f8103942c4e5854f5551a5acb91c602c48866c69
[fw/openocd] / src / jtag / drivers / ulink.c
1 /***************************************************************************
2  *   Copyright (C) 2011 by Martin Schmoelzer                               *
3  *   <martin.schmoelzer@student.tuwien.ac.at>                              *
4  *                                                                         *
5  *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify  *
6  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by  *
7  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or     *
8  *   (at your option) any later version.                                   *
9  *                                                                         *
10  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,       *
11  *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of        *
12  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the         *
13  *   GNU General Public License for more details.                          *
14  *                                                                         *
15  *   You should have received a copy of the GNU General Public License     *
16  *   along with this program; if not, write to the                         *
17  *   Free Software Foundation, Inc.,                                       *
18  *   59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.             *
19  ***************************************************************************/
20
21 #ifdef HAVE_CONFIG_H
22 #include "config.h"
23 #endif
24
25 #include <jtag/interface.h>
26 #include <jtag/commands.h>
27 #include <target/image.h>
28 #include <helper/types.h>
29 #include "usb_common.h"
30 #include "OpenULINK/include/msgtypes.h"
31
32 /** USB Vendor ID of ULINK device in unconfigured state (no firmware loaded
33  *  yet) or with OpenULINK firmware. */
34 #define ULINK_VID                0xC251
35
36 /** USB Product ID of ULINK device in unconfigured state (no firmware loaded
37  *  yet) or with OpenULINK firmware. */
38 #define ULINK_PID                0x2710
39
40 /** Address of EZ-USB CPU Control & Status register. This register can be
41  *  written by issuing a Control EP0 vendor request. */
42 #define CPUCS_REG                0x7F92
43
44 /** USB Control EP0 bRequest: "Firmware Load". */
45 #define REQUEST_FIRMWARE_LOAD    0xA0
46
47 /** Value to write into CPUCS to put EZ-USB into reset. */
48 #define CPU_RESET                0x01
49
50 /** Value to write into CPUCS to put EZ-USB out of reset. */
51 #define CPU_START                0x00
52
53 /** Base address of firmware in EZ-USB code space. */
54 #define FIRMWARE_ADDR            0x0000
55
56 /** USB interface number */
57 #define USB_INTERFACE            0
58
59 /** libusb timeout in ms */
60 #define USB_TIMEOUT              5000
61
62 /** Delay (in microseconds) to wait while EZ-USB performs ReNumeration. */
63 #define ULINK_RENUMERATION_DELAY 1500000
64
65 /** Location of OpenULINK firmware image. TODO: Provide some way of modifying
66  *  this path, maybe in a separate OpenOCD command? */
67 #define ULINK_FIRMWARE_FILE      PKGLIBDIR "/OpenULINK/ulink_firmware.hex"
68
69 /** Maximum size of a single firmware section. Entire EZ-USB code space = 8kB */
70 #define SECTION_BUFFERSIZE       8192
71
72 /** Tuning of OpenOCD SCAN commands split into multiple OpenULINK commands. */
73 #define SPLIT_SCAN_THRESHOLD     10
74
75 /** ULINK hardware type */
76 enum ulink_type
77 {
78   /** Original ULINK adapter, based on Cypress EZ-USB (AN2131):
79    *  Full JTAG support, no SWD support. */
80   ULINK_1,
81
82   /** Newer ULINK adapter, based on NXP LPC2148. Currently unsupported. */
83   ULINK_2,
84
85   /** Newer ULINK adapter, based on EZ-USB FX2 + FPGA. Currently unsupported. */
86   ULINK_PRO,
87
88   /** Newer ULINK adapter, possibly based on ULINK 2. Currently unsupported. */
89   ULINK_ME
90 };
91
92 enum ulink_payload_direction
93 {
94   PAYLOAD_DIRECTION_OUT,
95   PAYLOAD_DIRECTION_IN
96 };
97
98 /**
99  * OpenULINK command (OpenULINK command queue element).
100  *
101  * For the OUT direction payload, things are quite easy: Payload is stored
102  * in a rather small array (up to 63 bytes), the payload is always allocated
103  * by the function generating the command and freed by ulink_clear_queue().
104  *
105  * For the IN direction payload, things get a little bit more complicated:
106  * The maximum IN payload size for a single command is 64 bytes. Assume that
107  * a single OpenOCD command needs to scan 256 bytes. This results in the
108  * generation of four OpenULINK commands. The function generating these
109  * commands shall allocate an uint8_t[256] array. Each command's #payload_in
110  * pointer shall point to the corresponding offset where IN data shall be
111  * placed, while #payload_in_start shall point to the first element of the 256
112  * byte array.
113  * - first command:  #payload_in_start + 0
114  * - second command: #payload_in_start + 64
115  * - third command:  #payload_in_start + 128
116  * - fourth command: #payload_in_start + 192
117  *
118  * The last command sets #needs_postprocessing to true.
119  */
120 struct ulink_cmd {
121   uint8_t id;                 ///< ULINK command ID
122
123   uint8_t *payload_out;       ///< OUT direction payload data
124   uint8_t payload_out_size;   ///< OUT direction payload size for this command
125
126   uint8_t *payload_in_start;  ///< Pointer to first element of IN payload array
127   uint8_t *payload_in;        ///< Pointer where IN payload shall be stored
128   uint8_t payload_in_size;    ///< IN direction payload size for this command
129
130   /** Indicates if this command needs post-processing */
131   bool needs_postprocessing;
132
133   /** Indicates if ulink_clear_queue() should free payload_in_start  */
134   bool free_payload_in_start;
135
136   /** Pointer to corresponding OpenOCD command for post-processing */
137   struct jtag_command *cmd_origin;
138
139   struct ulink_cmd *next;     ///< Pointer to next command (linked list)
140 };
141
142 typedef struct ulink_cmd ulink_cmd_t;
143
144 /** Describes one driver instance */
145 struct ulink
146 {
147   struct usb_dev_handle *usb_handle;
148   enum ulink_type type;
149
150   int commands_in_queue;     ///< Number of commands in queue
151   ulink_cmd_t *queue_start;  ///< Pointer to first command in queue
152   ulink_cmd_t *queue_end;    ///< Pointer to last command in queue
153 };
154
155 /**************************** Function Prototypes *****************************/
156
157 /* USB helper functions */
158 int ulink_usb_open(struct ulink **device);
159 int ulink_usb_close(struct ulink **device);
160
161 /* ULINK MCU (Cypress EZ-USB) specific functions */
162 int ulink_cpu_reset(struct ulink *device, char reset_bit);
163 int ulink_load_firmware_and_renumerate(struct ulink **device, char *filename,
164     uint32_t delay);
165 int ulink_load_firmware(struct ulink *device, char *filename);
166 int ulink_write_firmware_section(struct ulink *device,
167     struct image *firmware_image, int section_index);
168
169 /* Generic helper functions */
170 void ulink_print_signal_states(uint8_t input_signals, uint8_t output_signals);
171
172 /* OpenULINK command generation helper functions */
173 int ulink_allocate_payload(ulink_cmd_t *ulink_cmd, int size,
174     enum ulink_payload_direction direction);
175
176 /* OpenULINK command queue helper functions */
177 int ulink_get_queue_size(struct ulink *device,
178     enum ulink_payload_direction direction);
179 void ulink_clear_queue(struct ulink *device);
180 int ulink_append_queue(struct ulink *device, ulink_cmd_t *ulink_cmd);
181 int ulink_execute_queued_commands(struct ulink *device, int timeout);
182
183 #ifdef _DEBUG_JTAG_IO_
184 const char * ulink_cmd_id_string(uint8_t id);
185 void ulink_print_command(ulink_cmd_t *ulink_cmd);
186 void ulink_print_queue(struct ulink *device);
187 #endif
188
189 int ulink_append_scan_cmd(struct ulink *device, enum scan_type scan_type,
190     int scan_size_bits, uint8_t *tdi, uint8_t *tdo_start, uint8_t *tdo,
191     uint8_t tms_count_start, uint8_t tms_sequence_start, uint8_t tms_count_end,
192     uint8_t tms_sequence_end, struct jtag_command *origin, bool postprocess);
193 int ulink_append_clock_tms_cmd(struct ulink *device, uint8_t count,
194     uint8_t sequence);
195 int ulink_append_clock_tck_cmd(struct ulink *device, uint16_t count);
196 int ulink_append_get_signals_cmd(struct ulink *device);
197 int ulink_append_set_signals_cmd(struct ulink *device, uint8_t low,
198     uint8_t high);
199 int ulink_append_sleep_cmd(struct ulink *device, uint32_t us);
200 int ulink_append_configure_tck_cmd(struct ulink *device, uint8_t delay_scan,
201     uint8_t delay_tck, uint8_t delay_tms);
202 int ulink_append_led_cmd(struct ulink *device, uint8_t led_state);
203 int ulink_append_test_cmd(struct ulink *device);
204
205 /* Interface between OpenULINK and OpenOCD */
206 int ulink_queue_scan(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd);
207 int ulink_queue_statemove(struct ulink *device);
208 int ulink_queue_reset(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd);
209 int ulink_queue_runtest(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd);
210 int ulink_queue_tlr_reset(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd);
211 int ulink_queue_pathmove(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd);
212 int ulink_queue_sleep(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd);
213
214 static void ulink_set_end_state(tap_state_t endstate);
215
216 int ulink_post_process_scan(ulink_cmd_t *ulink_cmd);
217 int ulink_post_process_queue(struct ulink *device);
218
219 /* JTAG driver functions (registered in struct jtag_interface) */
220 static int ulink_execute_queue(void);
221 static int ulink_khz(int khz, int *jtag_speed);
222 static int ulink_speed(int speed);
223 static int ulink_speed_div(int speed, int *khz);
224 static int ulink_init(void);
225 static int ulink_quit(void);
226
227 /****************************** Global Variables ******************************/
228
229 struct ulink *ulink_handle;
230
231 /**************************** USB helper functions ****************************/
232
233 /**
234  * Opens the ULINK device and claims its USB interface.
