cpu/mpc86xx/spd_sdram.c

   1 /*
   2  * Copyright 2004 Freescale Semiconductor.
   3  * (C) Copyright 2003 Motorola Inc.
   4  * Xianghua Xiao ([email protected])
   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 /*
  45  * Convert picoseconds into clock cycles (rounding up if needed).
  46  */
  47
  48 int
  49 picos_to_clk(int picos)
  50 {
  51         int clks;
  52
  53         clks = picos / (2000000000 / (get_bus_freq(0) / 1000));
  54         if (picos % (2000000000 / (get_bus_freq(0) / 1000)) != 0) {
  55                 clks++;
  56         }
  57
  58         return clks;
  59 }
  60
  61
  62 /*
  63  * Calculate the Density of each Physical Rank.
  64  * Returned size is in bytes.
  65  *
  66  * Study these table from Byte 31 of JEDEC SPD Spec.
  67  *
  68  *              DDR I   DDR II
  69  *      Bit     Size    Size
  70  *      ---     -----   ------
  71  *      7 high  512MB   512MB
  72  *      6       256MB   256MB
  73  *      5       128MB   128MB
  74  *      4        64MB    16GB
  75  *      3        32MB     8GB
  76  *      2        16MB     4GB
  77  *      1         2GB     2GB
  78  *      0 low     1GB     1GB
  79  *
  80  * Reorder Table to be linear by stripping the bottom
  81  * 2 or 5 bits off and shifting them up to the top.
  82  */
  83
  84 unsigned int
  85 compute_banksize(unsigned int mem_type, unsigned char row_dens)
  86 {
  87         unsigned int bsize;
  88
  89         if (mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
  90                 /* Bottom 2 bits up to the top. */
  91                 bsize = ((row_dens >> 2) | ((row_dens & 3) << 6)) << 24;
  92                 debug("DDR: DDR I rank density = 0x%08x\n", bsize);
  93         } else {
  94                 /* Bottom 5 bits up to the top. */
  95                 bsize = ((row_dens >> 5) | ((row_dens & 31) << 3)) << 27;
  96                 debug("DDR: DDR II rank density = 0x%08x\n", bsize);
  97         }
  98         return bsize;
  99 }
 100
 101
 102 /*
 103  * Convert a two-nibble BCD value into a cycle time.
 104  * While the spec calls for nano-seconds, picos are returned.
 105  *
 106  * This implements the tables for bytes 9, 23 and 25 for both
 107  * DDR I and II.  No allowance for distinguishing the invalid
 108  * fields absent for DDR I yet present in DDR II is made.
 109  * (That is, cycle times of .25, .33, .66 and .75 ns are
 110  * allowed for both DDR II and I.)
 111  */
 112
 113 unsigned int
 114 convert_bcd_tenths_to_cycle_time_ps(unsigned int spd_val)
 115 {
 116         /*
 117          * Table look up the lower nibble, allow DDR I & II.
 118          */
 119         unsigned int tenths_ps[16] = {
 120                 0,
 121                 100,
 122                 200,
 123                 300,
 124                 400,
 125                 500,
 126                 600,
 127                 700,
 128                 800,
 129                 900,
 130                 250,
 131                 330,    /* FIXME: Is 333 better/valid? */
 132                 660,    /* FIXME: Is 667 better/valid? */
 133                 750,
 134                 0,      /* undefined */
 135                 0       /* undefined */
 136         };
 137
 138         unsigned int whole_ns = (spd_val & 0xF0) >> 4;
 139         unsigned int tenth_ns = spd_val & 0x0F;
 140         unsigned int ps = whole_ns * 1000 + tenths_ps[tenth_ns];
 141
 142         return ps;
 143 }
 144
 145
 146 long int
 147 spd_sdram(void)
 148 {
 149         volatile immap_t *immap = (immap_t *)CFG_IMMR;
 150         volatile ccsr_ddr_t *ddr1 = &immap->im_ddr1;
 151         volatile ccsr_gur_t *gur = &immap->im_gur;
 152         spd_eeprom_t spd;
 153         unsigned int n_ranks;
 154         unsigned int rank_density;
 155         unsigned int odt_rd_cfg, odt_wr_cfg;
 156         unsigned int odt_cfg, mode_odt_enable;
 157         unsigned int dqs_cfg;
 158         unsigned char twr_clk, twtr_clk, twr_auto_clk;
 159         unsigned int tCKmin_ps, tCKmax_ps;
 160         unsigned int max_data_rate, effective_data_rate;
 161         unsigned int busfreq;
 162         unsigned sdram_cfg_1;
 163         unsigned int memsize;
 164         unsigned char caslat, caslat_ctrl;
 165         unsigned int trfc, trfc_clk, trfc_low, trfc_high;
 166         unsigned int trcd_clk;
 167         unsigned int trtp_clk;
 168         unsigned char cke_min_clk;
 169         unsigned char add_lat;
 170         unsigned char wr_lat;
 171         unsigned char wr_data_delay;
 172         unsigned char four_act;
 173         unsigned char cpo;
 174         unsigned char burst_len;
 175         unsigned int mode_caslat;
 176         unsigned char sdram_type;
 177         unsigned char d_init;
 178
 179
 180         unsigned int law_size;
 181         volatile ccsr_local_mcm_t *mcm = &immap->im_local_mcm;
 182
 183         /*
 184          * Read SPD information.
