cpu/mpc8xxx/ddr/ctrl_regs.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008 Freescale Semiconductor, Inc.
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   6  * Version 2 as published by the Free Software Foundation.
   7  */
   8
   9 /*
  10  * Generic driver for Freescale DDR/DDR2/DDR3 memory controller.
  11  * Based on code from spd_sdram.c
  12  * Author: James Yang [at freescale.com]
  13  */
  14
  15 #include <common.h>
  16 #include <asm/fsl_ddr_sdram.h>
  17
  18 #include "ddr.h"
  19
  20 extern unsigned int picos_to_mclk(unsigned int picos);
  21 /*
  22  * Determine Rtt value.
  23  *
  24  * This should likely be either board or controller specific.
  25  *
  26  * Rtt(nominal):
  27  *      0 = Rtt disabled
  28  *      1 = 75 ohm
  29  *      2 = 150 ohm
  30  *      3 = 50 ohm
  31  *
  32  * FIXME: Apparently 8641 needs a value of 2
  33  * FIXME: Old code seys if 667 MHz or higher, use 3 on 8572
  34  *
  35  * FIXME: There was some effort down this line earlier:
  36  *
  37  *      unsigned int i;
  38  *      for (i = 0; i < CONFIG_CHIP_SELECTS_PER_CTRL/2; i++) {
  39  *              if (popts->dimmslot[i].num_valid_cs
  40  *                  && (popts->cs_local_opts[2*i].odt_rd_cfg
  41  *                      || popts->cs_local_opts[2*i].odt_wr_cfg)) {
  42  *                      rtt = 2;
  43  *                      break;
  44  *              }
  45  *      }
  46  */
  47 static inline int fsl_ddr_get_rtt(void)
  48 {
  49         int rtt;
  50
  51 #if defined(CONFIG_FSL_DDR1)
  52         rtt = 0;
  53 #elif defined(CONFIG_FSL_DDR2)
  54         rtt = 3;
  55 #else
  56 #error "Need Rtt value for DDR3"
  57 #endif
  58
  59         return rtt;
  60 }
  61
  62 /* Chip Select Configuration (CSn_CONFIG) */
  63 static void set_csn_config(int i, fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr,
  64                                const memctl_options_t *popts,
  65                                const dimm_params_t *dimm_params)
  66 {
  67         unsigned int cs_n_en = 0; /* Chip Select enable */
  68         unsigned int intlv_en = 0; /* Memory controller interleave enable */
  69         unsigned int intlv_ctl = 0; /* Interleaving control */
  70         unsigned int ap_n_en = 0; /* Chip select n auto-precharge enable */
  71         unsigned int odt_rd_cfg = 0; /* ODT for reads configuration */
  72         unsigned int odt_wr_cfg = 0; /* ODT for writes configuration */
  73         unsigned int ba_bits_cs_n = 0; /* Num of bank bits for SDRAM on CSn */
  74         unsigned int row_bits_cs_n = 0; /* Num of row bits for SDRAM on CSn */
  75         unsigned int col_bits_cs_n = 0; /* Num of ocl bits for SDRAM on CSn */
  76
  77         /* Compute CS_CONFIG only for existing ranks of each DIMM.  */
  78         if ((((i&1) == 0)
  79             && (dimm_params[i/2].n_ranks == 1))
  80             || (dimm_params[i/2].n_ranks == 2)) {
  81                 unsigned int n_banks_per_sdram_device;
  82                 cs_n_en = 1;
  83                 if (i == 0) {
  84                         /* These fields only available in CS0_CONFIG */
  85                         intlv_en = popts->memctl_interleaving;
  86                         intlv_ctl = popts->memctl_interleaving_mode;
  87                 }
  88                 ap_n_en = popts->cs_local_opts[i].auto_precharge;
  89                 odt_rd_cfg = popts->cs_local_opts[i].odt_rd_cfg;
  90                 odt_wr_cfg = popts->cs_local_opts[i].odt_wr_cfg;
  91                 n_banks_per_sdram_device
  92                         = dimm_params[i/2].n_banks_per_sdram_device;
  93                 ba_bits_cs_n = __ilog2(n_banks_per_sdram_device) - 2;
  94                 row_bits_cs_n = dimm_params[i/2].n_row_addr - 12;
  95                 col_bits_cs_n = dimm_params[i/2].n_col_addr - 8;
  96         }
  97
  98         /* FIXME: intlv_en, intlv_ctl only on CS0_CONFIG */
  99         if (i != 0) {
 100                 intlv_en = 0;
 101                 intlv_ctl = 0;
 102         }
 103
 104         ddr->cs[i].config = (0
 105                 | ((cs_n_en & 0x1) << 31)
 106                 | ((intlv_en & 0x3) << 29)
 107                 | ((intlv_en & 0xf) << 24)
 108                 | ((ap_n_en & 0x1) << 23)
 109
 110                 /* XXX: some implementation only have 1 bit starting at left */
 111                 | ((odt_rd_cfg & 0x7) << 20)
 112
 113                 /* XXX: Some implementation only have 1 bit starting at left */
 114                 | ((odt_wr_cfg & 0x7) << 16)
 115
 116                 | ((ba_bits_cs_n & 0x3) << 14)
 117                 | ((row_bits_cs_n & 0x7) << 8)
 118                 | ((col_bits_cs_n & 0x7) << 0)
 119                 );
 120 }
 121
 122 /* Chip Select Configuration 2 (CSn_CONFIG_2) */
 123 /* FIXME: 8572 */
 124 static void set_csn_config_2(int i, fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 125 {
 126         unsigned int pasr_cfg = 0;      /* Partial array self refresh config */
 127
 128         ddr->cs[i].config_2 = ((pasr_cfg & 7) << 24);
 129 }
 130
 131 /* -3E = 667 CL5, -25 = CL6 800, -25E = CL5 800 */
 132
 133 #if defined(CONFIG_FSL_DDR2)
 134 /*
 135  * DDR SDRAM Timing Configuration 0 (TIMING_CFG_0)
 136  *
 137  * Avoid writing for DDR I.  The new PQ38 DDR controller
 138  * dreams up non-zero default values to be backwards compatible.
