jtag: use proper format with uint32_t
[fw/openocd] / src / jtag / drivers / usb_blaster / usb_blaster.c
1 /*
2  *   Driver for USB-JTAG, Altera USB-Blaster and compatibles
3  *
4  *   Inspired from original code from Kolja Waschk's USB-JTAG project
5  *   (http://www.ixo.de/info/usb_jtag/), and from openocd project.
6  *
7  *   Copyright (C) 2013 Franck Jullien franck.jullien@gmail.com
8  *   Copyright (C) 2012 Robert Jarzmik robert.jarzmik@free.fr
9  *   Copyright (C) 2011 Ali Lown ali@lown.me.uk
10  *   Copyright (C) 2009 Catalin Patulea cat@vv.carleton.ca
11  *   Copyright (C) 2006 Kolja Waschk usbjtag@ixo.de
12  *
13  *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  *   (at your option) any later version.
17  *
18  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  *   GNU General Public License for more details.
22  *
23  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
24  *   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
25  *
26  */
27
28 /*
29  * The following information is originally from Kolja Waschk's USB-JTAG,
30  * where it was obtained by reverse engineering an Altera USB-Blaster.
31  * See http://www.ixo.de/info/usb_jtag/ for USB-Blaster block diagram and
32  * usb_jtag-20080705-1200.zip#usb_jtag/host/openocd for protocol.
33  *
34  * The same information is also on the UrJTAG mediawiki, with some additional
35  * notes on bits marked as "unknown" by usb_jtag.
36  * (http://sourceforge.net/apps/mediawiki/urjtag/index.php?
37  *    title=Cable_Altera_USB-Blaster)
38  *
39  * USB-JTAG, Altera USB-Blaster and compatibles are typically implemented as
40  * an FTDIChip FT245 followed by a CPLD which handles a two-mode protocol:
41  *
42  *            _________
43  *           |         |
44  *           | AT93C46 |
45  *           |_________|
46  *            __|__________    _________
47  *           |             |  |         |
48  *      USB__| FTDI 245BM  |__| EPM7064 |__JTAG (B_TDO,B_TDI,B_TMS,B_TCK)
49  *           |_____________|  |_________|
50  *            __|__________    _|___________
51  *           |             |  |             |
52  *           | 6 MHz XTAL  |  | 24 MHz Osc. |
53  *           |_____________|  |_____________|
54  *
55  * USB-JTAG, Altera USB-Blaster II are typically implemented as a Cypress
56  * EZ-USB FX2LP followed by a CPLD.
57  *            _____________    _________
58  *           |             |  |         |
59  *      USB__| EZ-USB FX2  |__| EPM570  |__JTAG (B_TDO,B_TDI,B_TMS,B_TCK)
60  *           |_____________|  |_________|
61  *            __|__________
62  *           |             |
63  *           | 24 MHz XTAL |
64  *           |_____________|
65  */
66
67 #ifdef HAVE_CONFIG_H
68 #include "config.h"
69 #endif
70
71 #if IS_CYGWIN == 1
72 #include "windows.h"
73 #undef LOG_ERROR
74 #endif
75
76 /* project specific includes */
77 #include <jtag/interface.h>
78 #include <jtag/commands.h>
79 #include <helper/time_support.h>
80 #include "ublast_access.h"
81
82 /* system includes */
83 #include <string.h>
84 #include <stdlib.h>
85 #include <unistd.h>
86 #include <sys/time.h>
87 #include <time.h>
88
89 /* Size of USB endpoint max packet size, ie. 64 bytes */
90 #define MAX_PACKET_SIZE 64
91 /*
92  * Size of data buffer that holds bytes in byte-shift mode.
93  * This buffer can hold multiple USB packets aligned to
94  * MAX_PACKET_SIZE bytes boundaries.
95  * BUF_LEN must be grater than or equal MAX_PACKET_SIZE.
96  */
97 #define BUF_LEN 4096
98
99 /* USB-Blaster II specific command */
100 #define CMD_COPY_TDO_BUFFER     0x5F
101
102 enum gpio_steer {
103         FIXED_0 = 0,
104         FIXED_1,
105         SRST,
106         TRST,
107 };
108
109 struct ublast_info {
110         enum gpio_steer pin6;
111         enum gpio_steer pin8;
112         int tms;
113         int tdi;
114         bool trst_asserted;
115         bool srst_asserted;
116         uint8_t buf[BUF_LEN];
117         int bufidx;
118
119         char *lowlevel_name;
120         struct ublast_lowlevel *drv;
121         char *ublast_device_desc;
122         uint16_t ublast_vid, ublast_pid;
123         uint16_t ublast_vid_uninit, ublast_pid_uninit;
124         int flags;
125         char *firmware_path;
126 };
127
128 /*
129  * Global device control
130  */
131 static struct ublast_info info = {
132         .ublast_vid = 0x09fb, /* Altera */
133         .ublast_pid = 0x6001, /* USB-Blaster */
134         .lowlevel_name = NULL,
135         .srst_asserted = false,
136         .trst_asserted = false,
137         .pin6 = FIXED_1,
138         .pin8 = FIXED_1,
139 };
140
141 /*
142  * Available lowlevel drivers (FTDI, FTD2xx, ...)
