cpu/mpc8xx/cpu.c

   1 /*
   2  * (C) Copyright 2000-2002
   3  * Wolfgang Denk, DENX Software Engineering, [email protected].
   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 /*
  25  * m8xx.c
  26  *
  27  * CPU specific code
  28  *
  29  * written or collected and sometimes rewritten by
  30  * Magnus Damm <[email protected]>
  31  *
  32  * minor modifications by
  33  * Wolfgang Denk <[email protected]>
  34  */
  35
  36 #include <common.h>
  37 #include <watchdog.h>
  38 #include <command.h>
  39 #include <mpc8xx.h>
  40 #include <asm/cache.h>
  41
  42 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
  43
  44 static char *cpu_warning = "\n         " \
  45         "*** Warning: CPU Core has Silicon Bugs -- Check the Errata ***";
  46
  47 #if ((defined(CONFIG_MPC86x) || defined(CONFIG_MPC855)) && \
  48      !defined(CONFIG_MPC862))
  49
  50 static int check_CPU (long clock, uint pvr, uint immr)
  51 {
  52         char *id_str =
  53 # if defined(CONFIG_MPC855)
  54         "PC855";
  55 # elif defined(CONFIG_MPC860P)
  56         "PC860P";
  57 # else
  58         NULL;
  59 # endif
  60         volatile immap_t *immap = (immap_t *) (immr & 0xFFFF0000);
  61         uint k, m;
  62         char buf[32];
  63         char pre = 'X';
  64         char *mid = "xx";
  65         char *suf;
  66
  67         /* the highest 16 bits should be 0x0050 for a 860 */
  68
  69         if ((pvr >> 16) != 0x0050)
  70                 return -1;
  71
  72         k = (immr << 16) | *((ushort *) & immap->im_cpm.cp_dparam[0xB0]);
  73         m = 0;
  74         suf = "";
  75
  76         /*
  77          * Some boards use sockets so different CPUs can be used.
  78          * We have to check chip version in run time.
  79          */
  80         switch (k) {
  81         case 0x00020001: pre = 'P'; break;
  82         case 0x00030001: break;
  83         case 0x00120003: suf = "A"; break;
  84         case 0x00130003: suf = "A3"; break;
  85
  86         case 0x00200004: suf = "B"; break;
  87
  88         case 0x00300004: suf = "C"; break;
  89         case 0x00310004: suf = "C1"; m = 1; break;
  90
  91         case 0x00200064: mid = "SR"; suf = "B"; break;
  92         case 0x00300065: mid = "SR"; suf = "C"; break;
  93         case 0x00310065: mid = "SR"; suf = "C1"; m = 1; break;
  94         case 0x05010000: suf = "D3"; m = 1; break;
  95         case 0x05020000: suf = "D4"; m = 1; break;
  96                 /* this value is not documented anywhere */
  97         case 0x40000000: pre = 'P'; suf = "D"; m = 1; break;
  98                 /* MPC866P/MPC866T/MPC859T/MPC859DSL/MPC852T */
  99         case 0x08010004:                /* Rev. A.0 */
 100                 suf = "A";
 101                 /* fall through */
 102         case 0x08000003:                /* Rev. 0.3 */
 103                 pre = 'M'; m = 1;
 104                 if (id_str == NULL)
 105                         id_str =
 106 # if defined(CONFIG_MPC852T)
 107                 "PC852T";
 108 # elif defined(CONFIG_MPC859T)
 109                 "PC859T";
 110 # elif defined(CONFIG_MPC859DSL)
 111                 "PC859DSL";
 112 # elif defined(CONFIG_MPC866T)
 113                 "PC866T";
 114 # else
 115                 "PC866x"; /* Unknown chip from MPC866 family */
 116 # endif
 117                 break;
 118         case 0x09000000: pre = 'M'; mid = suf = ""; m = 1;
 119                 if (id_str == NULL)
 120                         id_str = "PC885"; /* 870/875/880/885 */
 121                 break;
 122
 123         default: suf = NULL; break;
 124         }
 125
 126         if (id_str == NULL)
 127                 id_str = "PC86x";       /* Unknown 86x chip */