 185          */
 186
 187         CFG_READ_SPD(SPD_EEPROM_ADDRESS, 0, 1, (uchar *) &spd, sizeof(spd));
 188
 189         /*
 190          * Check for supported memory module types.
 191          */
 192         if (spd.mem_type != SPD_MEMTYPE_DDR &&
 193             spd.mem_type != SPD_MEMTYPE_DDR2) {
 194                 printf("Unable to locate DDR I or DDR II module.\n"
 195                        "    Fundamental memory type is 0x%0x\n",
 196                        spd.mem_type);
 197                 return 0;
 198         }
 199
 200         /*
 201          * These test gloss over DDR I and II differences in interpretation
 202          * of bytes 3 and 4, but irrelevantly.  Multiple asymmetric banks
 203          * are not supported on DDR I; and not encoded on DDR II.
 204          *
 205          * Also note that the 8548 controller can support:
 206          *    12 <= nrow <= 16
 207          * and
 208          *     8 <= ncol <= 11 (still, for DDR)
 209          *     6 <= ncol <=  9 (for FCRAM)
 210          */
 211         if (spd.nrow_addr < 12 || spd.nrow_addr > 14) {
 212                 printf("DDR: Unsupported number of Row Addr lines: %d.\n",
 213                        spd.nrow_addr);
 214                 return 0;
 215         }
 216         if (spd.ncol_addr < 8 || spd.ncol_addr > 11) {
 217                 printf("DDR: Unsupported number of Column Addr lines: %d.\n",
 218                        spd.ncol_addr);
 219                 return 0;
 220         }
 221
 222         /*
 223          * Determine the number of physical banks controlled by
 224          * different Chip Select signals.  This is not quite the
 225          * same as the number of DIMM modules on the board.  Feh.
 226          */
 227         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 228                 n_ranks = spd.nrows;
 229         } else {
 230                 n_ranks = (spd.nrows & 0x7) + 1;
 231         }
 232
 233         debug("DDR: number of ranks = %d\n", n_ranks);
 234
 235         if (n_ranks > 2) {
 236                 printf("DDR: Only 2 chip selects are supported: %d\n",
 237                        n_ranks);
 238                 return 0;
 239         }
 240
 241         /*
 242          * Adjust DDR II IO voltage biasing.  It just makes it work.
 243          */
 244         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR2) {
 245                 gur->ddrioovcr = (0
 246                                   | 0x80000000          /* Enable */
 247                                   | 0x10000000          /* VSEL to 1.8V */
 248                                   );
 249         }
 250
 251         /*
 252          * Determine the size of each Rank in bytes.
 253          */
 254         rank_density = compute_banksize(spd.mem_type, spd.row_dens);
 255
 256
 257         /*
 258          * Eg: Bounds: 0x0000_0000 to 0x0f000_0000      first 256 Meg
 259          */
 260         ddr1->cs0_bnds = (rank_density >> 24) - 1;
 261
 262         /*
 263          * ODT configuration recommendation from DDR Controller Chapter.
 264          */
 265         odt_rd_cfg = 0;                 /* Never assert ODT */
 266         odt_wr_cfg = 0;                 /* Never assert ODT */
 267         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR2) {
 268                 odt_wr_cfg = 1;         /* Assert ODT on writes to CS0 */
 269         }
 270
 271         ddr1->cs0_config = ( 1 << 31
 272                             | (odt_rd_cfg << 20)
 273                             | (odt_wr_cfg << 16)
 274                             | (spd.nrow_addr - 12) << 8
 275                             | (spd.ncol_addr - 8) );
 276         debug("\n");
 277         debug("DDR: cs0_bnds   = 0x%08x\n", ddr1->cs0_bnds);
 278         debug("DDR: cs0_config = 0x%08x\n", ddr1->cs0_config);
 279
 280         if (n_ranks == 2) {
 281                 /*
 282                  * Eg: Bounds: 0x0f00_0000 to 0x1e0000_0000, second 256 Meg
 283                  */
 284                 ddr1->cs1_bnds = ( (rank_density >> 8)
 285                                   | ((rank_density >> (24 - 1)) - 1) );
 286                 ddr1->cs1_config = ( 1<<31
 287                                     | (odt_rd_cfg << 20)
 288                                     | (odt_wr_cfg << 16)
 289                                     | (spd.nrow_addr - 12) << 8
 290                                     | (spd.ncol_addr - 8) );
 291                 debug("DDR: cs1_bnds   = 0x%08x\n", ddr1->cs1_bnds);
 292                 debug("DDR: cs1_config = 0x%08x\n", ddr1->cs1_config);
 293         }
 294
 295
 296         /*
 297          * Find the largest CAS by locating the highest 1 bit
 298          * in the spd.cas_lat field.  Translate it to a DDR
 299          * controller field value:
 300          *
 301          *      CAS Lat DDR I   DDR II  Ctrl
 302          *      Clocks  SPD Bit SPD Bit Value
 303          *      ------- ------- ------- -----
 304          *      1.0     0               0001
 305          *      1.5     1               0010
 306          *      2.0     2       2       0011
 307          *      2.5     3               0100
 308          *      3.0     4       3       0101
 309          *      3.5     5               0110
 310          *      4.0             4       0111
 311          *      4.5                     1000
 312          *      5.0             5       1001
 313          */
 314         caslat = __ilog2(spd.cas_lat);
 315         if ((spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR)
 316             && (caslat > 5)) {
 317                 printf("DDR I: Invalid SPD CAS Latency: 0x%x.\n", spd.cas_lat);
 318                 return 0;
 319
 320         } else if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR2
 321                    && (caslat < 2 || caslat > 5)) {
 322                 printf("DDR II: Invalid SPD CAS Latency: 0x%x.\n",
 323                        spd.cas_lat);
 324                 return 0;
 325         }
 326         debug("DDR: caslat SPD bit is %d\n", caslat);
 327
 328         /*
 329          * Calculate the Maximum Data Rate based on the Minimum Cycle time.