 139  */
 140 static void set_timing_cfg_0(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 141 {
 142         unsigned char trwt_mclk = 0;   /* Read-to-write turnaround */
 143         unsigned char twrt_mclk = 0;   /* Write-to-read turnaround */
 144         /* 7.5 ns on -3E; 0 means WL - CL + BL/2 + 1 */
 145         unsigned char trrt_mclk = 0;   /* Read-to-read turnaround */
 146         unsigned char twwt_mclk = 0;   /* Write-to-write turnaround */
 147
 148         /* Active powerdown exit timing (tXARD and tXARDS). */
 149         unsigned char act_pd_exit_mclk;
 150         /* Precharge powerdown exit timing (tXP). */
 151         unsigned char pre_pd_exit_mclk;
 152         /* Precharge powerdown exit timing (tAXPD). */
 153         unsigned char taxpd_mclk;
 154         /* Mode register set cycle time (tMRD). */
 155         unsigned char tmrd_mclk;
 156
 157         /* (tXARD and tXARDS). Empirical? */
 158         act_pd_exit_mclk = 2;
 159
 160         /* XXX:  tXARD = 2, tXARDS = 7 - AL. * Empirical? */
 161         pre_pd_exit_mclk = 6;
 162
 163         /* FIXME:  tXP = 2 on Micron 667 MHz DIMM */
 164         taxpd_mclk = 8;
 165
 166         tmrd_mclk = 2;
 167
 168         ddr->timing_cfg_0 = (0
 169                 | ((trwt_mclk & 0x3) << 30)     /* RWT */
 170                 | ((twrt_mclk & 0x3) << 28)     /* WRT */
 171                 | ((trrt_mclk & 0x3) << 26)     /* RRT */
 172                 | ((twwt_mclk & 0x3) << 24)     /* WWT */
 173                 | ((act_pd_exit_mclk & 0x7) << 20)  /* ACT_PD_EXIT */
 174                 | ((pre_pd_exit_mclk & 0x7) << 16)  /* PRE_PD_EXIT */
 175                 | ((taxpd_mclk & 0xf) << 8)     /* ODT_PD_EXIT */
 176                 | ((tmrd_mclk & 0xf) << 0)      /* MRS_CYC */
 177                 );
 178         debug("FSLDDR: timing_cfg_0 = 0x%08x\n", ddr->timing_cfg_0);
 179 }
 180 #endif  /* defined(CONFIG_FSL_DDR2) */
 181
 182 /* DDR SDRAM Timing Configuration 3 (TIMING_CFG_3) */
 183 static void set_timing_cfg_3(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr,
 184                                const common_timing_params_t *common_dimm)
 185 {
 186         /* Extended Activate to precharge interval (tRAS) */
 187         unsigned int ext_acttopre = 0;
 188         unsigned int ext_refrec; /* Extended refresh recovery time (tRFC) */
 189         unsigned int ext_caslat = 0; /* Extended MCAS latency from READ cmd */
 190         unsigned int cntl_adj = 0; /* Control Adjust */
 191
 192         ext_refrec = (picos_to_mclk(common_dimm->tRFC_ps) - 8) >> 4;
 193         ddr->timing_cfg_3 = (0
 194                 | ((ext_acttopre & 0x1) << 24)
 195                 | ((ext_refrec & 0x7) << 16)
 196                 | ((ext_caslat & 0x1) << 12)
 197                 | ((cntl_adj & 0x7) << 0)
 198                 );
 199 }
 200
 201 /* DDR SDRAM Timing Configuration 1 (TIMING_CFG_1) */
 202 static void set_timing_cfg_1(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr,
 203                                const common_timing_params_t *common_dimm,
 204                                unsigned int cas_latency)
 205 {
 206         /* Precharge-to-activate interval (tRP) */
 207         unsigned char pretoact_mclk;
 208         /* Activate to precharge interval (tRAS) */
 209         unsigned char acttopre_mclk;
 210         /*  Activate to read/write interval (tRCD) */
 211         unsigned char acttorw_mclk;
 212         /* CASLAT */
 213         unsigned char caslat_ctrl;
 214         /*  Refresh recovery time (tRFC) ; trfc_low */
 215         unsigned char refrec_ctrl;
 216         /* Last data to precharge minimum interval (tWR) */
 217         unsigned char wrrec_mclk;
 218         /* Activate-to-activate interval (tRRD) */
 219         unsigned char acttoact_mclk;
 220         /* Last write data pair to read command issue interval (tWTR) */
 221         unsigned char wrtord_mclk;
 222
 223         pretoact_mclk = picos_to_mclk(common_dimm->tRP_ps);
 224         acttopre_mclk = picos_to_mclk(common_dimm->tRAS_ps);
 225         acttorw_mclk = picos_to_mclk(common_dimm->tRCD_ps);
 226
 227         /*
 228          * Translate CAS Latency to a DDR controller field value:
 229          *
 230          *      CAS Lat DDR I   DDR II  Ctrl
 231          *      Clocks  SPD Bit SPD Bit Value
 232          *      ------- ------- ------- -----
 233          *      1.0     0               0001
 234          *      1.5     1               0010
 235          *      2.0     2       2       0011
 236          *      2.5     3               0100
 237          *      3.0     4       3       0101
 238          *      3.5     5               0110
 239          *      4.0             4       0111
 240          *      4.5                     1000
 241          *      5.0             5       1001
 242          */
 243 #if defined(CONFIG_FSL_DDR1)
 244         caslat_ctrl = (cas_latency + 1) & 0x07;
 245 #elif defined(CONFIG_FSL_DDR2)
 246         caslat_ctrl = 2 * cas_latency - 1;
 247 #else
 248 #error "Need CAS Latency help for DDR3 in fsl_ddr_sdram.c"
 249 #endif
 250
 251         refrec_ctrl = picos_to_mclk(common_dimm->tRFC_ps) - 8;
 252         wrrec_mclk = picos_to_mclk(common_dimm->tWR_ps);
 253         acttoact_mclk = picos_to_mclk(common_dimm->tRRD_ps);
 254         wrtord_mclk = picos_to_mclk(common_dimm->tWTR_ps);
 255
 256         ddr->timing_cfg_1 = (0
 257                 | ((pretoact_mclk & 0x07) << 28)
 258                 | ((acttopre_mclk & 0x0F) << 24)
 259                 | ((acttorw_mclk & 0x7) << 20)
