【PMON 研究】【02】PMON 中读取 DDR 内存 SPD 信息的代码

lophyxp · 发表于 2017-1-21 18:10:42

本帖最后由 lophyxp 于 2017-1-21 18:13 编辑

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PMON 中读取 DDR 内存 SPD 信息的代码
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本文讲述用I2C协议从内存条上的SPD（eeprom）中读取内存参数。
SPD 信息简述

SPD（eeprom）中，定义了很多参数，这里给出一个简单的说明。
第0字节表示厂商使用的字节数。
第1字节表示EERPOM存储容量。
第2字节表示内存类型。
第3字节表示行地址位数。
第4字节表示列地址位数。
第5字节表示排数。
第6字节表示数据宽度（低字节）。
第7字节表示数据宽度（高字节）。
第8字节表示信号电平。
第9字节表示SDRAM最高时钟频率。
第10字节表示SDRAM访问时间。
第11字节表示配置类型。
第12字节表示刷行率/类型。
第13字节表示最小SDRAM颗粒数据宽度。
第16字节表示支持突发传输长度。
第17字节表示逻辑BANK数。
第18字节表示CAS延时。
第23字节表示SDRM时钟。是2的最大指数倍。
第24字节表示SDRAM访问时间。
第34字节表示输入数据建立时间。
第35字节表示输入数据保持时间。
第62字节表示SPD版本号。
其它的字节，就要参考SPD文档了。后面一大段程序就是实现了读取这些参数，然后根据这些参数来设置龙芯内存的SDRAM寄存器。

PMON 中对内存SPD读取及处理的方法

读取spd
● (offset 3)读取行地址数目
● (offset 4)读取列地址数目
● 根据行列地址数目判断ddrtype
● (offset 31)读取每个片选的容量
– 用该值初始化内存大小tmpsize
● (offset 17)读取芯片bank，一般为4
● (offset 5)读取片选数（相当于module数）
– 按照片选数，计算内存大小tmpsize
– 按照读出的片选数设置sdcfg寄存器
● (offset 6)读取位宽
● 其中sdcfg的初始值是按照ddr333设置的
（注释表明，没有详细验证）

初始化内存控制器
● 经过spd的读取过程我们获得sdcfg配置和
内存大小memsize
● 设置CPU内部sdcfg寄存器（0x1ff00008）
● 按照memsize设置内存窗口
● 1ff0 0000偏移开始的四个寄存器
– 0x10/0x20(mem window base)
– 0x18/0x28(mem window size)
– e.g. 128MB内存
● 0x10=0,0x18=128MB,0x20=512MB,0x28=0
– e.g. 512MB内存
● 0x10=0,0x18=256MB,0x20=512MB,0x28=256MB
– 有很多的nop，调试试验的结果
代码讲解