 330          * The SPD clk_cycle field (tCKmin) is measured in tenths of
 331          * nanoseconds and represented as BCD.
 332          */
 333         tCKmin_ps = convert_bcd_tenths_to_cycle_time_ps(spd.clk_cycle);
 334         debug("DDR: tCKmin = %d ps\n", tCKmin_ps);
 335
 336         /*
 337          * Double-data rate, scaled 1000 to picoseconds, and back down to MHz.
 338          */
 339         max_data_rate = 2 * 1000 * 1000 / tCKmin_ps;
 340         debug("DDR: Module max data rate = %d Mhz\n", max_data_rate);
 341
 342
 343         /*
 344          * Adjust the CAS Latency to allow for bus speeds that
 345          * are slower than the DDR module.
 346          */
 347         busfreq = get_bus_freq(0) / 1000000;    /* MHz */
 348
 349         effective_data_rate = max_data_rate;
 350         if (busfreq < 90) {
 351                 /* DDR rate out-of-range */
 352                 puts("DDR: platform frequency is not fit for DDR rate\n");
 353                 return 0;
 354
 355         } else if (90 <= busfreq && busfreq < 230 && max_data_rate >= 230) {
 356                 /*
 357                  * busfreq 90~230 range, treated as DDR 200.
 358                  */
 359                 effective_data_rate = 200;
 360                 if (spd.clk_cycle3 == 0xa0)     /* 10 ns */
 361                         caslat -= 2;
 362                 else if (spd.clk_cycle2 == 0xa0)
 363                         caslat--;
 364
 365         } else if (230 <= busfreq && busfreq < 280 && max_data_rate >= 280) {
 366                 /*
 367                  * busfreq 230~280 range, treated as DDR 266.
 368                  */
 369                 effective_data_rate = 266;
 370                 if (spd.clk_cycle3 == 0x75)     /* 7.5 ns */
 371                         caslat -= 2;
 372                 else if (spd.clk_cycle2 == 0x75)
 373                         caslat--;
 374
 375         } else if (280 <= busfreq && busfreq < 350 && max_data_rate >= 350) {
 376                 /*
 377                  * busfreq 280~350 range, treated as DDR 333.
 378                  */
 379                 effective_data_rate = 333;
 380                 if (spd.clk_cycle3 == 0x60)     /* 6.0 ns */
 381                         caslat -= 2;
 382                 else if (spd.clk_cycle2 == 0x60)
 383                         caslat--;
 384
 385         } else if (350 <= busfreq && busfreq < 460 && max_data_rate >= 460) {
 386                 /*
 387                  * busfreq 350~460 range, treated as DDR 400.
 388                  */
 389                 effective_data_rate = 400;
 390                 if (spd.clk_cycle3 == 0x50)     /* 5.0 ns */
 391                         caslat -= 2;
 392                 else if (spd.clk_cycle2 == 0x50)
 393                         caslat--;
 394
 395         } else if (460 <= busfreq && busfreq < 560 && max_data_rate >= 560) {
 396                 /*
 397                  * busfreq 460~560 range, treated as DDR 533.
 398                  */
 399                 effective_data_rate = 533;
 400                 if (spd.clk_cycle3 == 0x3D)     /* 3.75 ns */
 401                         caslat -= 2;
 402                 else if (spd.clk_cycle2 == 0x3D)
 403                         caslat--;
 404
 405         } else if (560 <= busfreq && busfreq < 700 && max_data_rate >= 700) {
 406                 /*
 407                  * busfreq 560~700 range, treated as DDR 667.