 128         if (suf)
 129                 printf ("%c%s%sZPnn%s", pre, id_str, mid, suf);
 130         else
 131                 printf ("unknown M%s (0x%08x)", id_str, k);
 132
 133
 134 #if defined(CFG_8xx_CPUCLK_MIN) && defined(CFG_8xx_CPUCLK_MAX)
 135         printf (" at %s MHz [%d.%d...%d.%d MHz]\n       ",
 136                 strmhz (buf, clock),
 137                 CFG_8xx_CPUCLK_MIN / 1000000,
 138                 ((CFG_8xx_CPUCLK_MIN % 1000000) + 50000) / 100000,
 139                 CFG_8xx_CPUCLK_MAX / 1000000,
 140                 ((CFG_8xx_CPUCLK_MAX % 1000000) + 50000) / 100000
 141         );
 142 #else
 143         printf (" at %s MHz: ", strmhz (buf, clock));
 144 #endif
 145         printf ("%u kB I-Cache %u kB D-Cache",
 146                 checkicache () >> 10,
 147                 checkdcache () >> 10
 148         );
 149
 150         /* do we have a FEC (860T/P or 852/859/866/885)? */
 151
 152         immap->im_cpm.cp_fec.fec_addr_low = 0x12345678;
 153         if (immap->im_cpm.cp_fec.fec_addr_low == 0x12345678) {
 154                 printf (" FEC present");
 155         }
 156
 157         if (!m) {
 158                 puts (cpu_warning);
 159         }
 160
 161         putc ('\n');
 162
 163 #ifdef DEBUG
 164         if(clock != measure_gclk()) {
 165             printf ("clock %ldHz != %dHz\n", clock, measure_gclk());
 166         }
 167 #endif
 168
 169         return 0;
 170 }
 171
 172 #elif defined(CONFIG_MPC862)
 173
 174 static int check_CPU (long clock, uint pvr, uint immr)
 175 {
 176         volatile immap_t *immap = (immap_t *) (immr & 0xFFFF0000);
 177         uint k, m;
 178         char buf[32];
 179         char pre = 'X';
 180         char *mid = "xx";
 181         char *suf;
 182
 183         /* the highest 16 bits should be 0x0050 for a 8xx */
 184
 185         if ((pvr >> 16) != 0x0050)
 186                 return -1;
 187
 188         k = (immr << 16) | *((ushort *) & immap->im_cpm.cp_dparam[0xB0]);
 189         m = 0;
 190
 191         switch (k) {
 192
 193                 /* this value is not documented anywhere */
 194         case 0x06000000: mid = "P"; suf = "0"; break;
 195         case 0x06010001: mid = "P"; suf = "A"; m = 1; break;
 196         case 0x07000003: mid = "P"; suf = "B"; m = 1; break;
 197         default: suf = NULL; break;
 198         }
 199
 200 #ifndef CONFIG_MPC857
 201         if (suf)
 202                 printf ("%cPC862%sZPnn%s", pre, mid, suf);
 203         else
 204                 printf ("unknown MPC862 (0x%08x)", k);
 205 #else
 206         if (suf)
 207                 printf ("%cPC857TZPnn%s", pre, suf); /* only 857T tested right now! */
 208         else
 209                 printf ("unknown MPC857 (0x%08x)", k);
 210 #endif
 211
 212         printf (" at %s MHz:", strmhz (buf, clock));
 213
 214         printf (" %u kB I-Cache", checkicache () >> 10);
 215         printf (" %u kB D-Cache", checkdcache () >> 10);
 216
 217         /* lets check and see if we're running on a 862T (or P?) */
 218
 219         immap->im_cpm.cp_fec.fec_addr_low = 0x12345678;
 220         if (immap->im_cpm.cp_fec.fec_addr_low == 0x12345678) {
 221                 printf (" FEC present");
 222         }
 223
 224         if (!m) {
 225                 puts (cpu_warning);
 226         }
 227
 228         putc ('\n');
 229
 230         return 0;
 231 }
 232
 233 #elif defined(CONFIG_MPC823)
 234
 235 static int check_CPU (long clock, uint pvr, uint immr)
 236 {
 237         volatile immap_t *immap = (immap_t *) (immr & 0xFFFF0000);
 238         uint k, m;
 239         char buf[32];
 240         char *suf;
 241
 242         /* the highest 16 bits should be 0x0050 for a 8xx */
