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