 408                  */
 409                 effective_data_rate = 667;
 410                 if (spd.clk_cycle3 == 0x30)     /* 3.0 ns */
 411                         caslat -= 2;
 412                 else if (spd.clk_cycle2 == 0x30)
 413                         caslat--;
 414
 415         } else if (700 <= busfreq) {
 416                 /*
 417                  * DDR rate out-of-range
 418                  */
 419                 printf("DDR: Bus freq %d MHz is not fit for DDR rate %d MHz\n",
 420                      busfreq, max_data_rate);
 421                 return 0;
 422         }
 423
 424
 425         /*
 426          * Convert caslat clocks to DDR controller value.
 427          * Force caslat_ctrl to be DDR Controller field-sized.
 428          */
 429         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 430                 caslat_ctrl = (caslat + 1) & 0x07;
 431         } else {
 432                 caslat_ctrl =  (2 * caslat - 1) & 0x0f;
 433         }
 434
 435         debug("DDR: effective data rate is %d MHz\n", effective_data_rate);
 436         debug("DDR: caslat SPD bit is %d, controller field is 0x%x\n",
 437               caslat, caslat_ctrl);
 438
 439         /*
 440          * Timing Config 0.
 441          * Avoid writing for DDR I.  The new PQ38 DDR controller
 442          * dreams up non-zero default values to be backwards compatible.
 443          */
 444         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR2) {
 445                 unsigned char taxpd_clk = 8;            /* By the book. */
 446                 unsigned char tmrd_clk = 2;             /* By the book. */
 447                 unsigned char act_pd_exit = 2;          /* Empirical? */
 448                 unsigned char pre_pd_exit = 6;          /* Empirical? */
 449
 450                 ddr1->timing_cfg_0 = (0
 451                         | ((act_pd_exit & 0x7) << 20)   /* ACT_PD_EXIT */
 452                         | ((pre_pd_exit & 0x7) << 16)   /* PRE_PD_EXIT */
 453                         | ((taxpd_clk & 0xf) << 8)      /* ODT_PD_EXIT */
 454                         | ((tmrd_clk & 0xf) << 0)       /* MRS_CYC */
 455                         );
 456                 debug("DDR: timing_cfg_0 = 0x%08x\n", ddr1->timing_cfg_0);
 457
 458         } else {
 459         }
 460
 461
 462         /*
 463          * Some Timing Config 1 values now.
 464          * Sneak Extended Refresh Recovery in here too.
 465          */
 466
 467         /*
 468          * For DDR I, WRREC(Twr) and WRTORD(Twtr) are not in SPD,
 469          * use conservative value.
 470          * For DDR II, they are bytes 36 and 37, in quarter nanos.
 471          */
 472
 473         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 474                 twr_clk = 3;    /* Clocks */
 475                 twtr_clk = 1;   /* Clocks */
 476         } else {
 477                 twr_clk = picos_to_clk(spd.twr * 250);
 478                 twtr_clk = picos_to_clk(spd.twtr * 250);
 479         }
 480
 481         /*
 482          * Calculate Trfc, in picos.
 483          * DDR I:  Byte 42 straight up in ns.
 484          * DDR II: Byte 40 and 42 swizzled some, in ns.
 485          */
 486         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 487                 trfc = spd.trfc * 1000;         /* up to ps */
 488         } else {
 489                 unsigned int byte40_table_ps[8] = {
 490                         0,
 491                         250,
 492                         330,
 493                         500,
 494                         660,
 495                         750,
 496                         0,
 497                         0
 498                 };
 499
 500                 trfc = (((spd.trctrfc_ext & 0x1) * 256) + spd.trfc) * 1000
 501                         + byte40_table_ps[(spd.trctrfc_ext >> 1) & 0x7];
 502         }
 503         trfc_clk = picos_to_clk(trfc);
 504
 505         /*
 506          * Trcd, Byte 29, from quarter nanos to ps and clocks.
 507          */
 508         trcd_clk = picos_to_clk(spd.trcd * 250) & 0x7;
 509
 510         /*
 511          * Convert trfc_clk to DDR controller fields.  DDR I should
 512          * fit in the REFREC field (16-19) of TIMING_CFG_1, but the
 513          * 8548 controller has an extended REFREC field of three bits.
 514          * The controller automatically adds 8 clocks to this value,
 515          * so preadjust it down 8 first before splitting it up.
 516          */
 517         trfc_low = (trfc_clk - 8) & 0xf;
 518         trfc_high = ((trfc_clk - 8) >> 4) & 0x3;
 519
 520         /*
 521          * Sneak in some Extended Refresh Recovery.