 260                 | ((caslat_ctrl & 0xF) << 16)
 261                 | ((refrec_ctrl & 0xF) << 12)
 262                 | ((wrrec_mclk & 0x07) << 8)
 263                 | ((acttoact_mclk & 0x07) << 4)
 264                 | ((wrtord_mclk & 0x07) << 0)
 265                 );
 266 }
 267
 268 /* DDR SDRAM Timing Configuration 2 (TIMING_CFG_2) */
 269 static void set_timing_cfg_2(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr,
 270                                const memctl_options_t *popts,
 271                                const common_timing_params_t *common_dimm,
 272                                unsigned int cas_latency,
 273                                unsigned int additive_latency)
 274 {
 275         /* Additive latency */
 276         unsigned char add_lat_mclk;
 277         /* CAS-to-preamble override */
 278         unsigned short cpo;
 279         /* Write latency */
 280         unsigned char wr_lat;
 281         /*  Read to precharge (tRTP) */
 282         unsigned char rd_to_pre;
 283         /* Write command to write data strobe timing adjustment */
 284         unsigned char wr_data_delay;
 285         /* Minimum CKE pulse width (tCKE) */
 286         unsigned char cke_pls;
 287         /* Window for four activates (tFAW) */
 288         unsigned short four_act;
 289
 290         /* FIXME add check that this must be less than acttorw_mclk */
 291         add_lat_mclk = additive_latency;
 292         cpo = popts->cpo_override;
 293
 294 #if defined(CONFIG_FSL_DDR1)
 295         /*
 296          * This is a lie.  It should really be 1, but if it is
 297          * set to 1, bits overlap into the old controller's
 298          * otherwise unused ACSM field.  If we leave it 0, then
 299          * the HW will magically treat it as 1 for DDR 1.  Oh Yea.
 300          */
 301         wr_lat = 0;
 302 #elif defined(CONFIG_FSL_DDR2)
 303         wr_lat = cas_latency + additive_latency - 1;
 304 #else
 305 #error "Fix WR_LAT for DDR3"
 306 #endif
 307
 308         rd_to_pre = picos_to_mclk(common_dimm->tRTP_ps);
 309         wr_data_delay = popts->write_data_delay;
 310         cke_pls = picos_to_mclk(popts->tCKE_clock_pulse_width_ps);
 311         four_act = picos_to_mclk(popts->tFAW_window_four_activates_ps);
 312
 313         ddr->timing_cfg_2 = (0
 314                 | ((add_lat_mclk & 0x7) << 28)
 315                 | ((cpo & 0x1f) << 23)
 316                 | ((wr_lat & 0x7) << 19)
 317                 | ((rd_to_pre & 0x7) << 13)
 318                 | ((wr_data_delay & 0x7) << 10)
 319                 | ((cke_pls & 0x7) << 6)
 320                 | ((four_act & 0x1f) << 0)
 321                 );
 322 }
 323
 324 /* DDR SDRAM control configuration (DDR_SDRAM_CFG) */
 325 static void set_ddr_sdram_cfg(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr,
 326                                const memctl_options_t *popts,
 327                                const common_timing_params_t *common_dimm)
 328 {
 329         unsigned int mem_en;            /* DDR SDRAM interface logic enable */
 330         unsigned int sren;              /* Self refresh enable (during sleep) */
 331         unsigned int ecc_en;            /* ECC enable. */
 332         unsigned int rd_en;             /* Registered DIMM enable */
 333         unsigned int sdram_type;        /* Type of SDRAM */
 334         unsigned int dyn_pwr;           /* Dynamic power management mode */
 335         unsigned int dbw;               /* DRAM dta bus width */
 336         unsigned int eight_be;          /* 8-beat burst enable */
 337         unsigned int ncap = 0;          /* Non-concurrent auto-precharge */
 338         unsigned int threeT_en;         /* Enable 3T timing */
 339         unsigned int twoT_en;           /* Enable 2T timing */
 340         unsigned int ba_intlv_ctl;      /* Bank (CS) interleaving control */
 341         unsigned int x32_en = 0;        /* x32 enable */
 342         unsigned int pchb8 = 0;         /* precharge bit 8 enable */
 343         unsigned int hse;               /* Global half strength override */
 344         unsigned int mem_halt = 0;      /* memory controller halt */
 345         unsigned int bi = 0;            /* Bypass initialization */
 346
 347         mem_en = 1;
 348         sren = popts->self_refresh_in_sleep;
 349         if (common_dimm->all_DIMMs_ECC_capable) {
 350                 /* Allow setting of ECC only if all DIMMs are ECC. */
 351                 ecc_en = popts->ECC_mode;
 352         } else {
 353                 ecc_en = 0;
 354         }
 355
 356         rd_en = (common_dimm->all_DIMMs_registered
 357                  && !common_dimm->all_DIMMs_unbuffered);
 358
 359         sdram_type = CONFIG_FSL_SDRAM_TYPE;
 360
 361         dyn_pwr = popts->dynamic_power;
 362         dbw = popts->data_bus_width;
 363         eight_be = 0;           /* always 0 for DDR2 */
 364         threeT_en = popts->threeT_en;
 365         twoT_en = popts->twoT_en;
 366         ba_intlv_ctl = popts->ba_intlv_ctl;
 367         hse = popts->half_strength_driver_enable;
 368
 369         ddr->ddr_sdram_cfg = (0
 370                         | ((mem_en & 0x1) << 31)
 371                         | ((sren & 0x1) << 30)
 372                         | ((ecc_en & 0x1) << 29)
 373                         | ((rd_en & 0x1) << 28)
 374                         | ((sdram_type & 0x7) << 24)
 375                         | ((dyn_pwr & 0x1) << 21)
 376                         | ((dbw & 0x3) << 19)
 377                         | ((eight_be & 0x1) << 18)