 243
 244         if ((pvr >> 16) != 0x0050)
 245                 return -1;
 246
 247         k = (immr << 16) | *((ushort *) & immap->im_cpm.cp_dparam[0xB0]);
 248         m = 0;
 249
 250         switch (k) {
 251                 /* MPC823 */
 252         case 0x20000000: suf = "0"; break;
 253         case 0x20010000: suf = "0.1"; break;
 254         case 0x20020000: suf = "Z2/3"; break;
 255         case 0x20020001: suf = "Z3"; break;
 256         case 0x21000000: suf = "A"; break;
 257         case 0x21010000: suf = "B"; m = 1; break;
 258         case 0x21010001: suf = "B2"; m = 1; break;
 259                 /* MPC823E */
 260         case 0x24010000: suf = NULL;
 261                         puts ("PPC823EZTnnB2");
 262                         m = 1;
 263                         break;
 264         default:
 265                         suf = NULL;
 266                         printf ("unknown MPC823 (0x%08x)", k);
 267                         break;
 268         }
 269         if (suf)
 270                 printf ("PPC823ZTnn%s", suf);
 271
 272         printf (" at %s MHz:", strmhz (buf, clock));
 273
 274         printf (" %u kB I-Cache", checkicache () >> 10);
 275         printf (" %u kB D-Cache", checkdcache () >> 10);
 276
 277         /* lets check and see if we're running on a 860T (or P?) */
 278
 279         immap->im_cpm.cp_fec.fec_addr_low = 0x12345678;
 280         if (immap->im_cpm.cp_fec.fec_addr_low == 0x12345678) {
 281                 puts (" FEC present");
 282         }
 283
 284         if (!m) {
 285                 puts (cpu_warning);
 286         }
 287
 288         putc ('\n');
 289
 290         return 0;
 291 }
 292
 293 #elif defined(CONFIG_MPC850)
 294
 295 static int check_CPU (long clock, uint pvr, uint immr)
 296 {
 297         volatile immap_t *immap = (immap_t *) (immr & 0xFFFF0000);
 298         uint k, m;
 299         char buf[32];
 300
 301         /* the highest 16 bits should be 0x0050 for a 8xx */
 302
 303         if ((pvr >> 16) != 0x0050)
 304                 return -1;
 305
 306         k = (immr << 16) | *((ushort *) & immap->im_cpm.cp_dparam[0xB0]);
 307         m = 0;
 308
 309         switch (k) {
 310         case 0x20020001:
 311                 printf ("XPC850xxZT");
 312                 break;
 313         case 0x21000065:
 314                 printf ("XPC850xxZTA");
 315                 break;
 316         case 0x21010067:
 317                 printf ("XPC850xxZTB");
 318                 m = 1;
 319                 break;
 320         case 0x21020068:
 321                 printf ("XPC850xxZTC");
 322                 m = 1;
 323                 break;
 324         default:
 325                 printf ("unknown MPC850 (0x%08x)", k);
 326         }
 327         printf (" at %s MHz:", strmhz (buf, clock));
 328
 329         printf (" %u kB I-Cache", checkicache () >> 10);
 330         printf (" %u kB D-Cache", checkdcache () >> 10);
 331
 332         /* lets check and see if we're running on a 850T (or P?) */
 333
 334         immap->im_cpm.cp_fec.fec_addr_low = 0x12345678;
 335         if (immap->im_cpm.cp_fec.fec_addr_low == 0x12345678) {
 336                 printf (" FEC present");
 337         }
 338
 339         if (!m) {
 340                 puts (cpu_warning);
 341         }
 342
 343         putc ('\n');
 344
 345         return 0;
 346 }
 347 #else
 348 #error CPU undefined
 349 #endif
 350 /* ------------------------------------------------------------------------- */
 351
 352 int checkcpu (void)
 353 {
 354         ulong clock = gd->cpu_clk;
 355         uint immr = get_immr (0);       /* Return full IMMR contents */
 356         uint pvr = get_pvr ();