 522          */
 523         ddr1->ext_refrec = (trfc_high << 16);
 524         debug("DDR: ext_refrec = 0x%08x\n", ddr1->ext_refrec);
 525
 526         ddr1->timing_cfg_1 =
 527             (0
 528              | ((picos_to_clk(spd.trp * 250) & 0x07) << 28)     /* PRETOACT */
 529              | ((picos_to_clk(spd.tras * 1000) & 0x0f ) << 24)  /* ACTTOPRE */
 530              | (trcd_clk << 20)                                 /* ACTTORW */
 531              | (caslat_ctrl << 16)                              /* CASLAT */
 532              | (trfc_low << 12)                                 /* REFEC */
 533              | ((twr_clk & 0x07) << 8)                          /* WRRREC */
 534              | ((picos_to_clk(spd.trrd * 250) & 0x07) << 4)     /* ACTTOACT */
 535              | ((twtr_clk & 0x07) << 0)                         /* WRTORD */
 536              );
 537
 538         debug("DDR: timing_cfg_1  = 0x%08x\n", ddr1->timing_cfg_1);
 539
 540
 541         /*
 542          * Timing_Config_2
 543          * Was: 0x00000800;
 544          */
 545
 546         /*
 547          * Additive Latency
 548          * For DDR I, 0.
 549          * For DDR II, with ODT enabled, use "a value" less than ACTTORW,
 550          * which comes from Trcd, and also note that:
 551          *      add_lat + caslat must be >= 4
 552          */
 553         add_lat = 0;
 554         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR2
 555             && (odt_wr_cfg || odt_rd_cfg)
 556             && (caslat < 4)) {
 557                 add_lat = 4 - caslat;
 558                 if (add_lat > trcd_clk) {
 559                         add_lat = trcd_clk - 1;
 560                 }
 561         }
 562
 563         /*
 564          * Write Data Delay
 565          * Historically 0x2 == 4/8 clock delay.
 566          * Empirically, 0x3 == 6/8 clock delay is suggested for DDR I 266.
 567          */
 568         wr_data_delay = 3;
 569
 570         /*
 571          * Write Latency
 572          * Read to Precharge
 573          * Minimum CKE Pulse Width.
 574          * Four Activate Window
 575          */
 576         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 577                 /*
 578                  * This is a lie.  It should really be 1, but if it is
 579                  * set to 1, bits overlap into the old controller's
 580                  * otherwise unused ACSM field.  If we leave it 0, then
 581                  * the HW will magically treat it as 1 for DDR 1.  Oh Yea.
 582                  */
 583                 wr_lat = 0;
 584
 585                 trtp_clk = 2;           /* By the book. */
 586                 cke_min_clk = 1;        /* By the book. */
 587                 four_act = 1;           /* By the book. */
 588
 589         } else {
 590                 wr_lat = caslat - 1;
 591
 592                 /* Convert SPD value from quarter nanos to picos. */
 593                 trtp_clk = picos_to_clk(spd.trtp * 250);
 594
 595                 cke_min_clk = 3;        /* By the book. */
 596                 four_act = picos_to_clk(37500); /* By the book. 1k pages? */
 597         }
 598
 599         /*
 600          * Empirically set ~MCAS-to-preamble override for DDR 2.
 601          * Your milage will vary.
 602          */
 603         cpo = 0;
 604         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR2) {
 605                 if (effective_data_rate == 266 || effective_data_rate == 333) {
 606                         cpo = 0x7;              /* READ_LAT + 5/4 */
 607                 } else if (effective_data_rate == 400) {
 608                         cpo = 0x9;              /* READ_LAT + 7/4 */
 609                 } else {
 610                         /* Pure speculation */
 611                         cpo = 0xb;
 612                 }
 613         }
 614
 615         ddr1->timing_cfg_2 = (0
 616                 | ((add_lat & 0x7) << 28)               /* ADD_LAT */
 617                 | ((cpo & 0x1f) << 23)                  /* CPO */
 618                 | ((wr_lat & 0x7) << 19)                /* WR_LAT */
 619                 | ((trtp_clk & 0x7) << 13)              /* RD_TO_PRE */
 620                 | ((wr_data_delay & 0x7) << 10)         /* WR_DATA_DELAY */
 621                 | ((cke_min_clk & 0x7) << 6)            /* CKE_PLS */
 622                 | ((four_act & 0x1f) << 0)              /* FOUR_ACT */
 623                 );
 624
 625         debug("DDR: timing_cfg_2 = 0x%08x\n", ddr1->timing_cfg_2);
 626
 627
 628         /*
 629          * Determine the Mode Register Set.
 630          *
 631          * This is nominally part specific, but it appears to be
 632          * consistent for all DDR I devices, and for all DDR II devices.
 633          *
 634          *     caslat must be programmed
 635          *     burst length is always 4
 636          *     burst type is sequential
 637          *
 638          * For DDR I:
 639          *     operating mode is "normal"
 640          *
 641          * For DDR II:
 642          *     other stuff
 643          */
 644
 645         mode_caslat = 0;
 646
 647         /*
 648          * Table lookup from DDR I or II Device Operation Specs.
