
413
414         /* sanity checking */
415         if (!info->banks)
416                 return 0;
417
418         /* ---------------------------- */
419         /* Program the GT with the discovered data */
420
421         /* bank parameters */
422         tmp = (0xf << 16);      /* leave all virt bank pages open */
423
424         DP (printf ("drb_size: %d\n", info->drb_size));
425         switch (info->drb_size) {
426         case 1:
427                 tmp |= (1 << 14);
428                 break;
429         case 4:
430         case 8:
431                 tmp |= (2 << 14);
432                 break;
433         case 16:
434         case 32:
435                 tmp |= (3 << 14);
436                 break;
437         default:
438                 printf ("Error in dram size calculation\n");
439                 return 1;
440         }
441
442         /* SDRAM bank parameters */
443         /* the param registers for slot 1 (banks 2+3) are offset by 0x8 */
444         GT_REG_WRITE (SDRAM_BANK0PARAMETERS + (info->slot * 0x8), tmp);
445         GT_REG_WRITE (SDRAM_BANK1PARAMETERS + (info->slot * 0x8), tmp);
446         DP (printf
447             ("SDRAM bankparam slot %d (bank %d+%d): %08lx\n", info->slot,
448              info->slot * 2, (info->slot * 2) + 1, tmp));
449
450         /* set the SDRAM configuration for each bank */
451         for (i = info->slot * 2; i < ((info->slot * 2) + info->banks); i++) {
452                 DP (printf ("*** Running a MRS cycle for bank %d ***\n", i));
453
454                 /* map the bank */
455                 memory_map_bank (i, 0, GB / 4);
456
457                 /* set SDRAM mode */
458                 GT_REG_WRITE (SDRAM_OPERATION_MODE, 0x3);
459                 check = GTREGREAD (SDRAM_OPERATION_MODE);
460
461                 /* dummy write */
462                 *addr = 0;
463
464                 /* wait for the command to complete */
465                 while ((GTREGREAD (SDRAM_OPERATION_MODE) & (1 << 31)) == 0);
466
467                 /* switch back to normal operation mode */
468                 GT_REG_WRITE (SDRAM_OPERATION_MODE, 0);
469                 check = GTREGREAD (SDRAM_OPERATION_MODE);
470
471                 /* unmap the bank */
472                 memory_map_bank (i, 0, 0);
473                 DP (printf ("*** MRS cycle for bank %d done ***\n", i));
474         }
475
476         return 0;
477 }
478
479 /*
480  * Check memory range for valid RAM. A simple memory test determines
481  * the actually available RAM size between addresses `base' and
482  * `base + maxsize'. Some (not all) hardware errors are detected:
483  * - short between address lines
484  * - short between data lines
485  */
486 static long int dram_size (long int *base, long int maxsize)
487 {
488         volatile long int *addr, *b = base;
489         long int cnt, val, save1, save2;
490
491 #define STARTVAL (1<<20)        /* start test at 1M */
492         for (cnt = STARTVAL / sizeof (long); cnt < maxsize / sizeof (long);
493              cnt <<= 1) {
494                 addr = base + cnt;      /* pointer arith! */
495
496                 save1 = *addr;  /* save contents of addr */
497                 save2 = *b;     /* save contents of base */
498
499                 *addr = cnt;    /* write cnt to addr */
500                 *b = 0;         /* put null at base */
501
502                 /* check at base address */
503                 if ((*b) != 0) {
504                         *addr = save1;  /* restore *addr */
505                         *b = save2;     /* restore *b */
506                         return (0);
507                 }
508                 val = *addr;    /* read *addr */
509
510                 *addr = save1;
511                 *b = save2;
512
513                 if (val != cnt) {
514                         /* fix boundary condition.. STARTVAL means zero */
515                         if (cnt == STARTVAL / sizeof (long))
516                                 cnt = 0;
517                         return (cnt * sizeof (long));
518                 }
519         }
520         return maxsize;
521 }
522
523 /* ------------------------------------------------------------------------- */
524
525 /* U-Boot interface function to SDRAM init - this is where all the
526  * controlling logic happens */
527 long int initdram (int board_type)
528 {
529         ulong checkbank[4] = {[0 ... 3] = 0 };
530         int bank_no;
531         ulong total;
532         int nhr;
533         sdram_info_t dimm_info[2];
534
535
536         /* first, use the SPD to get info about the SDRAM */
537
538         /* check the NHR bit and skip mem init if it's already done */
539         nhr = get_hid0 () & (1 << 16);
540
541         if (nhr) {