 357
 358         puts ("CPU:   ");
 359
 360         /* 850 has PARTNUM 20 */
 361         /* 801 has PARTNUM 10 */
 362         return check_CPU (clock, pvr, immr);
 363 }
 364
 365 /* ------------------------------------------------------------------------- */
 366 /* L1 i-cache                                                                */
 367 /* the standard 860 has 128 sets of 16 bytes in 2 ways (= 4 kB)              */
 368 /* the 860 P (plus) has 256 sets of 16 bytes in 4 ways (= 16 kB)             */
 369
 370 int checkicache (void)
 371 {
 372         volatile immap_t *immap = (immap_t *) CFG_IMMR;
 373         volatile memctl8xx_t *memctl = &immap->im_memctl;
 374         u32 cacheon = rd_ic_cst () & IDC_ENABLED;
 375
 376 #ifdef CONFIG_IP86x
 377         u32 k = memctl->memc_br1 & ~0x00007fff; /* probe in flash memoryarea */
 378 #else
 379         u32 k = memctl->memc_br0 & ~0x00007fff; /* probe in flash memoryarea */
 380 #endif
 381         u32 m;
 382         u32 lines = -1;
 383
 384         wr_ic_cst (IDC_UNALL);
 385         wr_ic_cst (IDC_INVALL);
 386         wr_ic_cst (IDC_DISABLE);
 387         __asm__ volatile ("isync");
 388
 389         while (!((m = rd_ic_cst ()) & IDC_CERR2)) {
 390                 wr_ic_adr (k);
 391                 wr_ic_cst (IDC_LDLCK);
 392                 __asm__ volatile ("isync");
 393
 394                 lines++;
 395                 k += 0x10;                              /* the number of bytes in a cacheline */
 396         }
 397
 398         wr_ic_cst (IDC_UNALL);
 399         wr_ic_cst (IDC_INVALL);
 400
 401         if (cacheon)
 402                 wr_ic_cst (IDC_ENABLE);
 403         else
 404                 wr_ic_cst (IDC_DISABLE);
 405
 406         __asm__ volatile ("isync");
 407
 408         return lines << 4;
 409 };
 410
 411 /* ------------------------------------------------------------------------- */
 412 /* L1 d-cache                                                                */
 413 /* the standard 860 has 128 sets of 16 bytes in 2 ways (= 4 kB)              */
 414 /* the 860 P (plus) has 256 sets of 16 bytes in 2 ways (= 8 kB)              */
 415 /* call with cache disabled                                                  */
 416
 417 int checkdcache (void)
 418 {
 419         volatile immap_t *immap = (immap_t *) CFG_IMMR;
 420         volatile memctl8xx_t *memctl = &immap->im_memctl;
 421         u32 cacheon = rd_dc_cst () & IDC_ENABLED;
 422
 423 #ifdef CONFIG_IP86x
 424         u32 k = memctl->memc_br1 & ~0x00007fff; /* probe in flash memoryarea */
 425 #else
 426         u32 k = memctl->memc_br0 & ~0x00007fff; /* probe in flash memoryarea */
 427 #endif
 428         u32 m;
 429         u32 lines = -1;
 430
 431         wr_dc_cst (IDC_UNALL);
 432         wr_dc_cst (IDC_INVALL);
 433         wr_dc_cst (IDC_DISABLE);
 434
 435         while (!((m = rd_dc_cst ()) & IDC_CERR2)) {
 436                 wr_dc_adr (k);
 437                 wr_dc_cst (IDC_LDLCK);
 438                 lines++;
 439                 k += 0x10;      /* the number of bytes in a cacheline */
 440         }
 441
 442         wr_dc_cst (IDC_UNALL);
 443         wr_dc_cst (IDC_INVALL);
 444
 445         if (cacheon)
 446                 wr_dc_cst (IDC_ENABLE);
 447         else
 448                 wr_dc_cst (IDC_DISABLE);
 449
 450         return lines << 4;
 451 };
 452
 453 /* ------------------------------------------------------------------------- */
 454
 455 void upmconfig (uint upm, uint * table, uint size)
 456 {
 457         uint i;
 458         uint addr = 0;
 459         volatile immap_t *immap = (immap_t *) CFG_IMMR;
 460         volatile memctl8xx_t *memctl = &immap->im_memctl;