 649          */
 650         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 651                 if (1 <= caslat && caslat <= 4) {
 652                         unsigned char mode_caslat_table[4] = {
 653                                 0x5,    /* 1.5 clocks */
 654                                 0x2,    /* 2.0 clocks */
 655                                 0x6,    /* 2.5 clocks */
 656                                 0x3     /* 3.0 clocks */
 657                         };
 658                         mode_caslat = mode_caslat_table[caslat - 1];
 659                 } else {
 660                         puts("DDR I: Only CAS Latencies of 1.5, 2.0, "
 661                              "2.5 and 3.0 clocks are supported.\n");
 662                         return 0;
 663                 }
 664
 665         } else {
 666                 if (2 <= caslat && caslat <= 5) {
 667                         mode_caslat = caslat;
 668                 } else {
 669                         puts("DDR II: Only CAS Latencies of 2.0, 3.0, "
 670                              "4.0 and 5.0 clocks are supported.\n");
 671                         return 0;
 672                 }
 673         }
 674
 675         /*
 676          * Encoded Burst Lenght of 4.
 677          */
 678         burst_len = 2;                  /* Fiat. */
 679
 680         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 681                 twr_auto_clk = 0;       /* Historical */
 682         } else {
 683                 /*
 684                  * Determine tCK max in picos.  Grab tWR and convert to picos.
 685                  * Auto-precharge write recovery is:
 686                  *      WR = roundup(tWR_ns/tCKmax_ns).
 687                  *
 688                  * Ponder: Is twr_auto_clk different than twr_clk?
 689                  */
 690                 tCKmax_ps = convert_bcd_tenths_to_cycle_time_ps(spd.tckmax);
 691                 twr_auto_clk = (spd.twr * 250 + tCKmax_ps - 1) / tCKmax_ps;
 692         }
 693
 694
 695         /*
 696          * Mode Reg in bits 16 ~ 31,
 697          * Extended Mode Reg 1 in bits 0 ~ 15.
 698          */
 699         mode_odt_enable = 0x0;                  /* Default disabled */
 700         if (odt_wr_cfg || odt_rd_cfg) {
 701                 /*
 702                  * Bits 6 and 2 in Extended MRS(1)
 703                  * Bit 2 == 0x04 == 75 Ohm, with 2 DIMM modules.
 704                  * Bit 6 == 0x40 == 150 Ohm, with 1 DIMM module.
 705                  */
 706                 mode_odt_enable = 0x40;         /* 150 Ohm */
 707         }
 708
 709         ddr1->sdram_mode_1 =
 710                 (0
 711                  | (add_lat << (16 + 3))        /* Additive Latency in EMRS1 */
 712                  | (mode_odt_enable << 16)      /* ODT Enable in EMRS1 */
 713                  | (twr_auto_clk << 9)          /* Write Recovery Autopre */
 714                  | (mode_caslat << 4)           /* caslat */
 715                  | (burst_len << 0)             /* Burst length */
 716                  );
 717
 718         debug("DDR: sdram_mode   = 0x%08x\n", ddr1->sdram_mode_1);
 719
 720
 721         /*
 722          * Clear EMRS2 and EMRS3.
 723          */
 724         ddr1->sdram_mode_2 = 0;
 725         debug("DDR: sdram_mode_2 = 0x%08x\n", ddr1->sdram_mode_2);
 726
 727
 728         /*
 729          * Determine Refresh Rate.  Ignore self refresh bit on DDR I.
 730          * Table from SPD Spec, Byte 12, converted to picoseconds and
 731          * filled in with "default" normal values.
 732          */
 733         {
 734                 unsigned int refresh_clk;
 735                 unsigned int refresh_time_ns[8] = {
 736                         15625000,       /* 0 Normal    1.00x */
 737                         3900000,        /* 1 Reduced    .25x */
 738                         7800000,        /* 2 Extended   .50x */
 739                         31300000,       /* 3 Extended  2.00x */
 740                         62500000,       /* 4 Extended  4.00x */
 741                         125000000,      /* 5 Extended  8.00x */
 742                         15625000,       /* 6 Normal    1.00x  filler */
 743                         15625000,       /* 7 Normal    1.00x  filler */
 744                 };
 745
 746                 refresh_clk = picos_to_clk(refresh_time_ns[spd.refresh & 0x7]);
 747
 748                 /*
 749                  * Set BSTOPRE to 0x100 for page mode
 750                  * If auto-charge is used, set BSTOPRE = 0
 751                  */
 752                 ddr1->sdram_interval =
 753                         (0
 754                          | (refresh_clk & 0x3fff) << 16
 755                          | 0x100
 756                          );
 757                 debug("DDR: sdram_interval = 0x%08x\n", ddr1->sdram_interval);
 758         }
 759
 760         /*
 761          * Is this an ECC DDR chip?
 762          * But don't mess with it if the DDR controller will init mem.