 378                         | ((ncap & 0x1) << 17)
 379                         | ((threeT_en & 0x1) << 16)
 380                         | ((twoT_en & 0x1) << 15)
 381                         | ((ba_intlv_ctl & 0x7F) << 8)
 382                         | ((x32_en & 0x1) << 5)
 383                         | ((pchb8 & 0x1) << 4)
 384                         | ((hse & 0x1) << 3)
 385                         | ((mem_halt & 0x1) << 1)
 386                         | ((bi & 0x1) << 0)
 387                         );
 388 }
 389
 390 /* DDR SDRAM control configuration 2 (DDR_SDRAM_CFG_2) */
 391 static void set_ddr_sdram_cfg_2(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr,
 392                                const memctl_options_t *popts)
 393 {
 394         unsigned int frc_sr = 0;        /* Force self refresh */
 395         unsigned int sr_ie = 0;         /* Self-refresh interrupt enable */
 396         unsigned int dll_rst_dis;       /* DLL reset disable */
 397         unsigned int dqs_cfg;           /* DQS configuration */
 398         unsigned int odt_cfg;           /* ODT configuration */
 399         unsigned int num_pr;            /* Number of posted refreshes */
 400         unsigned int obc_cfg;           /* On-The-Fly Burst Chop Cfg */
 401         unsigned int ap_en;             /* Address Parity Enable */
 402         unsigned int d_init;            /* DRAM data initialization */
 403         unsigned int rcw_en = 0;        /* Register Control Word Enable */
 404         unsigned int md_en = 0;         /* Mirrored DIMM Enable */
 405
 406         dll_rst_dis = 1;        /* Make this configurable */
 407         dqs_cfg = popts->DQS_config;
 408         if (popts->cs_local_opts[0].odt_rd_cfg
 409             || popts->cs_local_opts[0].odt_wr_cfg) {
 410                 /* FIXME */
 411                 odt_cfg = 2;
 412         } else {
 413                 odt_cfg = 0;
 414         }
 415
 416         num_pr = 1;     /* Make this configurable */
 417
 418         /*
 419          * 8572 manual says
 420          *     {TIMING_CFG_1[PRETOACT]
 421          *      + [DDR_SDRAM_CFG_2[NUM_PR]
 422          *        * ({EXT_REFREC || REFREC} + 8 + 2)]}
 423          *      << DDR_SDRAM_INTERVAL[REFINT]
 424          */
 425
 426         obc_cfg = 0;    /* Make this configurable? */
 427         ap_en = 0;      /* Make this configurable? */
 428
 429 #if defined(CONFIG_ECC_INIT_VIA_DDRCONTROLLER)
 430         /* Use the DDR controller to auto initialize memory. */
 431         d_init = 1;
 432         ddr->ddr_data_init = CONFIG_MEM_INIT_VALUE;
 433         debug("DDR: ddr_data_init = 0x%08x\n", ddr->ddr_data_init);
 434 #else
 435         /* Memory will be initialized via DMA, or not at all. */
 436         d_init = 0;
 437 #endif
 438
 439         ddr->ddr_sdram_cfg_2 = (0
 440                 | ((frc_sr & 0x1) << 31)
 441                 | ((sr_ie & 0x1) << 30)
 442                 | ((dll_rst_dis & 0x1) << 29)
 443                 | ((dqs_cfg & 0x3) << 26)
 444                 | ((odt_cfg & 0x3) << 21)
 445                 | ((num_pr & 0xf) << 12)
 446                 | ((obc_cfg & 0x1) << 6)
 447                 | ((ap_en & 0x1) << 5)
 448                 | ((d_init & 0x1) << 4)
 449                 | ((rcw_en & 0x1) << 2)
 450                 | ((md_en & 0x1) << 0)
 451                 );
 452 }
 453
 454 /* DDR SDRAM Mode configuration 2 (DDR_SDRAM_MODE_2) */
 455 static void set_ddr_sdram_mode_2(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 456 {
 457         unsigned short esdmode2 = 0;    /* Extended SDRAM mode 2 */
 458         unsigned short esdmode3 = 0;    /* Extended SDRAM mode 3 */
 459
 460         ddr->ddr_sdram_mode_2 = (0
 461                                  | ((esdmode2 & 0xFFFF) << 16)
 462                                  | ((esdmode3 & 0xFFFF) << 0)
 463                                  );
 464 }
 465
 466 /* DDR SDRAM Interval Configuration (DDR_SDRAM_INTERVAL) */
 467 static void set_ddr_sdram_interval(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr,
 468                                const memctl_options_t *popts,
 469                                const common_timing_params_t *common_dimm)
 470 {
 471         unsigned int refint;    /* Refresh interval */
 472         unsigned int bstopre;   /* Precharge interval */
 473
 474         refint = picos_to_mclk(common_dimm->refresh_rate_ps);
 475
 476         bstopre = popts->bstopre;
 477
 478         /* refint field used 0x3FFF in earlier controllers */
 479         ddr->ddr_sdram_interval = (0
 480                                    | ((refint & 0xFFFF) << 16)
 481                                    | ((bstopre & 0x3FFF) << 0)
 482                                    );
 483 }
 484
 485 /* DDR SDRAM Mode configuration set (DDR_SDRAM_MODE) */
 486 static void set_ddr_sdram_mode(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr,
 487                                const memctl_options_t *popts,
 488                                const common_timing_params_t *common_dimm,
 489                                unsigned int cas_latency,
 490                                unsigned int additive_latency)
 491 {
 492         unsigned short esdmode;         /* Extended SDRAM mode */
 493         unsigned short sdmode;          /* SDRAM mode */
 494
 495         /*
 496          * FIXME: This ought to be pre-calculated in a
 497          * technology-specific routine,
 498          * e.g. compute_DDR2_mode_register(), and then the
 499          * sdmode and esdmode passed in as part of common_dimm.