235  *
236  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
237  * @return on success: ERROR_OK
238  * @return on failure: ERROR_FAIL
239  */
240 int ulink_usb_open(struct ulink **device)
241 {
242   int ret;
243   struct usb_dev_handle *usb_handle;
244
245   /* Currently, only original ULINK is supported */
246   uint16_t vids[] = { ULINK_VID, 0 };
247   uint16_t pids[] = { ULINK_PID, 0 };
248
249   ret = jtag_usb_open(vids, pids, &usb_handle);
250
251   if (ret != ERROR_OK) {
252     return ret;
253   }
254
255   ret = usb_claim_interface(usb_handle, 0);
256
257   if (ret != 0) {
258     return ret;
259   }
260
261   (*device)->usb_handle = usb_handle;
262   (*device)->type = ULINK_1;
263
264   return ERROR_OK;
265 }
266
267 /**
268  * Releases the ULINK interface and closes the USB device handle.
269  *
270  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
271  * @return on success: ERROR_OK
272  * @return on failure: ERROR_FAIL
273  */
274 int ulink_usb_close(struct ulink **device)
275 {
276   if (usb_release_interface((*device)->usb_handle, 0) != 0) {
277     return ERROR_FAIL;
278   }
279
280   if (usb_close((*device)->usb_handle) != 0) {
281     return ERROR_FAIL;
282   }
283
284   (*device)->usb_handle = NULL;
285
286   return ERROR_OK;
287 }
288
289 /******************* ULINK CPU (EZ-USB) specific functions ********************/
290
291 /**
292  * Writes '0' or '1' to the CPUCS register, putting the EZ-USB CPU into reset
293  * or out of reset.
294  *
295  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
296  * @param reset_bit 0 to put CPU into reset, 1 to put CPU out of reset.
297  * @return on success: ERROR_OK
298  * @return on failure: ERROR_FAIL
299  */
300 int ulink_cpu_reset(struct ulink *device, char reset_bit)
301 {
302   int ret;
303
304   ret = usb_control_msg(device->usb_handle,
305       (USB_ENDPOINT_OUT | USB_TYPE_VENDOR | USB_RECIP_DEVICE),
306       REQUEST_FIRMWARE_LOAD, CPUCS_REG, 0, &reset_bit, 1, USB_TIMEOUT);
307
308   /* usb_control_msg() returns the number of bytes transferred during the
309    * DATA stage of the control transfer - must be exactly 1 in this case! */
310   if (ret != 1) {
311     return ERROR_FAIL;
312   }
313   return ERROR_OK;
314 }
315
316 /**
317  * Puts the ULINK's EZ-USB microcontroller into reset state, downloads
318  * the firmware image, resumes the microcontroller and re-enumerates
319  * USB devices.
320  *
321  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
322  *  The usb_handle member will be modified during re-enumeration.
323  * @param filename path to the Intel HEX file containing the firmware image.
324  * @param delay the delay to wait for the device to re-enumerate.
325  * @return on success: ERROR_OK
326  * @return on failure: ERROR_FAIL
327  */
328 int ulink_load_firmware_and_renumerate(struct ulink **device,
329     char *filename, uint32_t delay)
330 {
331   int ret;
332
333   /* Basic process: After downloading the firmware, the ULINK will disconnect
334    * itself and re-connect after a short amount of time so we have to close
335    * the handle and re-enumerate USB devices */
336
337   ret = ulink_load_firmware(*device, filename);
338   if (ret != ERROR_OK) {
339     return ret;
340   }
341
342   ret = ulink_usb_close(device);
343   if (ret != ERROR_OK) {
344     return ret;
345   }
346
347   usleep(delay);
348
349   ret = ulink_usb_open(device);
350   if (ret != ERROR_OK) {
351     return ret;
352   }
353
354   return ERROR_OK;
355 }
356
357 /**
358  * Downloads a firmware image to the ULINK's EZ-USB microcontroller
359  * over the USB bus.
360  *
361  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
362  * @param filename an absolute or relative path to the Intel HEX file
363  *  containing the firmware image.
364  * @return on success: ERROR_OK
365  * @return on failure: ERROR_FAIL
366  */
367 int ulink_load_firmware(struct ulink *device, char *filename)
368 {
369   struct image ulink_firmware_image;
370   int ret, i;
371
372   ret = ulink_cpu_reset(device, CPU_RESET);
373   if (ret != ERROR_OK) {
374     LOG_ERROR("Could not halt ULINK CPU");
375     return ret;
376   }
377
378   ulink_firmware_image.base_address = 0;
379   ulink_firmware_image.base_address_set = 0;
380
381   ret = image_open(&ulink_firmware_image, ULINK_FIRMWARE_FILE, "ihex");
382   if (ret != ERROR_OK) {
383     return ret;
384   }
385
386   /* Download all sections in the image to ULINK */
387   for (i = 0; i < ulink_firmware_image.num_sections; i++) {
388     ret = ulink_write_firmware_section(device, &ulink_firmware_image, i);
389     if (ret != ERROR_OK) {
390       return ret;
391     }
392   }
393
394   image_close(&ulink_firmware_image);
395
396   ret = ulink_cpu_reset(device, CPU_START);
397   if (ret != ERROR_OK) {
398     LOG_ERROR("Could not restart ULINK CPU");
399     return ret;
400   }
401
402   return ERROR_OK;
403 }
404
405 /**
406  * Send one contiguous firmware section to the ULINK's EZ-USB microcontroller
407  * over the USB bus.
408  *
409  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
410  * @param firmware_image pointer to the firmware image that contains the section
411  *  which should be sent to the ULINK's EZ-USB microcontroller.
412  * @param section_index index of the section within the firmware image.