 763          */
 764 #if defined(CONFIG_DDR_ECC) && !defined(CONFIG_ECC_INIT_VIA_DDRCONTROLLER)
 765         if (spd.config == 0x02) {
 766                 ddr1->err_disable = 0x0000000d;
 767                 ddr1->err_sbe = 0x00ff0000;
 768         }
 769         debug("DDR: err_disable = 0x%08x\n", ddr1->err_disable);
 770         debug("DDR: err_sbe = 0x%08x\n", ddr1->err_sbe);
 771 #endif
 772
 773         asm("sync;isync");
 774         udelay(500);
 775
 776         /*
 777          * SDRAM Cfg 2
 778          */
 779
 780         /*
 781          * When ODT is enabled, Chap 9 suggests asserting ODT to
 782          * internal IOs only during reads.
 783          */
 784         odt_cfg = 0;
 785         if (odt_rd_cfg | odt_wr_cfg) {
 786                 odt_cfg = 0x2;          /* ODT to IOs during reads */
 787         }
 788
 789         /*
 790          * Try to use differential DQS with DDR II.
 791          */
 792         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 793                 dqs_cfg = 0;            /* No Differential DQS for DDR I */
 794         } else {
 795                 dqs_cfg = 0x1;          /* Differential DQS for DDR II */
 796         }
 797
 798 #if defined(CONFIG_ECC_INIT_VIA_DDRCONTROLLER)
 799         /*
 800          * Use the DDR controller to auto initialize memory.
 801          */
 802         d_init = 1;
 803         ddr1->sdram_data_init = CONFIG_MEM_INIT_VALUE;
 804         debug("DDR: ddr_data_init = 0x%08x\n", ddr1->sdram_data_init);
 805 #else
 806         /*
 807          * Memory will be initialized via DMA, or not at all.
 808          */
 809         d_init = 0;
 810 #endif
 811
 812         ddr1->sdram_cfg_2 = (0
 813                             | (dqs_cfg << 26)   /* Differential DQS */
 814                             | (odt_cfg << 21)   /* ODT */
 815                             | (d_init << 4)     /* D_INIT auto init DDR */
 816                             );
 817
 818         debug("DDR: sdram_cfg_2  = 0x%08x\n", ddr1->sdram_cfg_2);
 819
 820
 821 #ifdef MPC86xx_DDR_SDRAM_CLK_CNTL
 822         {
 823                 unsigned char clk_adjust;
 824
 825                 /*
 826                  * Setup the clock control.
 827                  * SDRAM_CLK_CNTL[0] = Source synchronous enable == 1
 828                  * SDRAM_CLK_CNTL[5-7] = Clock Adjust
 829                  *      0110    3/4 cycle late
 830                  *      0111    7/8 cycle late
 831                  */
 832                 if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) {
 833                         clk_adjust = 0x6;
 834                 } else {
 835                         clk_adjust = 0x7;
 836                 }
 837
 838                 ddr1->sdram_clk_cntl = (0
 839                                | 0x80000000
 840                                | (clk_adjust << 23)
 841                                );
 842                 debug("DDR: sdram_clk_cntl = 0x%08x\n", ddr1->sdram_clk_cntl);
 843         }
 844 #endif
 845
 846         /*
 847          * Figure out the settings for the sdram_cfg register.
 848          * Build up the entire register in 'sdram_cfg' before writing
 849          * since the write into the register will actually enable the
 850          * memory controller; all settings must be done before enabling.
 851          *
 852          * sdram_cfg[0]   = 1 (ddr sdram logic enable)
 853          * sdram_cfg[1]   = 1 (self-refresh-enable)
 854          * sdram_cfg[5:7] = (SDRAM type = DDR SDRAM)
 855          *                      010 DDR 1 SDRAM
 856          *                      011 DDR 2 SDRAM
 857          */
 858         sdram_type = (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR) ? 2 : 3;
 859         sdram_cfg_1 = (0
 860                      | (1 << 31)                        /* Enable */
 861                      | (1 << 30)                        /* Self refresh */
 862                      | (sdram_type << 24)               /* SDRAM type */
 863                      );
 864
 865         /*
 866          * sdram_cfg[3] = RD_EN - registered DIMM enable
 867          *   A value of 0x26 indicates micron registered DIMMS (micron.com)
 868          */
 869         if (spd.mem_type == SPD_MEMTYPE_DDR && spd.mod_attr == 0x26) {
 870                 sdram_cfg_1 |= 0x10000000;              /* RD_EN */
 871         }
 872
 873 #if defined(CONFIG_DDR_ECC)
 874         /*
 875          * If the user wanted ECC (enabled via sdram_cfg[2])
 876          */
 877         if (spd.config == 0x02) {
 878                 sdram_cfg_1 |= 0x20000000;              /* ECC_EN */
 879         }
 880 #endif
 881
 882         /*
 883          * REV1 uses 1T timing.
 884          * REV2 may use 1T or 2T as configured by the user.
 885          */
 886         {
 887                 uint pvr = get_pvr();
 888
 889                 if (pvr != PVR_85xx_REV1) {
 890 #if defined(CONFIG_DDR_2T_TIMING)
 891                         /*
 892                          * Enable 2T timing by setting sdram_cfg[16].