 500          */
 501
 502         /* Extended Mode Register */
 503         unsigned int mrs = 0;           /* Mode Register Set */
 504         unsigned int outputs = 0;       /* 0=Enabled, 1=Disabled */
 505         unsigned int rdqs_en = 0;       /* RDQS Enable: 0=no, 1=yes */
 506         unsigned int dqs_en = 0;        /* DQS# Enable: 0=enable, 1=disable */
 507         unsigned int ocd = 0;           /* 0x0=OCD not supported,
 508                                            0x7=OCD default state */
 509         unsigned int rtt;
 510         unsigned int al;                /* Posted CAS# additive latency (AL) */
 511         unsigned int ods = 0;           /* Output Drive Strength:
 512                                                 0 = Full strength (18ohm)
 513                                                 1 = Reduced strength (4ohm) */
 514         unsigned int dll_en = 0;        /* DLL Enable  0=Enable (Normal),
 515                                                        1=Disable (Test/Debug) */
 516
 517         /* Mode Register (MR) */
 518         unsigned int mr;        /* Mode Register Definition */
 519         unsigned int pd;        /* Power-Down Mode */
 520         unsigned int wr;        /* Write Recovery */
 521         unsigned int dll_res;   /* DLL Reset */
 522         unsigned int mode;      /* Normal=0 or Test=1 */
 523         unsigned int caslat;    /* CAS# latency */
 524         /* BT: Burst Type (0=Sequential, 1=Interleaved) */
 525         unsigned int bt;
 526         unsigned int bl;        /* BL: Burst Length */
 527
 528 #if defined(CONFIG_FSL_DDR2)
 529         const unsigned int mclk_ps = get_memory_clk_period_ps();
 530 #endif
 531
 532         rtt = fsl_ddr_get_rtt();
 533
 534         al = additive_latency;
 535
 536         esdmode = (0
 537                 | ((mrs & 0x3) << 14)
 538                 | ((outputs & 0x1) << 12)
 539                 | ((rdqs_en & 0x1) << 11)
 540                 | ((dqs_en & 0x1) << 10)
 541                 | ((ocd & 0x7) << 7)
 542                 | ((rtt & 0x2) << 5)   /* rtt field is split */
 543                 | ((al & 0x7) << 3)
 544                 | ((rtt & 0x1) << 2)   /* rtt field is split */
 545                 | ((ods & 0x1) << 1)
 546                 | ((dll_en & 0x1) << 0)
 547                 );
 548
 549         mr = 0;          /* FIXME: CHECKME */
 550
 551         /*
 552          * 0 = Fast Exit (Normal)
 553          * 1 = Slow Exit (Low Power)
 554          */
 555         pd = 0;
 556
 557 #if defined(CONFIG_FSL_DDR1)
 558         wr = 0;       /* Historical */
 559 #elif defined(CONFIG_FSL_DDR2)
 560         wr = (common_dimm->tWR_ps + mclk_ps - 1) / mclk_ps - 1;
 561 #else
 562 #error "Write tWR_auto for DDR3"
 563 #endif
 564         dll_res = 0;
 565         mode = 0;
 566
 567 #if defined(CONFIG_FSL_DDR1)
 568         if (1 <= cas_latency && cas_latency <= 4) {
 569                 unsigned char mode_caslat_table[4] = {
 570                         0x5,    /* 1.5 clocks */
 571                         0x2,    /* 2.0 clocks */
 572                         0x6,    /* 2.5 clocks */
 573                         0x3     /* 3.0 clocks */
 574                 };
 575         caslat = mode_caslat_table[cas_latency - 1];
 576         }
 577 #elif defined(CONFIG_FSL_DDR2)
 578         caslat = cas_latency;
 579 #else
 580 #error "Fix the mode CAS Latency for DDR3"
 581 #endif
 582         bt = 0;
 583
 584         switch (popts->burst_length) {
 585         case 4:
 586                 bl = 2;
 587                 break;
 588         case 8:
 589                 bl = 3;
 590                 break;
 591         default:
 592                 printf("Error: invalid burst length of %u specified. "
 593                         " Defaulting to 4 beats.\n",
 594                         popts->burst_length);
 595                 bl = 2;
 596                 break;
 597         }
 598
 599         sdmode = (0
 600                   | ((mr & 0x3) << 14)
 601                   | ((pd & 0x1) << 12)
 602                   | ((wr & 0x7) << 9)
 603                   | ((dll_res & 0x1) << 8)
 604                   | ((mode & 0x1) << 7)
 605                   | ((caslat & 0x7) << 4)
 606                   | ((bt & 0x1) << 3)
 607                   | ((bl & 0x7) << 0)
 608                   );
 609
 610         ddr->ddr_sdram_mode = (0
 611                                | ((esdmode & 0xFFFF) << 16)
 612                                | ((sdmode & 0xFFFF) << 0)
 613                                );
 614 }
 615
 616
 617 /* DDR SDRAM Data Initialization (DDR_DATA_INIT) */
 618 static void set_ddr_data_init(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 619 {
 620         unsigned int init_value;        /* Initialization value */
 621
 622         init_value = 0xDEADBEEF;
 623         ddr->ddr_data_init = init_value;
 624 }
 625
 626 /*
 627  * DDR SDRAM Clock Control (DDR_SDRAM_CLK_CNTL)
 628  * The old controller on the 8540/60 doesn't have this register.