413  * @return on success: ERROR_OK
414  * @return on failure: ERROR_FAIL
415  */
416 int ulink_write_firmware_section(struct ulink *device,
417     struct image *firmware_image, int section_index)
418 {
419   uint16_t addr, size, bytes_remaining, chunk_size;
420   uint8_t data[SECTION_BUFFERSIZE];
421   uint8_t *data_ptr = data;
422   size_t size_read;
423   int ret;
424
425   size = (uint16_t)firmware_image->sections[section_index].size;
426   addr = (uint16_t)firmware_image->sections[section_index].base_address;
427
428   LOG_DEBUG("section %02i at addr 0x%04x (size 0x%04x)", section_index, addr,
429       size);
430
431   if (data == NULL) {
432     return ERROR_FAIL;
433   }
434
435   /* Copy section contents to local buffer */
436   ret = image_read_section(firmware_image, section_index, 0, size, data,
437       &size_read);
438
439   if ((ret != ERROR_OK) || (size_read != size)) {
440     /* Propagating the return code would return '0' (misleadingly indicating
441      * successful execution of the function) if only the size check fails. */
442     return ERROR_FAIL;
443   }
444
445   bytes_remaining = size;
446
447   /* Send section data in chunks of up to 64 bytes to ULINK */
448   while (bytes_remaining > 0) {
449     if (bytes_remaining > 64) {
450       chunk_size = 64;
451     }
452     else {
453       chunk_size = bytes_remaining;
454     }
455
456     ret = usb_control_msg(device->usb_handle,
457         (USB_ENDPOINT_OUT | USB_TYPE_VENDOR | USB_RECIP_DEVICE),
458         REQUEST_FIRMWARE_LOAD, addr, FIRMWARE_ADDR, (char *)data_ptr,
459         chunk_size, USB_TIMEOUT);
460
461     if (ret != (int)chunk_size) {
462       /* Abort if libusb sent less data than requested */
463       return ERROR_FAIL;
464     }
465
466     bytes_remaining -= chunk_size;
467     addr += chunk_size;
468     data_ptr += chunk_size;
469   }
470
471   return ERROR_OK;
472 }
473
474 /************************** Generic helper functions **************************/
475
476 /**
477  * Print state of interesting signals via LOG_INFO().
478  *
479  * @param input_signals input signal states as returned by CMD_GET_SIGNALS
480  * @param output_signals output signal states as returned by CMD_GET_SIGNALS
481  */
482 void ulink_print_signal_states(uint8_t input_signals, uint8_t output_signals)
483 {
484   LOG_INFO("ULINK signal states: TDI: %i, TDO: %i, TMS: %i, TCK: %i, TRST: %i,"
485       " SRST: %i",
486       (output_signals & SIGNAL_TDI   ? 1 : 0),
487       (input_signals  & SIGNAL_TDO   ? 1 : 0),
488       (output_signals & SIGNAL_TMS   ? 1 : 0),
489       (output_signals & SIGNAL_TCK   ? 1 : 0),
490       (output_signals & SIGNAL_TRST  ? 0 : 1),  // TRST and RESET are inverted
491       (output_signals & SIGNAL_RESET ? 0 : 1)); // by hardware
492 }
493
494 /**************** OpenULINK command generation helper functions ***************/
495
496 /**
497  * Allocate and initialize space in memory for OpenULINK command payload.
498  *
499  * @param ulink_cmd pointer to command whose payload should be allocated.
500  * @param size the amount of memory to allocate (bytes).
501  * @param direction which payload to allocate.
502  * @return on success: ERROR_OK
503  * @return on failure: ERROR_FAIL
504  */
505 int ulink_allocate_payload(ulink_cmd_t *ulink_cmd, int size,
506     enum ulink_payload_direction direction)
507 {
508   uint8_t *payload;
509
510   payload = calloc(size, sizeof(uint8_t));
511
512   if (payload == NULL) {
513     LOG_ERROR("Could not allocate OpenULINK command payload: out of memory");
514     return ERROR_FAIL;
515   }
516
517   switch (direction) {
518   case PAYLOAD_DIRECTION_OUT:
519     if (ulink_cmd->payload_out != NULL) {
520       LOG_ERROR("BUG: Duplicate payload allocation for OpenULINK command");
521       return ERROR_FAIL;
522     }
523     else {
524       ulink_cmd->payload_out = payload;
525       ulink_cmd->payload_out_size = size;
526     }
527     break;
528   case PAYLOAD_DIRECTION_IN:
529     if (ulink_cmd->payload_in_start != NULL) {
530       LOG_ERROR("BUG: Duplicate payload allocation for OpenULINK command");
531       return ERROR_FAIL;
532     }
533     else {
534       ulink_cmd->payload_in_start = payload;
535       ulink_cmd->payload_in = payload;
536       ulink_cmd->payload_in_size = size;
537
538       /* By default, free payload_in_start in ulink_clear_queue(). Commands
539        * that do not want this behavior (e. g. split scans) must turn it off
540        * separately! */
541       ulink_cmd->free_payload_in_start = true;
542     }
543     break;
544   }
545
546   return ERROR_OK;
547 }
548
549 /****************** OpenULINK command queue helper functions ******************/
550
551 /**
552  * Get the current number of bytes in the queue, including command IDs.
553  *
554  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
555  * @param direction the transfer direction for which to get byte count.
556  * @return the number of bytes currently stored in the queue for the specified
557  *  direction.
558  */
559 int ulink_get_queue_size(struct ulink *device,
560     enum ulink_payload_direction direction)
561 {
562   ulink_cmd_t *current = device->queue_start;
563   int sum = 0;
564
565   while (current != NULL) {
566     switch (direction) {
567     case PAYLOAD_DIRECTION_OUT:
568       sum += current->payload_out_size + 1; // + 1 byte for Command ID
569       break;
570     case PAYLOAD_DIRECTION_IN:
571       sum += current->payload_in_size;
572       break;
573     }
574
575     current = current->next;
576   }
577
578   return sum;
579 }
580
581 /**
582  * Clear the OpenULINK command queue.
583  *
584  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
585  * @return on success: ERROR_OK
586  * @return on failure: ERROR_FAIL
587  */
588 void ulink_clear_queue(struct ulink *device)
589 {
590   ulink_cmd_t *current = device->queue_start;
591   ulink_cmd_t *next = NULL;
592
593   while (current != NULL) {
594     /* Save pointer to next element */
595     next = current->next;
596
597     /* Free payloads: OUT payload can be freed immediately */
598     free(current->payload_out);
599     current->payload_out = NULL;
600
601     /* IN payload MUST be freed ONLY if no other commands use the
602      * payload_in_start buffer */
603     if (current->free_payload_in_start == true) {
604       free(current->payload_in_start);
605       current->payload_in_start = NULL;
606       current->payload_in = NULL;
607     }
608
609     /* Free queue element */
610     free(current);
611
612     /* Proceed with next element */
613     current = next;
614   }
615
616   device->commands_in_queue = 0;
617   device->queue_start = NULL;
618   device->queue_end = NULL;
619 }
620
621 /**
622  * Add a command to the OpenULINK command queue.
623  *
624  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
625  * @param ulink_cmd pointer to command that shall be appended to the OpenULINK
626  *  command queue.
627  * @return on success: ERROR_OK
628  * @return on failure: ERROR_FAIL
629  */
630 int ulink_append_queue(struct ulink *device, ulink_cmd_t *ulink_cmd)
631 {
632   int newsize_out, newsize_in;
633   int ret;
634
635   newsize_out = ulink_get_queue_size(device, PAYLOAD_DIRECTION_OUT) + 1
636       + ulink_cmd->payload_out_size;
637
638   newsize_in = ulink_get_queue_size(device, PAYLOAD_DIRECTION_IN)
639       + ulink_cmd->payload_in_size;
640
641   /* Check if the current command can be appended to the queue */
642   if ((newsize_out > 64) || (newsize_in > 64)) {
643     /* New command does not fit. Execute all commands in queue before starting
644      * new queue with the current command as first entry. */
645     ret = ulink_execute_queued_commands(device, USB_TIMEOUT);
646     if (ret != ERROR_OK) {
647       return ret;
648     }
649
650     ret = ulink_post_process_queue(device);
651     if (ret != ERROR_OK) {
652       return ret;
653     }
654
655     ulink_clear_queue(device);
656   }
657
658   if (device->queue_start == NULL) {
659     /* Queue was empty */
660     device->commands_in_queue = 1;
661
662     device->queue_start = ulink_cmd;
663     device->queue_end = ulink_cmd;
664   }
665   else {
666     /* There are already commands in the queue */
667     device->commands_in_queue++;
668
669     device->queue_end->next = ulink_cmd;
670     device->queue_end = ulink_cmd;
671   }
672
673   return ERROR_OK;
674 }
675
676 /**
677  * Sends all queued OpenULINK commands to the ULINK for execution.