 893                          */
 894                         sdram_cfg_1 |= 0x8000;          /* 2T_EN */
 895 #endif
 896                 }
 897         }
 898
 899         /*
 900          * 200 painful micro-seconds must elapse between
 901          * the DDR clock setup and the DDR config enable.
 902          */
 903         udelay(200);
 904
 905         /*
 906          * Go!
 907          */
 908         ddr1->sdram_cfg_1 = sdram_cfg_1;
 909
 910         asm("sync;isync");
 911         udelay(500);
 912
 913         debug("DDR: sdram_cfg   = 0x%08x\n", ddr1->sdram_cfg_1);
 914
 915
 916 #if defined(CONFIG_ECC_INIT_VIA_DDRCONTROLLER)
 917         debug("DDR: memory initializing\n");
 918         /*
 919          * Poll until memory is initialized.
 920          * 512 Meg at 400 might hit this 200 times or so.
 921          */
 922         while ((ddr1->sdram_cfg_2 & (d_init << 4)) != 0) {
 923                 udelay(1000);
 924         }
 925         debug("DDR: memory initialized\n");
 926 #endif
 927
 928
 929         /*
 930          * Figure out memory size in Megabytes.
 931          */
 932         memsize = n_ranks * rank_density / 0x100000;
 933
 934
 935         /*
 936          * First supported LAW size is 16M, at LAWAR_SIZE_16M == 23.  Fnord.
 937          */
 938         law_size = 19 + __ilog2(memsize);
 939
 940         /*
 941          * Set up LAWBAR for all of DDR.
 942          */
 943         mcm->lawbar1 = ((CFG_DDR_SDRAM_BASE >> 12) & 0xfffff);
 944         mcm->lawar1 = (LAWAR_EN
 945                        | LAWAR_TRGT_IF_DDR
 946                        | (LAWAR_SIZE & law_size));
 947         debug("DDR: LAWBAR1=0x%08x\n", mcm->lawbar1);
 948         debug("DDR: LARAR1=0x%08x\n", mcm->lawar1);
 949
 950
 951         return memsize * 1024 * 1024;
 952 }
 953
 954 #endif /* CONFIG_SPD_EEPROM */
 955
 956
 957 #if defined(CONFIG_DDR_ECC) && !defined(CONFIG_ECC_INIT_VIA_DDRCONTROLLER)
 958
 959 /*
 960  * Initialize all of memory for ECC, then enable errors.
 961  */
 962
 963 void
 964 ddr_enable_ecc(unsigned int dram_size)
 965 {
 966         uint *p = 0;
 967         uint i = 0;
 968         volatile immap_t *immap = (immap_t *)CFG_IMMR;
 969         volatile ccsr_ddr_t *ddr1= &immap->im_ddr1;
 970
 971         dma_init();
 972
 973         for (*p = 0; p < (uint *)(8 * 1024); p++) {
 974                 if (((unsigned int)p & 0x1f) == 0) {
 975                         ppcDcbz((unsigned long) p);
 976                 }
 977                 *p = (unsigned int)CONFIG_MEM_INIT_VALUE;
 978                 if (((unsigned int)p & 0x1c) == 0x1c) {
 979                         ppcDcbf((unsigned long) p);
 980                 }
 981         }
 982
 983         /* 8K */
 984         dma_xfer((uint *)0x2000, 0x2000, (uint *)0);
 985         /* 16K */
 986         dma_xfer((uint *)0x4000, 0x4000, (uint *)0);
 987         /* 32K */
 988         dma_xfer((uint *)0x8000, 0x8000, (uint *)0);
 989         /* 64K */
 990         dma_xfer((uint *)0x10000, 0x10000, (uint *)0);
 991         /* 128k */
 992         dma_xfer((uint *)0x20000, 0x20000, (uint *)0);
 993         /* 256k */
 994         dma_xfer((uint *)0x40000, 0x40000, (uint *)0);
 995         /* 512k */
 996         dma_xfer((uint *)0x80000, 0x80000, (uint *)0);
 997         /* 1M */
 998         dma_xfer((uint *)0x100000, 0x100000, (uint *)0);
 999         /* 2M */
1000         dma_xfer((uint *)0x200000, 0x200000, (uint *)0);
1001         /* 4M */
1002         dma_xfer((uint *)0x400000, 0x400000, (uint *)0);
1003
1004         for (i = 1; i < dram_size / 0x800000; i++) {
1005                 dma_xfer((uint *)(0x800000*i), 0x800000, (uint *)0);
1006         }
1007
1008         /*
1009          * Enable errors for ECC.
1010          */
1011         debug("DMA DDR: err_disable = 0x%08x\n", ddr1->err_disable);
1012         ddr1->err_disable = 0x00000000;
1013         asm("sync;isync;msync");
1014         debug("DMA DDR: err_disable = 0x%08x\n", ddr1->err_disable);
1015 }
1016
1017 #endif  /* CONFIG_DDR_ECC  && ! CONFIG_ECC_INIT_VIA_DDRCONTROLLER */