 629  * Hope it's OK to set it (to 0) anyway.
 630  */
 631 static void set_ddr_sdram_clk_cntl(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr,
 632                                          const memctl_options_t *popts)
 633 {
 634         unsigned int clk_adjust;        /* Clock adjust */
 635
 636         clk_adjust = popts->clk_adjust;
 637         ddr->ddr_sdram_clk_cntl = (clk_adjust & 0xF) << 23;
 638 }
 639
 640 /* DDR Initialization Address (DDR_INIT_ADDR) */
 641 static void set_ddr_init_addr(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 642 {
 643         unsigned int init_addr = 0;     /* Initialization address */
 644
 645         ddr->ddr_init_addr = init_addr;
 646 }
 647
 648 /* DDR Initialization Address (DDR_INIT_EXT_ADDR) */
 649 static void set_ddr_init_ext_addr(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 650 {
 651         unsigned int uia = 0;   /* Use initialization address */
 652         unsigned int init_ext_addr = 0; /* Initialization address */
 653
 654         ddr->ddr_init_ext_addr = (0
 655                                   | ((uia & 0x1) << 31)
 656                                   | (init_ext_addr & 0xF)
 657                                   );
 658 }
 659
 660 /* DDR SDRAM Timing Configuration 4 (TIMING_CFG_4) */
 661 static void set_timing_cfg_4(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 662 {
 663         unsigned int rwt = 0; /* Read-to-write turnaround for same CS */
 664         unsigned int wrt = 0; /* Write-to-read turnaround for same CS */
 665         unsigned int rrt = 0; /* Read-to-read turnaround for same CS */
 666         unsigned int wwt = 0; /* Write-to-write turnaround for same CS */
 667         unsigned int dll_lock = 0; /* DDR SDRAM DLL Lock Time */
 668
 669         ddr->timing_cfg_4 = (0
 670                              | ((rwt & 0xf) << 28)
 671                              | ((wrt & 0xf) << 24)
 672                              | ((rrt & 0xf) << 20)
 673                              | ((wwt & 0xf) << 16)
 674                              | (dll_lock & 0x3)
 675                              );
 676 }
 677
 678 /* DDR SDRAM Timing Configuration 5 (TIMING_CFG_5) */
 679 static void set_timing_cfg_5(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 680 {
 681         unsigned int rodt_on = 0;       /* Read to ODT on */
 682         unsigned int rodt_off = 0;      /* Read to ODT off */
 683         unsigned int wodt_on = 0;       /* Write to ODT on */
 684         unsigned int wodt_off = 0;      /* Write to ODT off */
 685
 686         ddr->timing_cfg_5 = (0
 687                              | ((rodt_on & 0xf) << 24)
 688                              | ((rodt_off & 0xf) << 20)
 689                              | ((wodt_on & 0xf) << 12)
 690                              | ((wodt_off & 0xf) << 8)
 691                              );
 692 }
 693
 694 /* DDR ZQ Calibration Control (DDR_ZQ_CNTL) */
 695 static void set_ddr_zq_cntl(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 696 {
 697         unsigned int zq_en = 0; /* ZQ Calibration Enable */
 698         unsigned int zqinit = 0;/* POR ZQ Calibration Time (tZQinit) */
 699         /* Normal Operation Full Calibration Time (tZQoper) */
 700         unsigned int zqoper = 0;
 701         /* Normal Operation Short Calibration Time (tZQCS) */
 702         unsigned int zqcs = 0;
 703
 704         ddr->ddr_zq_cntl = (0
 705                             | ((zq_en & 0x1) << 31)
 706                             | ((zqinit & 0xF) << 24)
 707                             | ((zqoper & 0xF) << 16)
 708                             | ((zqcs & 0xF) << 8)
 709                             );
 710 }
 711
 712 /* DDR Write Leveling Control (DDR_WRLVL_CNTL) */
 713 static void set_ddr_wrlvl_cntl(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 714 {
 715         unsigned int wrlvl_en = 0; /* Write Leveling Enable */
 716         /*
 717          * First DQS pulse rising edge after margining mode
 718          * is programmed (tWL_MRD)
 719          */
 720         unsigned int wrlvl_mrd = 0;
 721         /* ODT delay after margining mode is programmed (tWL_ODTEN) */
 722         unsigned int wrlvl_odten = 0;
 723         /* DQS/DQS_ delay after margining mode is programmed (tWL_DQSEN) */
 724         unsigned int wrlvl_dqsen = 0;
 725         /* WRLVL_SMPL: Write leveling sample time */
 726         unsigned int wrlvl_smpl = 0;
 727         /* WRLVL_WLR: Write leveling repeition time */
 728         unsigned int wrlvl_wlr = 0;
 729         /* WRLVL_START: Write leveling start time */
 730         unsigned int wrlvl_start = 0;
 731
 732         ddr->ddr_wrlvl_cntl = (0
 733                                | ((wrlvl_en & 0x1) << 31)
 734                                | ((wrlvl_mrd & 0x7) << 24)
 735                                | ((wrlvl_odten & 0x7) << 20)
 736                                | ((wrlvl_dqsen & 0x7) << 16)
 737                                | ((wrlvl_smpl & 0xf) << 12)
 738                                | ((wrlvl_wlr & 0x7) << 8)
 739                                | ((wrlvl_start & 0xF) << 0)
 740                                );
 741 }
 742
 743 /* DDR Self Refresh Counter (DDR_SR_CNTR) */
 744 static void set_ddr_sr_cntr(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 745 {