678  *
679  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
680  * @return on success: ERROR_OK
681  * @return on failure: ERROR_FAIL
682  */
683 int ulink_execute_queued_commands(struct ulink *device, int timeout)
684 {
685   ulink_cmd_t *current;
686   int ret, i, index_out, index_in, count_out, count_in;
687   uint8_t buffer[64];
688
689 #ifdef _DEBUG_JTAG_IO_
690   ulink_print_queue(device);
691 #endif
692
693   index_out = 0;
694   count_out = 0;
695   count_in = 0;
696
697   for (current = device->queue_start; current; current = current->next) {
698     /* Add command to packet */
699     buffer[index_out] = current->id;
700     index_out++;
701     count_out++;
702
703     for (i = 0; i < current->payload_out_size; i++) {
704       buffer[index_out + i] = current->payload_out[i];
705     }
706     index_out += current->payload_out_size;
707     count_in += current->payload_in_size;
708     count_out += current->payload_out_size;
709   }
710
711   /* Send packet to ULINK */
712   ret = usb_bulk_write(device->usb_handle, (2 | USB_ENDPOINT_OUT),
713       (char *)buffer, count_out, timeout);
714   if (ret < 0) {
715     return ERROR_FAIL;
716   }
717   if (ret != count_out) {
718     return ERROR_FAIL;
719   }
720
721   /* Wait for response if commands contain IN payload data */
722   if (count_in > 0) {
723     ret = usb_bulk_read(device->usb_handle, (2 | USB_ENDPOINT_IN),
724         (char *)buffer, 64, timeout);
725     if (ret < 0) {
726       return ERROR_FAIL;
727     }
728     if (ret != count_in) {
729       return ERROR_FAIL;
730     }
731
732     /* Write back IN payload data */
733     index_in = 0;
734     for (current = device->queue_start; current; current = current->next) {
735       for (i = 0; i < current->payload_in_size; i++) {
736         current->payload_in[i] = buffer[index_in];
737         index_in++;
738       }
739     }
740   }
741
742   return ERROR_OK;
743 }
744
745 #ifdef _DEBUG_JTAG_IO_
746
747 /**
748  * Convert an OpenULINK command ID (\a id) to a human-readable string.
749  *
750  * @param id the OpenULINK command ID.
751  * @return the corresponding human-readable string.
752  */
753 const char * ulink_cmd_id_string(uint8_t id)
754 {
755   switch (id) {
756   case CMD_SCAN_IN:
757     return "CMD_SCAN_IN";
758     break;
759   case CMD_SLOW_SCAN_IN:
760     return "CMD_SLOW_SCAN_IN";
761     break;
762   case CMD_SCAN_OUT:
763     return "CMD_SCAN_OUT";
764     break;
765   case CMD_SLOW_SCAN_OUT:
766     return "CMD_SLOW_SCAN_OUT";
767     break;
768   case CMD_SCAN_IO:
769     return "CMD_SCAN_IO";
770     break;
771   case CMD_SLOW_SCAN_IO:
772     return "CMD_SLOW_SCAN_IO";
773     break;
774   case CMD_CLOCK_TMS:
775     return "CMD_CLOCK_TMS";
776     break;
777   case CMD_SLOW_CLOCK_TMS:
778     return "CMD_SLOW_CLOCK_TMS";
779     break;
780   case CMD_CLOCK_TCK:
781     return "CMD_CLOCK_TCK";
782     break;
783   case CMD_SLEEP_US:
784     return "CMD_SLEEP_US";
785     break;
786   case CMD_SLEEP_MS:
787     return "CMD_SLEEP_MS";
788     break;
789   case CMD_GET_SIGNALS:
790     return "CMD_GET_SIGNALS";
791     break;
792   case CMD_SET_SIGNALS:
793     return "CMD_SET_SIGNALS";
794     break;
795   case CMD_CONFIGURE_TCK_FREQ:
796     return "CMD_CONFIGURE_TCK_FREQ";
797     break;
798   case CMD_SET_LEDS:
799     return "CMD_SET_LEDS";
800     break;
801   case CMD_TEST:
802     return "CMD_TEST";
803     break;
804   default:
805     return "CMD_UNKNOWN";
806     break;
807   }
808 }
809
810 /**
811  * Print one OpenULINK command to stdout.
812  *
813  * @param ulink_cmd pointer to OpenULINK command.
814  */
815 void ulink_print_command(ulink_cmd_t *ulink_cmd)
816 {
817   int i;
818
819   printf("  %-22s | OUT size = %i, bytes = 0x", ulink_cmd_id_string(ulink_cmd->id),
820       ulink_cmd->payload_out_size);
821
822   for (i = 0; i < ulink_cmd->payload_out_size; i++) {
823     printf("%02X ", ulink_cmd->payload_out[i]);
824   }
825   printf("\n                         | IN size  = %i\n", ulink_cmd->payload_in_size);
826 }
827
828 /**
829  * Print the OpenULINK command queue to stdout.
830  *
831  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
832  */
833 void ulink_print_queue(struct ulink *device)
834 {
835   ulink_cmd_t *current;
836
837   printf("OpenULINK command queue:\n");
838
839   for (current = device->queue_start; current; current = current->next) {
840     ulink_print_command(current);
841   }
842 }
843
844 #endif /* _DEBUG_JTAG_IO_ */
845
846 /**
847  * Perform JTAG scan
848  *
849  * Creates and appends a JTAG scan command to the OpenULINK command queue.
850  * A JTAG scan consists of three steps:
851  * - Move to the desired SHIFT state, depending on scan type (IR/DR scan).
852  * - Shift TDI data into the JTAG chain, optionally reading the TDO pin.
853  * - Move to the desired end state.
854  *
855  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
856  * @param scan_type the type of the scan (IN, OUT, IO (bidirectional)).
857  * @param scan_size_bits number of bits to shift into the JTAG chain.
858  * @param tdi pointer to array containing TDI data.
859  * @param tdo_start pointer to first element of array where TDO data shall be
860  *  stored. See #ulink_cmd for details.
861  * @param tdo pointer to array where TDO data shall be stored
862  * @param tms_count_start number of TMS state transitions to perform BEFORE
863  *  shifting data into the JTAG chain.
864  * @param tms_sequence_start sequence of TMS state transitions that will be
865  *  performed BEFORE shifting data into the JTAG chain.
866  * @param tms_count_end number of TMS state transitions to perform AFTER
867  *  shifting data into the JTAG chain.
868  * @param tms_sequence_end sequence of TMS state transitions that will be
869  *  performed AFTER shifting data into the JTAG chain.
870  * @param origin pointer to OpenOCD command that generated this scan command.
871  * @param postprocess whether this command needs to be post-processed after
872  *  execution.
873  * @return on success: ERROR_OK
874  * @return on failure: ERROR_FAIL
875  */
876 int ulink_append_scan_cmd(struct ulink *device, enum scan_type scan_type,
877     int scan_size_bits, uint8_t *tdi, uint8_t *tdo_start, uint8_t *tdo,
878     uint8_t tms_count_start, uint8_t tms_sequence_start, uint8_t tms_count_end,
879     uint8_t tms_sequence_end, struct jtag_command *origin, bool postprocess)
880 {
881   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
882   int ret, i, scan_size_bytes;
883   uint8_t bits_last_byte;
884
885   if (cmd == NULL) {
886     return ERROR_FAIL;
887   }
888
889   /* Check size of command. USB buffer can hold 64 bytes, 1 byte is command ID,
890    * 5 bytes are setup data -> 58 remaining payload bytes for TDI data */
891   if (scan_size_bits > (58 * 8)) {
892     LOG_ERROR("BUG: Tried to create CMD_SCAN_IO OpenULINK command with too"
893         " large payload");
894     return ERROR_FAIL;
895   }
896
897   scan_size_bytes = DIV_ROUND_UP(scan_size_bits, 8);
898
899   bits_last_byte = scan_size_bits % 8;
900   if (bits_last_byte == 0) {
901     bits_last_byte = 8;
902   }
903
904   /* Allocate out_payload depending on scan type */
905   // TODO: set command ID depending on interface speed settings (slow scan)
906   switch (scan_type) {
907   case SCAN_IN:
908     cmd->id = CMD_SCAN_IN;
909     ret = ulink_allocate_payload(cmd, 5, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
910     break;
911   case SCAN_OUT:
912     cmd->id = CMD_SCAN_OUT;
913     ret = ulink_allocate_payload(cmd, scan_size_bytes + 5, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
914     break;
915   case SCAN_IO:
916     cmd->id = CMD_SCAN_IO;
917     ret = ulink_allocate_payload(cmd, scan_size_bytes + 5, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
918     break;
919   default:
920     LOG_ERROR("BUG: ulink_append_scan_cmd() encountered an unknown scan type");
921     ret = ERROR_FAIL;
922     break;
923   }
924
925   if (ret != ERROR_OK) {
926     return ret;
927   }
928
929   /* Build payload_out that is common to all scan types */
930   cmd->payload_out[0] = scan_size_bytes & 0xFF;
931   cmd->payload_out[1] = bits_last_byte & 0xFF;
932   cmd->payload_out[2] = ((tms_count_start & 0x0F) << 4) | (tms_count_end & 0x0F);
933   cmd->payload_out[3] = tms_sequence_start;
934   cmd->payload_out[4] = tms_sequence_end;
935
936   /* Setup payload_out for types with OUT transfer */
937   if ((scan_type == SCAN_OUT) || (scan_type == SCAN_IO)) {
938     for (i = 0; i < scan_size_bytes; i++) {
939       cmd->payload_out[i + 5] = tdi[i];
940     }
941   }
942
943   /* Setup payload_in pointers for types with IN transfer */
944   if ((scan_type == SCAN_IN) || (scan_type == SCAN_IO)) {
945     cmd->payload_in_start = tdo_start;
946     cmd->payload_in = tdo;
947     cmd->payload_in_size = scan_size_bytes;
948   }
949
950   cmd->needs_postprocessing = postprocess;
951   cmd->cmd_origin = origin;
952
953   /* For scan commands, we free payload_in_start only when the command is
954    * the last in a series of split commands or a stand-alone command */
955   cmd->free_payload_in_start = postprocess;
956
957   return ulink_append_queue(device, cmd);
958 }
959
960 /**
961  * Perform TAP state transitions
962  *
963  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
964  * @param count defines the number of TCK clock cycles generated (up to 8).