542                 printf ("Skipping SDRAM setup due to NHR bit being set\n");
543         } else {
544                 /* DIMM0 */
545                 check_dimm (0, &dimm_info[0]);
546
547                 /* DIMM1 */
548 #ifndef CONFIG_EVB64260_750CX   /* EVB64260_750CX has only 1 DIMM */
549                 check_dimm (1, &dimm_info[1]);
550 #else  /* CONFIG_EVB64260_750CX */
551                 memset (&dimm_info[1], 0, sizeof (sdram_info_t));
552 #endif
553
554                 /* unmap all banks */
555                 memory_map_bank (0, 0, 0);
556                 memory_map_bank (1, 0, 0);
557                 memory_map_bank (2, 0, 0);
558                 memory_map_bank (3, 0, 0);
559
560                 /* Now, program the GT with the correct values */
561                 if (setup_sdram_common (dimm_info)) {
562                         printf ("Setup common failed.\n");
563                 }
564
565                 if (setup_sdram (&dimm_info[0])) {
566                         printf ("Setup for DIMM1 failed.\n");
567                 }
568
569                 if (setup_sdram (&dimm_info[1])) {
570                         printf ("Setup for DIMM2 failed.\n");
571                 }
572
573                 /* set the NHR bit */
574                 set_hid0 (get_hid0 () | (1 << 16));
575         }
576         /* next, size the SDRAM banks */
577
578         total = 0;
579         if (dimm_info[0].banks > 0)
580                 checkbank[0] = 1;
581         if (dimm_info[0].banks > 1)
582                 checkbank[1] = 1;
583         if (dimm_info[0].banks > 2)
584                 printf ("Error, SPD claims DIMM1 has >2 banks\n");
585
586         if (dimm_info[1].banks > 0)
587                 checkbank[2] = 1;
588         if (dimm_info[1].banks > 1)
589                 checkbank[3] = 1;
590         if (dimm_info[1].banks > 2)
591                 printf ("Error, SPD claims DIMM2 has >2 banks\n");
592
593         /* Generic dram sizer: works even if we don't have i2c DIMMs,
594          * as long as the timing settings are more or less correct */
595
596         /*
597          * pass 1: size all the banks, using first bat (0-256M)
598          *         limitation: we only support 256M per bank due to
599          *         us only having 1 BAT for all DRAM
600          */
601         for (bank_no = 0; bank_no < CFG_DRAM_BANKS; bank_no++) {
602                 /* skip over banks that are not populated */
603                 if (!checkbank[bank_no])
604                         continue;
605
606                 DP (printf ("checking bank %d\n", bank_no));
607
608                 memory_map_bank (bank_no, 0, GB / 4);
609                 checkbank[bank_no] = dram_size (NULL, GB / 4);
610                 memory_map_bank (bank_no, 0, 0);
611
612                 DP (printf ("bank %d %08lx\n", bank_no, checkbank[bank_no]));
613         }
614
615         /*
616          * pass 2: contiguously map each bank into physical address
617          *         space.
618          */
619         dimm_info[0].banks = dimm_info[1].banks = 0;
620         for (bank_no = 0; bank_no < CFG_DRAM_BANKS; bank_no++) {
621                 if (!checkbank[bank_no])
622                         continue;
623
624                 dimm_info[bank_no / 2].banks++;
625                 dimm_info[bank_no / 2].size += checkbank[bank_no];
626
627                 memory_map_bank (bank_no, total, checkbank[bank_no]);
628 #ifdef MAP_PCI
629                 memory_map_bank_pci (bank_no, total, checkbank[bank_no]);
630 #endif
631                 total += checkbank[bank_no];
632         }
633
634 #ifdef CONFIG_ECC
635 #ifdef CONFIG_ZUMA_V2
636         /*
637          * We always enable ECC when bank 2 and 3 are unpopulated
638          * If we 2 or 3 are populated, we CAN'T support ECC.
639          * (Zuma boards only support ECC in banks 0 and 1; assume that
640          * in that configuration, ECC chips are mounted, even for stacked
641          * chips)
642          */
643         if (checkbank[2] == 0 && checkbank[3] == 0) {
644                 dimm_info[0].ecc = 2;
645                 GT_REG_WRITE (SDRAM_TIMING,
646                               GTREGREAD (SDRAM_TIMING) | (1 << 13));
647                 /* TODO: do we have to run MRS cycles again? */
648         }
649 #endif /* CONFIG_ZUMA_V2 */
650
651         if (GTREGREAD (SDRAM_TIMING) & (1 << 13)) {
652                 puts ("[ECC] ");
653         }
654 #endif /* CONFIG_ECC */
655
656 #ifdef DEBUG
657         dump_dimm_info (&dimm_info[0]);
658         dump_dimm_info (&dimm_info[1]);
659 #endif
660         /* TODO: return at MOST 256M? */
661         /* return total > GB/4 ? GB/4 : total; */
662         return total;
663 }