 746         unsigned int sr_it = 0; /* Self Refresh Idle Threshold */
 747
 748         ddr->ddr_sr_cntr = (sr_it & 0xF) << 16;
 749 }
 750
 751 /* DDR Pre-Drive Conditioning Control (DDR_PD_CNTL) */
 752 static void set_ddr_pd_cntl(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 753 {
 754         /* Termination value during pre-drive conditioning */
 755         unsigned int tvpd = 0;
 756         unsigned int pd_en = 0;         /* Pre-Drive Conditioning Enable */
 757         unsigned int pdar = 0;          /* Pre-Drive After Read */
 758         unsigned int pdaw = 0;          /* Pre-Drive After Write */
 759         unsigned int pd_on = 0;         /* Pre-Drive Conditioning On */
 760         unsigned int pd_off = 0;        /* Pre-Drive Conditioning Off */
 761
 762         ddr->ddr_pd_cntl = (0
 763                             | ((pd_en & 0x1) << 31)
 764                             | ((tvpd & 0x7) << 28)
 765                             | ((pdar & 0x7F) << 20)
 766                             | ((pdaw & 0x7F) << 12)
 767                             | ((pd_on & 0x1F) << 6)
 768                             | ((pd_off & 0x1F) << 0)
 769                             );
 770 }
 771
 772
 773 /* DDR SDRAM Register Control Word 1 (DDR_SDRAM_RCW_1) */
 774 static void set_ddr_sdram_rcw_1(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 775 {
 776         unsigned int rcw0 = 0;  /* RCW0: Register Control Word 0 */
 777         unsigned int rcw1 = 0;  /* RCW1: Register Control Word 1 */
 778         unsigned int rcw2 = 0;  /* RCW2: Register Control Word 2 */
 779         unsigned int rcw3 = 0;  /* RCW3: Register Control Word 3 */
 780         unsigned int rcw4 = 0;  /* RCW4: Register Control Word 4 */
 781         unsigned int rcw5 = 0;  /* RCW5: Register Control Word 5 */
 782         unsigned int rcw6 = 0;  /* RCW6: Register Control Word 6 */
 783         unsigned int rcw7 = 0;  /* RCW7: Register Control Word 7 */
 784
 785         ddr->ddr_sdram_rcw_1 = (0
 786                                 | ((rcw0 & 0xF) << 28)
 787                                 | ((rcw1 & 0xF) << 24)
 788                                 | ((rcw2 & 0xF) << 20)
 789                                 | ((rcw3 & 0xF) << 16)
 790                                 | ((rcw4 & 0xF) << 12)
 791                                 | ((rcw5 & 0xF) << 8)
 792                                 | ((rcw6 & 0xF) << 4)
 793                                 | ((rcw7 & 0xF) << 0)
 794                                 );
 795 }
 796
 797 /* DDR SDRAM Register Control Word 2 (DDR_SDRAM_RCW_2) */
 798 static void set_ddr_sdram_rcw_2(fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 799 {
 800         unsigned int rcw8 = 0;  /* RCW0: Register Control Word 8 */
 801         unsigned int rcw9 = 0;  /* RCW1: Register Control Word 9 */
 802         unsigned int rcw10 = 0; /* RCW2: Register Control Word 10 */
 803         unsigned int rcw11 = 0; /* RCW3: Register Control Word 11 */
 804         unsigned int rcw12 = 0; /* RCW4: Register Control Word 12 */
 805         unsigned int rcw13 = 0; /* RCW5: Register Control Word 13 */
 806         unsigned int rcw14 = 0; /* RCW6: Register Control Word 14 */
 807         unsigned int rcw15 = 0; /* RCW7: Register Control Word 15 */
 808
 809         ddr->ddr_sdram_rcw_2 = (0
 810                                 | ((rcw8 & 0xF) << 28)
 811                                 | ((rcw9 & 0xF) << 24)
 812                                 | ((rcw10 & 0xF) << 20)
 813                                 | ((rcw11 & 0xF) << 16)
 814                                 | ((rcw12 & 0xF) << 12)
 815                                 | ((rcw13 & 0xF) << 8)
 816                                 | ((rcw14 & 0xF) << 4)
 817                                 | ((rcw15 & 0xF) << 0)
 818                                 );
 819 }
 820
 821 unsigned int
 822 check_fsl_memctl_config_regs(const fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr)
 823 {
 824         unsigned int res = 0;
 825
 826         /*
 827          * Check that DDR_SDRAM_CFG[RD_EN] and DDR_SDRAM_CFG[2T_EN] are
 828          * not set at the same time.
 829          */
 830         if (ddr->ddr_sdram_cfg & 0x10000000
 831             && ddr->ddr_sdram_cfg & 0x00008000) {
 832                 printf("Error: DDR_SDRAM_CFG[RD_EN] and DDR_SDRAM_CFG[2T_EN] "
 833                                 " should not be set at the same time.\n");
 834                 res++;
 835         }
 836
 837         return res;
 838 }
 839
 840 unsigned int
 841 compute_fsl_memctl_config_regs(const memctl_options_t *popts,
 842                                fsl_ddr_cfg_regs_t *ddr,
 843                                const common_timing_params_t *common_dimm,
 844                                const dimm_params_t *dimm_params,
 845                                unsigned int dbw_cap_adj)
 846 {
 847         unsigned int i;
 848         unsigned int cas_latency;
 849         unsigned int additive_latency;
 850
 851         memset(ddr, 0, sizeof(fsl_ddr_cfg_regs_t));
 852
 853         if (common_dimm == NULL) {
 854                 printf("Error: subset DIMM params struct null pointer\n");
 855                 return 1;
 856         }
 857
 858         /*
 859          * Process overrides first.