965  * @param sequence defines the TMS pin levels for each state transition. The
966  *  Least-Significant Bit is read first.
967  * @return on success: ERROR_OK
968  * @return on failure: ERROR_FAIL
969  */
970 int ulink_append_clock_tms_cmd(struct ulink *device, uint8_t count,
971     uint8_t sequence)
972 {
973   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
974   int ret;
975
976   if (cmd == NULL) {
977     return ERROR_FAIL;
978   }
979
980   cmd->id = CMD_CLOCK_TMS;
981
982   /* CMD_CLOCK_TMS has two OUT payload bytes and zero IN payload bytes */
983   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 2, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
984   if (ret != ERROR_OK) {
985     return ret;
986   }
987
988   cmd->payload_out[0] = count;
989   cmd->payload_out[1] = sequence;
990
991   return ulink_append_queue(device, cmd);
992 }
993
994 /**
995  * Generate a defined amount of TCK clock cycles
996  *
997  * All other JTAG signals are left unchanged.
998  *
999  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1000  * @param count the number of TCK clock cycles to generate.
1001  * @return on success: ERROR_OK
1002  * @return on failure: ERROR_FAIL
1003  */
1004 int ulink_append_clock_tck_cmd(struct ulink *device, uint16_t count)
1005 {
1006   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1007   int ret;
1008
1009   if (cmd == NULL) {
1010     return ERROR_FAIL;
1011   }
1012
1013   cmd->id = CMD_CLOCK_TCK;
1014
1015   /* CMD_CLOCK_TCK has two OUT payload bytes and zero IN payload bytes */
1016   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 2, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
1017   if (ret != ERROR_OK) {
1018     return ret;
1019   }
1020
1021   cmd->payload_out[0] = count & 0xff;
1022   cmd->payload_out[1] = (count >> 8) & 0xff;
1023
1024   return ulink_append_queue(device, cmd);
1025 }
1026
1027 /**
1028  * Read JTAG signals.
1029  *
1030  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1031  * @return on success: ERROR_OK
1032  * @return on failure: ERROR_FAIL
1033  */
1034 int ulink_append_get_signals_cmd(struct ulink *device)
1035 {
1036   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1037   int ret;
1038
1039   if (cmd == NULL) {
1040     return ERROR_FAIL;
1041   }
1042
1043   cmd->id = CMD_GET_SIGNALS;
1044   cmd->needs_postprocessing = true;
1045
1046   /* CMD_GET_SIGNALS has two IN payload bytes */
1047   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 2, PAYLOAD_DIRECTION_IN);
1048
1049   if (ret != ERROR_OK) {
1050     return ret;
1051   }
1052
1053   return ulink_append_queue(device, cmd);
1054 }
1055
1056 /**
1057  * Arbitrarily set JTAG output signals.
1058  *
1059  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1060  * @param low defines which signals will be de-asserted. Each bit corresponds
1061  *  to a JTAG signal:
1062  *  - SIGNAL_TDI
1063  *  - SIGNAL_TMS
1064  *  - SIGNAL_TCK
1065  *  - SIGNAL_TRST
1066  *  - SIGNAL_BRKIN
1067  *  - SIGNAL_RESET
1068  *  - SIGNAL_OCDSE
1069  * @param high defines which signals will be asserted.
1070  * @return on success: ERROR_OK
1071  * @return on failure: ERROR_FAIL
1072  */
1073 int ulink_append_set_signals_cmd(struct ulink *device, uint8_t low,
1074     uint8_t high)
1075 {
1076   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1077   int ret;
1078
1079   if (cmd == NULL) {
1080     return ERROR_FAIL;
1081   }
1082
1083   cmd->id = CMD_SET_SIGNALS;
1084
1085   /* CMD_SET_SIGNALS has two OUT payload bytes and zero IN payload bytes */
1086   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 2, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
1087
1088   if (ret != ERROR_OK) {
1089     return ret;
1090   }
1091
1092   cmd->payload_out[0] = low;
1093   cmd->payload_out[1] = high;
1094
1095   return ulink_append_queue(device, cmd);
1096 }
1097
1098 /**
1099  * Sleep for a pre-defined number of microseconds
1100  *
1101  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1102  * @param us the number microseconds to sleep.
1103  * @return on success: ERROR_OK
1104  * @return on failure: ERROR_FAIL
1105  */
1106 int ulink_append_sleep_cmd(struct ulink *device, uint32_t us)
1107 {
1108   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1109   int ret;
1110
1111   if (cmd == NULL) {
1112     return ERROR_FAIL;
1113   }
1114
1115   cmd->id = CMD_SLEEP_US;
1116
1117   /* CMD_SLEEP_US has two OUT payload bytes and zero IN payload bytes */
1118   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 2, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
1119
1120   if (ret != ERROR_OK) {
1121     return ret;
1122   }
1123
1124   cmd->payload_out[0] = us & 0x00ff;
1125   cmd->payload_out[1] = (us >> 8) & 0x00ff;
1126
1127   return ulink_append_queue(device, cmd);
1128 }
1129
1130 /**
1131  * Set TCK delay counters
1132  *
1133  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1134  * @param delay_scan delay count top value in jtag_slow_scan() functions
1135  * @param delay_tck delay count top value in jtag_clock_tck() function
1136  * @param delay_tms delay count top value in jtag_slow_clock_tms() function
1137  * @return on success: ERROR_OK
1138  * @return on failure: ERROR_FAIL
1139  */
1140 int ulink_append_configure_tck_cmd(struct ulink *device, uint8_t delay_scan,
1141     uint8_t delay_tck, uint8_t delay_tms)
1142 {
1143   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1144   int ret;
1145
1146   if (cmd == NULL) {
1147     return ERROR_FAIL;
1148   }
1149
1150   cmd->id = CMD_CONFIGURE_TCK_FREQ;
1151
1152   /* CMD_CONFIGURE_TCK_FREQ has three OUT payload bytes and zero
1153    * IN payload bytes */
1154   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 3, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
1155   if (ret != ERROR_OK) {
1156     return ret;
1157   }
1158
1159   cmd->payload_out[0] = delay_scan;
1160   cmd->payload_out[1] = delay_tck;
1161   cmd->payload_out[2] = delay_tms;
1162
1163   return ulink_append_queue(device, cmd);
1164 }
1165
1166 /**
1167  * Turn on/off ULINK LEDs.
1168  *
1169  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1170  * @param led_state which LED(s) to turn on or off. The following bits
1171  *  influence the LEDS:
1172  *  - Bit 0: Turn COM LED on
1173  *  - Bit 1: Turn RUN LED on
1174  *  - Bit 2: Turn COM LED off
1175  *  - Bit 3: Turn RUN LED off
1176  *  If both the on-bit and the off-bit for the same LED is set, the LED is
1177  *  turned off.