 461
 462         for (i = 0; i < size; i++) {
 463                 memctl->memc_mdr = table[i];    /* (16-15) */
 464                 memctl->memc_mcr = addr | upm;  /* (16-16) */
 465                 addr++;
 466         }
 467 }
 468
 469 /* ------------------------------------------------------------------------- */
 470
 471 #ifndef CONFIG_LWMON
 472
 473 int do_reset (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])
 474 {
 475         ulong msr, addr;
 476
 477         volatile immap_t *immap = (immap_t *) CFG_IMMR;
 478
 479         immap->im_clkrst.car_plprcr |= PLPRCR_CSR;      /* Checkstop Reset enable */
 480
 481         /* Interrupts and MMU off */
 482         __asm__ volatile ("mtspr    81, 0");
 483         __asm__ volatile ("mfmsr    %0":"=r" (msr));
 484
 485         msr &= ~0x1030;
 486         __asm__ volatile ("mtmsr    %0"::"r" (msr));
 487
 488         /*
 489          * Trying to execute the next instruction at a non-existing address
 490          * should cause a machine check, resulting in reset
 491          */
 492 #ifdef CFG_RESET_ADDRESS
 493         addr = CFG_RESET_ADDRESS;
 494 #else
 495         /*
 496          * note: when CFG_MONITOR_BASE points to a RAM address, CFG_MONITOR_BASE
 497          * - sizeof (ulong) is usually a valid address. Better pick an address
 498          * known to be invalid on your system and assign it to CFG_RESET_ADDRESS.
 499          * "(ulong)-1" used to be a good choice for many systems...
 500          */
 501         addr = CFG_MONITOR_BASE - sizeof (ulong);
 502 #endif
 503         ((void (*)(void)) addr) ();
 504         return 1;
 505 }
 506
 507 #else   /* CONFIG_LWMON */
 508
 509 /*
 510  * On the LWMON board, the MCLR reset input of the PIC's on the board
 511  * uses a 47K/1n RC combination which has a 47us time  constant.  The
 512  * low  signal on the HRESET pin of the CPU is only 512 clocks = 8 us
 513  * and thus too short to reset the external hardware. So we  use  the
 514  * watchdog to reset the board.
 515  */
 516 int do_reset (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])
 517 {
 518         /* prevent triggering the watchdog */
 519         disable_interrupts ();
 520
 521         /* make sure the watchdog is running */
 522         reset_8xx_watchdog ((immap_t *) CFG_IMMR);
 523
 524         /* wait for watchdog reset */
 525         while (1) {};
 526
 527         /* NOTREACHED */
 528         return 1;
 529 }
 530
 531 #endif  /* CONFIG_LWMON */
 532
 533 /* ------------------------------------------------------------------------- */
 534
 535 /*
 536  * Get timebase clock frequency (like cpu_clk in Hz)
 537  *
 538  * See sections 14.2 and 14.6 of the User's Manual
 539  */
 540 unsigned long get_tbclk (void)
 541 {
 542         uint immr = get_immr (0);       /* Return full IMMR contents */
 543         volatile immap_t *immap = (volatile immap_t *)(immr & 0xFFFF0000);
 544         ulong oscclk, factor, pll;
 545
 546         if (immap->im_clkrst.car_sccr & SCCR_TBS) {
 547                 return (gd->cpu_clk / 16);
 548         }
 549
 550         pll = immap->im_clkrst.car_plprcr;
 551
 552 #define PLPRCR_val(a) ((pll & PLPRCR_ ## a ## _MSK) >> PLPRCR_ ## a ## _SHIFT)
 553
 554         /*
 555          * For newer PQ1 chips (MPC866/87x/88x families), PLL multiplication
 556          * factor is calculated as follows:
 557          *
 558          *                   MFN
 559          *           MFI + -------
 560          *                 MFD + 1
 561          * factor =  -----------------
 562          *           (PDF + 1) * 2^S
 563          *
 564          * For older chips, it's just MF field of PLPRCR plus one.