 860          *
 861          * FIXME: somehow add dereated caslat to this
 862          */
 863         cas_latency = (popts->cas_latency_override)
 864                 ? popts->cas_latency_override_value
 865                 : common_dimm->lowest_common_SPD_caslat;
 866
 867         additive_latency = (popts->additive_latency_override)
 868                 ? popts->additive_latency_override_value
 869                 : common_dimm->additive_latency;
 870
 871         /* Chip Select Memory Bounds (CSn_BNDS) */
 872         for (i = 0; i < CONFIG_CHIP_SELECTS_PER_CTRL; i++) {
 873                 phys_size_t sa = 0;
 874                 phys_size_t ea = 0;
 875                 if (popts->ba_intlv_ctl && i > 0) {
 876                         /* Don't set up boundaries if bank interleaving */
 877                         break;
 878                 }
 879
 880                 if (dimm_params[i/2].n_ranks == 0) {
 881                         debug("Skipping setup of CS%u "
 882                                 "because n_ranks on DIMM %u is 0\n", i, i/2);
 883                         continue;
 884                 }
 885                 if (popts->memctl_interleaving && popts->ba_intlv_ctl) {
 886                         /*
 887                          * This works superbank 2CS
 888                          * There are 2 memory controllers configured
 889                          * identically, memory is interleaved between them,
 890                          * and each controller uses rank interleaving within
 891                          * itself. Therefore the starting and ending address
 892                          * on each controller is twice the amount present on
 893                          * each controller.
 894                          */
 895                         ea = (2 * common_dimm->total_mem >> dbw_cap_adj) - 1;
 896                 }
 897                 else if (!popts->memctl_interleaving && popts->ba_intlv_ctl) {
 898                         /*
 899                          * If memory interleaving between controllers is NOT
 900                          * enabled, the starting address for each memory
 901                          * controller is distinct.  However, because rank
 902                          * interleaving is enabled, the starting and ending
 903                          * addresses of the total memory on that memory
 904                          * controller needs to be programmed into its
 905                          * respective CS0_BNDS.
 906                          */
 907                         sa = common_dimm->base_address;
 908                         ea = sa + (common_dimm->total_mem >> dbw_cap_adj) - 1;
 909                 }
 910                 else if (popts->memctl_interleaving && !popts->ba_intlv_ctl) {
 911                         /*
 912                          * Only the rank on CS0 of each memory controller may
 913                          * be used if memory controller interleaving is used
 914                          * without rank interleaving within each memory
 915                          * controller.  However, the ending address programmed
 916                          * into each CS0 must be the sum of the amount of
 917                          * memory in the two CS0 ranks.
 918                          */
 919                         if (i == 0) {
 920                                 unsigned long long rank_density
 921                                                 = dimm_params[0].rank_density;
 922                                 ea = (2 * (rank_density >> dbw_cap_adj)) - 1;
 923                         }
 924
 925                 }
 926                 else if (!popts->memctl_interleaving && !popts->ba_intlv_ctl) {
 927                         /*
 928                          * No rank interleaving and no memory controller
 929                          * interleaving.
 930                          */
 931                         unsigned long long rank_density
 932                                                 = dimm_params[i/2].rank_density;
 933                         sa = dimm_params[i/2].base_address;
 934                         ea = sa + (rank_density >> dbw_cap_adj) - 1;
 935                         if (i&1) {
 936                                 if ((dimm_params[i/2].n_ranks == 1)) {
 937                                         /* Odd chip select, single-rank dimm */
 938                                         sa = 0;
 939                                         ea = 0;
 940                                 } else {
 941                                         /* Odd chip select, dual-rank DIMM */
 942                                         sa += rank_density >> dbw_cap_adj;
 943                                         ea += rank_density >> dbw_cap_adj;
 944                                 }
 945                         }
 946                 }
 947
 948                 sa >>= 24;
 949                 ea >>= 24;
 950
 951                 ddr->cs[i].bnds = (0
 952                         | ((sa & 0xFFF) << 16)  /* starting address MSB */
 953                         | ((ea & 0xFFF) << 0)   /* ending address MSB */
 954                         );
 955
 956                 set_csn_config(i, ddr, popts, dimm_params);
 957                 set_csn_config_2(i, ddr);
 958         }
 959
 960 #if defined(CONFIG_FSL_DDR2)
 961         set_timing_cfg_0(ddr);
 962 #endif
 963
 964         set_timing_cfg_3(ddr, common_dimm);
 965         set_timing_cfg_1(ddr, common_dimm, cas_latency);
 966         set_timing_cfg_2(ddr, popts, common_dimm,
 967                                 cas_latency, additive_latency);
 968
 969         set_ddr_sdram_cfg(ddr, popts, common_dimm);
 970
 971         set_ddr_sdram_cfg_2(ddr, popts);
 972         set_ddr_sdram_mode(ddr, popts, common_dimm,
 973                                 cas_latency, additive_latency);
 974         set_ddr_sdram_mode_2(ddr);
 975         set_ddr_sdram_interval(ddr, popts, common_dimm);
 976         set_ddr_data_init(ddr);
 977         set_ddr_sdram_clk_cntl(ddr, popts);
 978         set_ddr_init_addr(ddr);
 979         set_ddr_init_ext_addr(ddr);
 980         set_timing_cfg_4(ddr);
 981         set_timing_cfg_5(ddr);
 982
 983         set_ddr_zq_cntl(ddr);
 984         set_ddr_wrlvl_cntl(ddr);
 985
 986         set_ddr_pd_cntl(ddr);
 987         set_ddr_sr_cntr(ddr);
 988
 989         set_ddr_sdram_rcw_1(ddr);
 990         set_ddr_sdram_rcw_2(ddr);
 991
 992         return check_fsl_memctl_config_regs(ddr);
 993 }