1178  * @return on success: ERROR_OK
1179  * @return on failure: ERROR_FAIL
1180  */
1181 int ulink_append_led_cmd(struct ulink *device, uint8_t led_state)
1182 {
1183   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1184   int ret;
1185
1186   if (cmd == NULL) {
1187     return ERROR_FAIL;
1188   }
1189
1190   cmd->id = CMD_SET_LEDS;
1191
1192   /* CMD_SET_LEDS has one OUT payload byte and zero IN payload bytes */
1193   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 1, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
1194   if (ret != ERROR_OK) {
1195     return ret;
1196   }
1197
1198   cmd->payload_out[0] = led_state;
1199
1200   return ulink_append_queue(device, cmd);
1201 }
1202
1203 /**
1204  * Test command. Used to check if the ULINK device is ready to accept new
1205  * commands.
1206  *
1207  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1208  * @return on success: ERROR_OK
1209  * @return on failure: ERROR_FAIL
1210  */
1211 int ulink_append_test_cmd(struct ulink *device)
1212 {
1213   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1214   int ret;
1215
1216   if (cmd == NULL) {
1217     return ERROR_FAIL;
1218   }
1219
1220   cmd->id = CMD_TEST;
1221
1222   /* CMD_TEST has one OUT payload byte and zero IN payload bytes */
1223   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 1, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
1224   if (ret != ERROR_OK) {
1225     return ret;
1226   }
1227
1228   cmd->payload_out[0] = 0xAA;
1229
1230   return ulink_append_queue(device, cmd);
1231 }
1232
1233 /******************* Interface between OpenULINK and OpenOCD ******************/
1234
1235 /**
1236  * Perform a scan operation on a JTAG register.
1237  *
1238  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1239  * @param cmd pointer to the command that shall be executed.
1240  * @return on success: ERROR_OK
1241  * @return on failure: ERROR_FAIL
1242  */
1243 int ulink_queue_scan(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd)
1244 {
1245   uint32_t scan_size_bits, scan_size_bytes, bits_last_scan;
1246   uint32_t scans_max_payload, bytecount;
1247   uint8_t *tdi_buffer_start = NULL, *tdi_buffer = NULL;
1248   uint8_t *tdo_buffer_start = NULL, *tdo_buffer = NULL;
1249
1250   uint8_t first_tms_count, first_tms_sequence;
1251   uint8_t last_tms_count, last_tms_sequence;
1252
1253   uint8_t tms_count_pause, tms_sequence_pause;
1254   uint8_t tms_count_resume, tms_sequence_resume;
1255
1256   uint8_t tms_count_start, tms_sequence_start;
1257   uint8_t tms_count_end, tms_sequence_end;
1258
1259   enum scan_type type;
1260   int ret;
1261
1262   /* Determine scan size */
1263   scan_size_bits = jtag_scan_size(cmd->cmd.scan);
1264   scan_size_bytes = DIV_ROUND_UP(scan_size_bits, 8);
1265
1266   /* Determine scan type (IN/OUT/IO) */
1267   type = jtag_scan_type(cmd->cmd.scan);
1268
1269   /* Determine number of scan commands with maximum payload */
1270   scans_max_payload = scan_size_bytes / 58;
1271
1272   /* Determine size of last shift command */
1273   bits_last_scan = scan_size_bits - (scans_max_payload * 58 * 8);
1274
1275   /* Allocate TDO buffer if required */
1276   if ((type == SCAN_IN) || (type == SCAN_IO)) {
1277     tdo_buffer_start = calloc(sizeof(uint8_t), scan_size_bytes);
1278
1279     if (tdo_buffer_start == NULL) {
1280       return ERROR_FAIL;
1281     }
1282
1283     tdo_buffer = tdo_buffer_start;
1284   }
1285
1286   /* Fill TDI buffer if required */
1287   if ((type == SCAN_OUT) || (type == SCAN_IO)) {
1288     jtag_build_buffer(cmd->cmd.scan, &tdi_buffer_start);
1289     tdi_buffer = tdi_buffer_start;
1290   }
1291
1292   /* Get TAP state transitions */
1293   if (cmd->cmd.scan->ir_scan) {
1294     ulink_set_end_state(TAP_IRSHIFT);
1295     first_tms_count = tap_get_tms_path_len(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1296     first_tms_sequence = tap_get_tms_path(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1297
1298     tap_set_state(TAP_IRSHIFT);
1299     tap_set_end_state(cmd->cmd.scan->end_state);
1300     last_tms_count = tap_get_tms_path_len(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1301     last_tms_sequence = tap_get_tms_path(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1302
1303     /* TAP state transitions for split scans */
1304     tms_count_pause = tap_get_tms_path_len(TAP_IRSHIFT, TAP_IRPAUSE);
1305     tms_sequence_pause = tap_get_tms_path(TAP_IRSHIFT, TAP_IRPAUSE);
1306     tms_count_resume = tap_get_tms_path_len(TAP_IRPAUSE, TAP_IRSHIFT);
1307     tms_sequence_resume = tap_get_tms_path(TAP_IRPAUSE, TAP_IRSHIFT);
1308   }
1309   else {
1310     ulink_set_end_state(TAP_DRSHIFT);
1311     first_tms_count = tap_get_tms_path_len(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1312     first_tms_sequence = tap_get_tms_path(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1313
1314     tap_set_state(TAP_DRSHIFT);
1315     tap_set_end_state(cmd->cmd.scan->end_state);
1316     last_tms_count = tap_get_tms_path_len(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1317     last_tms_sequence = tap_get_tms_path(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1318
1319     /* TAP state transitions for split scans */
1320     tms_count_pause = tap_get_tms_path_len(TAP_DRSHIFT, TAP_DRPAUSE);
1321     tms_sequence_pause = tap_get_tms_path(TAP_DRSHIFT, TAP_DRPAUSE);
1322     tms_count_resume = tap_get_tms_path_len(TAP_DRPAUSE, TAP_DRSHIFT);
1323     tms_sequence_resume = tap_get_tms_path(TAP_DRPAUSE, TAP_DRSHIFT);
1324   }
1325
1326   /* Generate scan commands */
1327   bytecount = scan_size_bytes;
1328   while (bytecount > 0) {
1329     if (bytecount == scan_size_bytes) {
1330       /* This is the first scan */
1331       tms_count_start = first_tms_count;
1332       tms_sequence_start = first_tms_sequence;
1333     }
1334     else {
1335       /* Resume from previous scan */
1336       tms_count_start = tms_count_resume;
1337       tms_sequence_start = tms_sequence_resume;
1338     }
1339
1340     if (bytecount > 58) { /* Full scan, at least one scan will follow */
1341       tms_count_end = tms_count_pause;
1342       tms_sequence_end = tms_sequence_pause;
1343
1344       ret = ulink_append_scan_cmd(device, type, 58 * 8, tdi_buffer,
1345           tdo_buffer_start, tdo_buffer, tms_count_start, tms_sequence_start,
1346           tms_count_end, tms_sequence_end, cmd, false);
1347
1348       bytecount -= 58;
1349
1350       /* Update TDI and TDO buffer pointers */
1351       if (tdi_buffer_start != NULL) {
1352         tdi_buffer += 58;
1353       }
1354       if (tdo_buffer_start != NULL) {
1355         tdo_buffer += 58;
1356       }
1357     }
1358     else if (bytecount == 58) { /* Full scan, no further scans */
1359       tms_count_end = last_tms_count;
1360       tms_sequence_end = last_tms_sequence;
1361
1362       ret = ulink_append_scan_cmd(device, type, 58 * 8, tdi_buffer,
1363           tdo_buffer_start, tdo_buffer, tms_count_start, tms_sequence_start,
1364           tms_count_end, tms_sequence_end, cmd, true);
1365
1366       bytecount = 0;
1367     }
1368     else { /* Scan with less than maximum payload, no further scans */
1369       tms_count_end = last_tms_count;
1370       tms_sequence_end = last_tms_sequence;
1371
1372       ret = ulink_append_scan_cmd(device, type, bits_last_scan, tdi_buffer,
1373           tdo_buffer_start, tdo_buffer, tms_count_start, tms_sequence_start,
1374           tms_count_end, tms_sequence_end, cmd, true);
1375
1376       bytecount = 0;
1377     }
1378
1379     if (ret != ERROR_OK) {
1380       free(tdi_buffer_start);
1381       return ret;
1382     }
1383   }
1384
1385   free(tdi_buffer_start);
1386
1387   /* Set current state to the end state requested by the command */
1388   tap_set_state(cmd->cmd.scan->end_state);
1389
1390   return ERROR_OK;
1391 }
1392
1393 /**
1394  * Sets the end state follower (see interface.h) if \a endstate is a stable
1395  * state.