 565          */
 566         if ((immr & 0x0FFF) >= MPC8xx_NEW_CLK) { /* MPC866/87x/88x series */
 567                 factor = (PLPRCR_val(MFI) + PLPRCR_val(MFN)/(PLPRCR_val(MFD)+1))/
 568                         (PLPRCR_val(PDF)+1) / (1<<PLPRCR_val(S));
 569         } else {
 570                 factor = PLPRCR_val(MF)+1;
 571         }
 572
 573         oscclk = gd->cpu_clk / factor;
 574
 575         if ((immap->im_clkrst.car_sccr & SCCR_RTSEL) == 0 || factor > 2) {
 576                 return (oscclk / 4);
 577         }
 578         return (oscclk / 16);
 579 }
 580
 581 /* ------------------------------------------------------------------------- */
 582
 583 #if defined(CONFIG_WATCHDOG)
 584 void watchdog_reset (void)
 585 {
 586         int re_enable = disable_interrupts ();
 587
 588         reset_8xx_watchdog ((immap_t *) CFG_IMMR);
 589         if (re_enable)
 590                 enable_interrupts ();
 591 }
 592 #endif /* CONFIG_WATCHDOG */
 593
 594 #if defined(CONFIG_WATCHDOG) || defined(CONFIG_LWMON)
 595
 596 void reset_8xx_watchdog (volatile immap_t * immr)
 597 {
 598 # if defined(CONFIG_LWMON)
 599         /*
 600          * The LWMON board uses a MAX6301 Watchdog
 601          * with the trigger pin connected to port PA.7
 602          *
 603          * (The old board version used a MAX706TESA Watchdog, which
 604          * had to be handled exactly the same.)
 605          */
 606 # define WATCHDOG_BIT   0x0100
 607         immr->im_ioport.iop_papar &= ~(WATCHDOG_BIT);   /* GPIO     */
 608         immr->im_ioport.iop_padir |= WATCHDOG_BIT;      /* Output   */
 609         immr->im_ioport.iop_paodr &= ~(WATCHDOG_BIT);   /* active output */
 610
 611         immr->im_ioport.iop_padat ^= WATCHDOG_BIT;      /* Toggle WDI   */
 612 # elif defined(CONFIG_KUP4K) || defined(CONFIG_KUP4X)
 613         /*
 614          * The KUP4 boards uses a TPS3705 Watchdog
 615          * with the trigger pin connected to port PA.5
 616          */
 617 # define WATCHDOG_BIT   0x0400
 618         immr->im_ioport.iop_papar &= ~(WATCHDOG_BIT);   /* GPIO     */
 619         immr->im_ioport.iop_padir |= WATCHDOG_BIT;      /* Output   */
 620         immr->im_ioport.iop_paodr &= ~(WATCHDOG_BIT);   /* active output */
 621
 622         immr->im_ioport.iop_padat ^= WATCHDOG_BIT;      /* Toggle WDI   */
 623 # else
 624         /*
 625          * All other boards use the MPC8xx Internal Watchdog
 626          */
 627         immr->im_siu_conf.sc_swsr = 0x556c;     /* write magic1 */
 628         immr->im_siu_conf.sc_swsr = 0xaa39;     /* write magic2 */
 629 # endif /* CONFIG_LWMON */
 630 }
 631
 632 #endif /* CONFIG_WATCHDOG */
 633
 634 /* ------------------------------------------------------------------------- */