/*
* Now determine DRAM configuration and size by
* reading the I2C EEROM (SPD) on the DIMMS (DDR)
*/
PRINTSTR("DIMM read\r\n")
/* only one memory slot, slave address is 10100001b */
li a1, 0x0
1:
li a0, 0xa1 /* a0: slave address, a1: reg index to read */
bal i2cread
nop
/* save a1 */
move t1, a1
/* print */
move a0, v0
bal hexserial
nop
PRINTSTR("\r\n")
/* restore a1 */
move a1,t1
addiu a1,a1,1
li v0, 0x20
bleu a1, v0, 1b /* repeat for 32 times */
nop
li msize, 0 /* msize is register s2 */
/* set some parameters for DDR333
rank number and DDR type field will be filled later
to check: fix TCAS?
*/
li sdCfg, 0x341043df /* sdCfg is register s6 */
/* read DIMM memory type (must be DDRAM) */
#if 0
li a0,0xa1
li a1,2
bal i2cread
nop
bne v0,7,.nodimm
nop
PRINTSTR("read memory type\r\n")
#endif
/* read DIMM number of rows */
li a0, 0xa1
li a1, 3
bal i2cread
nop
move a0, v0 // v0 is the return value register
subu v0, 12
move s1, v0 // save for later use
bgtu v0, 2, .nodimm // if v0 > 2 then jump to .nodimm
nop
PRINTSTR("read number of rows\r\n")
2: /* read DIMM number of cols */
li a0, 0xa1
li a1, 4
bal i2cread
nop
subu v0, 8 // v0 saved the return value
bgtu v0, 4, .nodimm
nop
// read and check ddr type, the combination of t1 and v0 represents a ddr type
move t1, s1
bne t1, 0, 10f
nop
bne v0, 2, 20f
nop
li v0, 0
b .ddrtype
nop
20: bne v0, 1, 21f
nop
li v0, 1
b .ddrtype
nop
21: bne v0, 0, 22f
nop
li v0, 2
b .ddrtype
nop
22: bne v0, 3, 33f
nop
li v0, 3
b .ddrtype
nop
10: bne t1, 1, 11f
nop
bne v0, 3, 20f
nop
li v0, 4
b .ddrtype
nop
20: bne v0, 2, 21f
nop
li v0, 5
b .ddrtype
nop
21: bne v0, 1, 22f
nop
li v0, 6
b .ddrtype
nop
22: bne v0, 4, 33f
nop
li v0, 7
b .ddrtype
nop
11: bne t1, 2, 33f
nop
bne v0, 4, 20f
nop
li v0, 8
b .ddrtype
nop
20: bne v0, 3, 21f
nop
li v0, 9
b .ddrtype
nop
21: bne v0, 2, 33f
nop
li v0, 10
b .ddrtype
nop
33: PRINTSTR("DDR type not supported!\r\n");
34: b 34b
nop
.ddrtype:
#bit 25:22 is DDR type field
sll v0, 22
and v0, 0x03c00000
or sdCfg, v0
/* read DIMM memory size per side */
li a0, 0xa1
li a1, 31
bal i2cread
nop
beqz v0,.nodimm
nop
sll tmpsize,v0,22 # multiply by 4M
PRINTSTR("read memory size per side\r\n")
2: /* read DIMM number of blocks-per-ddrram */
li a1,17
bal i2cread
nop
beq v0,2,2f
nop
bne v0,4,.nodimm
nop
PRINTSTR("read blocks per ddrram\r\n")
2: /* read DIMM number of sides (banks) */
li a1,5
bal i2cread
nop
beq v0,1,2f
nop
bne v0,2,.nodimm
nop
sll tmpsize,1 # msize *= 2
or sdCfg, 0x1<<27
PRINTSTR("read number of sides\r\n")
2: /* read DIMM width */
li a1,6
bal i2cread
nop
bleu v0,36,2f
nop
bgtu v0,72,.nodimm
nop
PRINTSTR("read width\r\n")
2: addu msize,tmpsize
b 2f
nop
.nodimm:
move dbg,a0 // dbg is s5
PRINTSTR ("\r\nNo DIMM in slot ")
move a0,dbg
bal hexserial
nop
PRINTSTR("\r\n")
move a0,dbg
#li msize,0x10000000
#li sdCfg,0x3d9043df #~133MHz
li msize,0x20000000
li sdCfg,0x3d5043df #~133MHz
2:
PRINTSTR("DIMM SIZE=")
move a0,msize
bal hexserial
nop
PRINTSTR("\r\n")
li t0, 0xbff00008
sd sdCfg, 0(t0)
nop
nop
/* (uint32_t *)0xbfe00040 = 0x80000000
* means only address below 1G will be sent to CPU
*/
lui t0, 0xbfe0
li t1, 0x80000000
sw t1, 0x40(t0)
nop
#### gx 2006-03-17: mode ####
#li t1,0x20
li t1,0x28
li t0, 0xbff00000
sd t1,0(t0)
nop
li t1,0x0
li t0, 0xbff00000
sd t1,0x30(t0)
nop
##fixed base address reg##
sd zero, 0x10(t0)
nop
lui t1,0x2000
sd t1,0x20(t0)
nop
li t1, 0x10000000
blt msize, t1, 1f
nop
####bigger than 256MB####
sd t1, 0x18(t0)
nop
move a0, msize
subu a0, t1
nop
nop
nop
sd a0, 0x28(t0)
nop
b 2f
1:
nop
nop
sd msize, 0x18(t0)
nop
nop
nop
sd zero, 0x28(t0)
nop
nop
nop
2:
PRINTSTR("sdcfg=");
move a0,sdCfg
bal hexserial
nop
PRINTSTR("\r\n");
PRINTSTR("msize=");
move a0,msize
bal hexserial
nop
PRINTSTR("\r\n")
skipdimm:
li t1,0 # accumulate pcimembasecfg settings
/* set bar0 mask and translation to point to SDRAM */
sub t0,msize,1
not t0
srl t0,BONITO_PCIMEMBASECFG_ASHIFT-BONITO_PCIMEMBASECFG_MEMBASE0_MASK_SHIFT
and t0,BONITO_PCIMEMBASECFG_MEMBASE0_MASK
or t1,t0
li t0,0x00000000
srl t0,BONITO_PCIMEMBASECFG_ASHIFT-BONITO_PCIMEMBASECFG_MEMBASE0_TRANS_SHIFT
and t0,BONITO_PCIMEMBASECFG_MEMBASE0_TRANS
or t1,t0
or t1,BONITO_PCIMEMBASECFG_MEMBASE0_CACHED
/* set bar1 to minimum size to conserve PCI space */
li t0, ~0
srl t0,BONITO_PCIMEMBASECFG_ASHIFT-BONITO_PCIMEMBASECFG_MEMBASE1_MASK_SHIFT
and t0,BONITO_PCIMEMBASECFG_MEMBASE1_MASK
or t1,t0
li t0,0x00000000
srl t0,BONITO_PCIMEMBASECFG_ASHIFT-BONITO_PCIMEMBASECFG_MEMBASE1_TRANS_SHIFT
and t0,BONITO_PCIMEMBASECFG_MEMBASE1_TRANS
or t1,t0
or t1,BONITO_PCIMEMBASECFG_MEMBASE1_CACHED
sw t1,BONITO_PCIMEMBASECFG(bonito)
/* enable configuration cycles now */
lw t0,BONITO_BONPONCFG(bonito)
and t0,~BONITO_BONPONCFG_CONFIG_DIS
sw t0,BONITO_BONPONCFG(bonito)
PRINTSTR("Init SDRAM Done!\r\n");
=====================
解释：
/* only one memory slot, slave address is 10100001b */
li a1, 0x0
1:
li a0, 0xa1 /* a0: slave address, a1: reg index to read */
bal i2cread
nop
上面这段代码，把 0 设置给 a1，然后把 0xa1 设置给 a0，然后就调用 I2C 的子函数来读取数据。a0 和 a1 寄存器是 i2cread 这个函数的两个参数。