1396  *
1397  * @param endstate the state the end state follower should be set to.
1398  */
1399 static void ulink_set_end_state(tap_state_t endstate)
1400 {
1401   if (tap_is_state_stable(endstate)) {
1402     tap_set_end_state(endstate);
1403   }
1404   else {
1405     LOG_ERROR("BUG: %s is not a valid end state", tap_state_name(endstate));
1406     exit( EXIT_FAILURE);
1407   }
1408 }
1409
1410 /**
1411  * Move from the current TAP state to the current TAP end state.
1412  *
1413  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1414  * @return on success: ERROR_OK
1415  * @return on failure: ERROR_FAIL
1416  */
1417 int ulink_queue_statemove(struct ulink *device)
1418 {
1419   uint8_t tms_sequence, tms_count;
1420   int ret;
1421
1422   if (tap_get_state() == tap_get_end_state()) {
1423     /* Do nothing if we are already there */
1424     return ERROR_OK;
1425   }
1426
1427   tms_sequence = tap_get_tms_path(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1428   tms_count = tap_get_tms_path_len(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1429
1430   ret = ulink_append_clock_tms_cmd(device, tms_count, tms_sequence);
1431
1432   if (ret == ERROR_OK) {
1433     tap_set_state(tap_get_end_state());
1434   }
1435
1436   return ret;
1437 }
1438
1439 /**
1440  * Execute a JTAG_RESET command
1441  *
1442  * @param cmd pointer to the command that shall be executed.
1443  * @return on success: ERROR_OK
1444  * @return on failure: ERROR_FAIL
1445  */
1446 int ulink_queue_reset(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd)
1447 {
1448   uint8_t low = 0, high = 0;
1449
1450   if (cmd->cmd.reset->trst) {
1451     tap_set_state(TAP_RESET);
1452     high |= SIGNAL_TRST;
1453   }
1454   else {
1455     low |= SIGNAL_TRST;
1456   }
1457
1458   if (cmd->cmd.reset->srst) {
1459     high |= SIGNAL_RESET;
1460   }
1461   else {
1462     low |= SIGNAL_RESET;
1463   }
1464
1465   return ulink_append_set_signals_cmd(device, low, high);
1466 }
1467
1468 /**
1469  * Run Test.
1470  *
1471  * Generate TCK clock cycles while remaining
1472  * in the Run-Test/Idle state.
1473  *
1474  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1475  * @param cmd pointer to the command that shall be executed.
1476  * @return on success: ERROR_OK
1477  * @return on failure: ERROR_FAIL
1478  */
1479 int ulink_queue_runtest(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd)
1480 {
1481   int ret;
1482
1483   /* Only perform statemove if the TAP currently isn't in the TAP_IDLE state */
1484   if (tap_get_state() != TAP_IDLE) {
1485     ulink_set_end_state(TAP_IDLE);
1486     ulink_queue_statemove(device);
1487   }
1488
1489   /* Generate the clock cycles */
1490   ret = ulink_append_clock_tck_cmd(device, cmd->cmd.runtest->num_cycles);
1491   if (ret != ERROR_OK) {
1492     return ret;
1493   }
1494
1495   /* Move to end state specified in command */
1496   if (cmd->cmd.runtest->end_state != tap_get_state()) {
1497     tap_set_end_state(cmd->cmd.runtest->end_state);
1498     ulink_queue_statemove(device);
1499   }
1500
1501   return ERROR_OK;
1502 }
1503
1504 /**
1505  * Move the TAP into the Test Logic Reset state.
1506  *
1507  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1508  * @param cmd pointer to the command that shall be executed.
1509  * @return on success: ERROR_OK
1510  * @return on failure: ERROR_FAIL
1511  */
1512 int ulink_queue_tlr_reset(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd)
1513 {
1514   int ret;
1515
1516   ret = ulink_append_clock_tms_cmd(device, 5, 0xff);
1517
1518   if (ret == ERROR_OK) {
1519     tap_set_state(TAP_RESET);
1520   }
1521
1522   return ret;
1523 }
1524
1525 /**
1526  * Move to one TAP state or several states in succession.
1527  *
1528  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1529  * @param cmd pointer to the command that shall be executed.
1530  * @return on success: ERROR_OK
1531  * @return on failure: ERROR_FAIL
1532  */
1533 int ulink_queue_pathmove(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd)
1534 {
1535   // TODO: Implement this!
1536   return ERROR_OK;
1537 }
1538
1539 /**
1540  * Sleep for a specific amount of time.
1541  *
1542  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1543  * @param cmd pointer to the command that shall be executed.
1544  * @return on success: ERROR_OK
1545  * @return on failure: ERROR_FAIL
1546  */
1547 int ulink_queue_sleep(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd)
1548 {
1549   /* IMPORTANT! Due to the time offset in command execution introduced by
1550    * command queueing, this needs to be implemented in the ULINK device */
1551   return ulink_append_sleep_cmd(device, cmd->cmd.sleep->us);
1552 }
1553
1554 /**
1555  * Post-process JTAG_SCAN command
1556  *
1557  * @param ulink_cmd pointer to OpenULINK command that shall be processed.
1558  * @return on success: ERROR_OK
1559  * @return on failure: ERROR_FAIL
1560  */
1561 int ulink_post_process_scan(ulink_cmd_t *ulink_cmd)
1562 {
1563   struct jtag_command *cmd = ulink_cmd->cmd_origin;
1564   int ret;
1565
1566   switch (jtag_scan_type(cmd->cmd.scan)) {
1567   case SCAN_IN:
1568   case SCAN_IO:
1569     ret = jtag_read_buffer(ulink_cmd->payload_in_start, cmd->cmd.scan);
1570     break;
1571   case SCAN_OUT:
1572     /* Nothing to do for OUT scans */
1573     ret = ERROR_OK;
1574     break;
1575   default:
1576     LOG_ERROR("BUG: ulink_post_process_scan() encountered an unknown"
1577         " JTAG scan type");
1578     ret = ERROR_FAIL;
1579     break;
1580   }
1581
1582   return ret;
1583 }
1584
1585 /**
1586  * Perform post-processing of commands after OpenULINK queue has been executed.
1587  *
1588  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1589  * @return on success: ERROR_OK
1590  * @return on failure: ERROR_FAIL
1591  */
1592 int ulink_post_process_queue(struct ulink *device)
1593 {
1594   ulink_cmd_t *current;
1595   struct jtag_command *openocd_cmd;
1596   int ret;
1597
1598   current = device->queue_start;
1599
1600   while (current != NULL) {
1601     openocd_cmd = current->cmd_origin;
1602
1603     /* Check if a corresponding OpenOCD command is stored for this
1604      * OpenULINK command */
1605     if ((current->needs_postprocessing == true) && (openocd_cmd != NULL)) {
1606       switch (openocd_cmd->type) {
1607       case JTAG_SCAN:
1608         ret = ulink_post_process_scan(current);
1609         break;
1610       case JTAG_RUNTEST:
1611       case JTAG_TLR_RESET:
1612       case JTAG_PATHMOVE:
1613       case JTAG_RESET:
1614       case JTAG_SLEEP:
1615         /* Nothing to do for these commands */
1616         ret = ERROR_OK;
1617         break;
1618       default:
1619         ret = ERROR_FAIL;
1620         LOG_ERROR("BUG: ulink_post_process_queue() encountered unknown JTAG "
1621             "command type");
1622         break;
1623       }
1624
1625       if (ret != ERROR_OK) {
1626         return ret;
1627       }
1628     }
1629
1630     current = current->next;
1631   }
1632
1633   return ERROR_OK;
1634 }
1635
1636 /**************************** JTAG driver functions ***************************/
1637
1638 /**
1639  * Executes the JTAG Command Queue.
1640  *
1641  * This is done in three stages: First, all OpenOCD commands are processed into
1642  * queued OpenULINK commands. Next, the OpenULINK command queue is sent to the
1643  * ULINK device and data received from the ULINK device is cached. Finally,
1644  * the post-processing function writes back data to the corresponding OpenOCD
1645  * commands.
1646  *
1647  * @return on success: ERROR_OK
1648  * @return on failure: ERROR_FAIL
1649  */
1650 static int ulink_execute_queue(void)
1651 {
1652   struct jtag_command *cmd = jtag_command_queue;
1653   int ret;
1654
1655   while (cmd) {
1656     switch (cmd->type) {
1657     case JTAG_SCAN:
1658       ret = ulink_queue_scan(ulink_handle, cmd);
1659       break;
1660     case JTAG_RUNTEST:
1661       ret = ulink_queue_runtest(ulink_handle, cmd);
1662       break;
1663     case JTAG_TLR_RESET:
1664       ret = ulink_queue_tlr_reset(ulink_handle, cmd);
1665       break;
1666     case JTAG_PATHMOVE:
1667       ret = ulink_queue_pathmove(ulink_handle, cmd);
1668       break;
1669     case JTAG_RESET:
1670       ret = ulink_queue_reset(ulink_handle, cmd);
1671       break;
1672     case JTAG_SLEEP:
1673       ret = ulink_queue_sleep(ulink_handle, cmd);
1674       break;
1675     default:
1676       ret = ERROR_FAIL;
1677       LOG_ERROR("BUG: encountered unknown JTAG command type");
1678       break;
1679     }
1680
1681     cmd = cmd->next;
1682   }
1683
1684   if (ulink_handle->commands_in_queue > 0) {
1685     ret = ulink_execute_queued_commands(ulink_handle, USB_TIMEOUT);
1686     if (ret != ERROR_OK) {
1687       return ret;
1688     }
1689
1690     ret = ulink_post_process_queue(ulink_handle);
1691     if (ret != ERROR_OK) {
1692       return ret;
1693     }
1694
1695     ulink_clear_queue(ulink_handle);
1696   }
1697
1698   return ERROR_OK;
1699 }
1700
1701 /**
1702  * Set the TCK frequency of the ULINK adapter.
1703  *
1704  * @param khz ???
1705  * @param jtag_speed ???
1706  * @return on success: ERROR_OK
1707  * @return on failure: ERROR_FAIL
1708  */
1709 static int ulink_khz(int khz, int *jtag_speed)
1710 {
1711   if (khz == 0) {
1712     LOG_ERROR("RCLK not supported");
1713     return ERROR_FAIL;
1714   }
1715
1716   LOG_INFO("ulink_khz: %i kHz", khz);
1717
1718   /* ULINK maximum TCK frequency is ~ 150 kHz */
1719   if (khz > 150) {
1720     return ERROR_FAIL;
1721   }
1722
1723   *jtag_speed = 0;
1724
1725   return ERROR_OK;
1726 }
1727
1728 /**
1729  * Set the TCK frequency of the ULINK adapter.
1730  *
1731  * @param speed ???
1732  * @return on success: ERROR_OK
1733  * @return on failure: ERROR_FAIL
1734  */
1735 static int ulink_speed(int speed)
1736 {
1737   return ERROR_OK;
1738 }
1739
1740 /**
1741  *
1742  */
1743 static int ulink_speed_div(int speed, int *khz)
1744 {
1745   LOG_INFO("ulink_speed_div: %i", speed);
1746
1747   switch (speed) {
1748   case 0:
1749     *khz = 150;
1750     break;
1751   case 1:
1752     *khz = 100;
1753     break;
1754   }
1755
1756   return ERROR_OK;
1757 }
1758
1759 /**
1760  * Initiates the firmware download to the ULINK adapter and prepares
1761  * the USB handle.
1762  *
1763  * @return on success: ERROR_OK
1764  * @return on failure: ERROR_FAIL
1765  */
1766 static int ulink_init(void)
1767 {
1768   int ret;
1769   char str_manufacturer[20];
1770   bool download_firmware = false;
1771   uint8_t *dummy;
1772   uint8_t input_signals, output_signals;
1773
1774   ulink_handle = calloc(1, sizeof(struct ulink));
1775   if (ulink_handle == NULL) {
1776     return ERROR_FAIL;
1777   }
1778
1779   usb_init();
1780
1781   ret = ulink_usb_open(&ulink_handle);
1782   if (ret != ERROR_OK) {
1783     LOG_ERROR("Could not open ULINK device");
1784     return ret;
1785   }
1786
1787   /* Get String Descriptor to determine if firmware needs to be loaded */
1788   ret = usb_get_string_simple(ulink_handle->usb_handle, 1, str_manufacturer, 20);
1789   if (ret < 0) {
1790     /* Could not get descriptor -> Unconfigured or original Keil firmware */
1791     download_firmware = true;
1792   }
1793   else {
1794     /* We got a String Descriptor, check if it is the correct one */
1795     if (strncmp(str_manufacturer, "OpenULINK", 9) != 0) {
1796       download_firmware = true;
1797     }
1798   }
1799
1800   if (download_firmware == true) {
1801     LOG_INFO("Loading OpenULINK firmware. This is reversible by power-cycling"
1802         " ULINK device.");
1803     ret = ulink_load_firmware_and_renumerate(&ulink_handle,
1804         ULINK_FIRMWARE_FILE, ULINK_RENUMERATION_DELAY);
1805     if (ret != ERROR_OK) {
1806       LOG_ERROR("Could not download firmware and re-numerate ULINK");
1807       return ret;
1808     }
1809   }
1810   else {
1811     LOG_INFO("ULINK device is already running OpenULINK firmware");
1812   }
1813
1814   /* Initialize OpenULINK command queue */
1815   ulink_clear_queue(ulink_handle);
1816
1817   /* Issue one test command with short timeout */
1818   ret = ulink_append_test_cmd(ulink_handle);
1819   if (ret != ERROR_OK) {
1820     return ret;
1821   }
1822
1823   ret = ulink_execute_queued_commands(ulink_handle, 200);
1824   if (ret != ERROR_OK) {
1825     /* Sending test command failed. The ULINK device may be forever waiting for
1826      * the host to fetch an USB Bulk IN packet (e. g. OpenOCD crashed or was
1827      * shut down by the user via Ctrl-C. Try to retrieve this Bulk IN packet. */
1828     dummy = calloc(64, sizeof(uint8_t));
1829
1830     ret = usb_bulk_read(ulink_handle->usb_handle, (2 | USB_ENDPOINT_IN),
1831         (char *)dummy, 64, 200);
1832
1833     free(dummy);
1834
1835     if (ret < 0) {
1836       /* Bulk IN transfer failed -> unrecoverable error condition */
1837       LOG_ERROR("Cannot communicate with ULINK device. Disconnect ULINK from "
1838           "the USB port and re-connect, then re-run OpenOCD");
1839       return ERROR_FAIL;
1840     }
1841 #ifdef _DEBUG_USB_COMMS_
1842     else {
1843       /* Successfully received Bulk IN packet -> continue */
1844       LOG_INFO("Recovered from lost Bulk IN packet");
1845     }
1846 #endif
1847   }
1848   ulink_clear_queue(ulink_handle);
1849
1850   ulink_append_get_signals_cmd(ulink_handle);
1851   ulink_execute_queued_commands(ulink_handle, 200);
1852
1853   /* Post-process the single CMD_GET_SIGNALS command */
1854   input_signals = ulink_handle->queue_start->payload_in[0];
1855   output_signals = ulink_handle->queue_start->payload_in[1];
1856
1857   ulink_print_signal_states(input_signals, output_signals);
1858
1859   ulink_clear_queue(ulink_handle);
1860
1861   return ERROR_OK;
1862 }
1863
1864 /**
1865  * Closes the USB handle for the ULINK device.
1866  *
1867  * @return on success: ERROR_OK
1868  * @return on failure: ERROR_FAIL
1869  */
1870 static int ulink_quit(void)
1871 {
1872   int ret;
1873
1874   ret = ulink_usb_close(&ulink_handle);
1875   free(ulink_handle);
1876
1877   return ret;
1878 }
1879
1880 /*************************** Command Registration **************************/
1881
1882 struct jtag_interface ulink_interface = {
1883   .name = "ulink",
1884   .transports = jtag_only,
1885
1886   .execute_queue = ulink_execute_queue,
1887   .khz = ulink_khz,
1888   .speed = ulink_speed,
1889   .speed_div = ulink_speed_div,
1890
1891   .init = ulink_init,
1892   .quit = ulink_quit
1893 };