复制代码

i2cread 函数的实现

下面来看 i2cread 函数的内容

/* a0: slave address
a1: reg off
*/
LEAF(i2cread)
/* set device address */
li v0, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_ADDRESS
li a0, 0xa1
sb a0, 0(v0);
/* store register offset */
li v0, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_COMMAND
sb a1, 0(v0);
/* read byte data protocol */
li v0, 0x08
li v1, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_CONTROL
sb v0, 0(v1);
/* make sure SMB host ready to start, important!--zfx */
li v1, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_STATUS
lbu v0, 0(v1)
andi v0,v0, 0x1f
beqz v0,1f
nop
sb v0, 0(v1)
lbu v0, 0(v1) #flush the write
1:
/* start */
li v1, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_CONTROL
lbu v0, 0(v1)
ori v0, v0, 0x40
sb v0, 0(v1);
/* wait */
li v1, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_STATUS
li a1, 0x1000
1:
#if 1
/* delay */
li a0, 0x1000
2:
bnez a0,2b
addiu a0, -1
#endif
addiu a1, -1
beqz a1, 1f
nop
lbu v0, 0(v1)
andi v0, SMBUS_HOST_STATUS_BUSY
bnez v0, 1b #IDEL ?
nop
1:
li v1, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_STATUS
lbu v0, 0(v1)
andi v0,v0, 0x1f
beqz v0,1f
nop
sb v0, 0(v1) #reset
lbu v0, 0(v1) #flush the write
1:
li v1, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_DATA0
lbu v0, 0(v1)
jr ra
nop
END(i2cread)
=====================
解释：
/* set device address */
li v0, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_ADDRESS
li a0, 0xa1
sb a0, 0(v0);
上面代码是输出从设备的地址。
/* store register offset */
li v0, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_COMMAND
sb a1, 0(v0);
上面代码是输出从设备的寄存器偏移量。
/* read byte data protocol */
li v0, 0x08
li v1, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_CONTROL
sb v0, 0(v1);
/* make sure SMB host ready to start, important!--zfx */
li v1, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_STATUS
lbu v0, 0(v1)
andi v0,v0, 0x1f
beqz v0,1f
nop
sb v0, 0(v1)
lbu v0, 0(v1) #flush the write
上面代码是查看数据总线是否准备好数据。
1:
/* start */
li v1, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_CONTROL
lbu v0, 0(v1)
ori v0, v0, 0x40
sb v0, 0(v1);
/* wait */
li v1, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_STATUS
li a1, 0x1000
1:
#if 1
/* delay */
li a0, 0x1000
2:
bnez a0,2b
addiu a0, -1
#endif
addiu a1, -1
beqz a1, 1f
nop
lbu v0, 0(v1)
andi v0, SMBUS_HOST_STATUS_BUSY
bnez v0, 1b #IDEL ?
nop
上面代码是查看总线是否在忙状态。
1:
li v1, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_STATUS
lbu v0, 0(v1)
andi v0,v0, 0x1f
beqz v0,1f
nop
sb v0, 0(v1) #reset
lbu v0, 0(v1) #flush the write
1:
li v1, 0xbfd00000 + SMBUS_HOST_DATA0
lbu v0, 0(v1)
jr ra
nop
上面代码是已经把命令成功发送出去，然后成功地读取回来数据，保存在v0寄存里。

复制代码

通过上面的子函数，就可以通过I2C总线去读取内存条上的EEPROM参数，以便后面进行内存初始化。
在这里第一次读取是第一个字节。

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