143  */
144 struct drvs_map {
145         char *name;
146         struct ublast_lowlevel *(*drv_register)(void);
147 };
148
149 static struct drvs_map lowlevel_drivers_map[] = {
150 #if BUILD_USB_BLASTER
151         { .name = "ftdi", .drv_register = ublast_register_ftdi },
152 #endif
153 #if BUILD_USB_BLASTER_2
154         { .name = "ublast2", .drv_register = ublast2_register_libusb },
155 #endif
156         { NULL, NULL },
157 };
158
159 /*
160  * Access functions to lowlevel driver, agnostic of libftdi/libftdxx
161  */
162 static char *hexdump(uint8_t *buf, unsigned int size)
163 {
164         unsigned int i;
165         char *str = calloc(size * 2 + 1, 1);
166
167         for (i = 0; i < size; i++)
168                 sprintf(str + 2*i, "%02x", buf[i]);
169         return str;
170 }
171
172 static int ublast_buf_read(uint8_t *buf, unsigned size, uint32_t *bytes_read)
173 {
174         int ret = info.drv->read(info.drv, buf, size, bytes_read);
175         char *str = hexdump(buf, *bytes_read);
176
177         LOG_DEBUG_IO("(size=%d, buf=[%s]) -> %" PRIu32, size, str,
178                       *bytes_read);
179         free(str);
180         return ret;
181 }
182
183 static int ublast_buf_write(uint8_t *buf, int size, uint32_t *bytes_written)
184 {
185         int ret = info.drv->write(info.drv, buf, size, bytes_written);
186         char *str = hexdump(buf, *bytes_written);
187
188         LOG_DEBUG_IO("(size=%d, buf=[%s]) -> %" PRIu32, size, str,
189                       *bytes_written);
190         free(str);
191         return ret;
192 }
193
194 static int nb_buf_remaining(void)
195 {
196         return BUF_LEN - info.bufidx;
197 }
198
199 static void ublast_flush_buffer(void)
200 {
201         uint32_t retlen;
202         int nb = info.bufidx, ret = ERROR_OK;
203
204         while (ret == ERROR_OK && nb > 0) {
205                 ret = ublast_buf_write(info.buf, nb, &retlen);
206                 nb -= retlen;
207         }
208         info.bufidx = 0;
209 }
210
211 /*
212  * Actually, the USB-Blaster offers a byte-shift mode to transmit up to 504 data
213  * bits (bidirectional) in a single USB packet. A header byte has to be sent as
214  * the first byte in a packet with the following meaning:
215  *
216  *   Bit 7 (0x80): Must be set to indicate byte-shift mode.
217  *   Bit 6 (0x40): If set, the USB-Blaster will also read data, not just write.
218  *   Bit 5..0:     Define the number N of following bytes
219  *
220  * All N following bytes will then be clocked out serially on TDI. If Bit 6 was
221  * set, it will afterwards return N bytes with TDO data read while clocking out
222  * the TDI data. LSB of the first byte after the header byte will appear first
223  * on TDI.
224  */
225
226 /* Simple bit banging mode:
227  *
228  *   Bit 7 (0x80): Must be zero (see byte-shift mode above)
229  *   Bit 6 (0x40): If set, you will receive a byte indicating the state of TDO
230  *                 in return.
231  *   Bit 5 (0x20): Output Enable/LED.
232  *   Bit 4 (0x10): TDI Output.
233  *   Bit 3 (0x08): nCS Output (not used in JTAG mode).
234  *   Bit 2 (0x04): nCE Output (not used in JTAG mode).
235  *   Bit 1 (0x02): TMS Output.
236  *   Bit 0 (0x01): TCK Output.
237  *
238  * For transmitting a single data bit, you need to write two bytes (one for
239  * setting up TDI/TMS/TCK=0, and one to trigger TCK high with same TDI/TMS
240  * held). Up to 64 bytes can be combined in a single USB packet.
241  * It isn't possible to read a data without transmitting data.
242  */
243
244 #define TCK             (1 << 0)
245 #define TMS             (1 << 1)
246 #define NCE             (1 << 2)
247 #define NCS             (1 << 3)
248 #define TDI             (1 << 4)
249 #define LED             (1 << 5)
250 #define READ            (1 << 6)
251 #define SHMODE          (1 << 7)
252 #define READ_TDO        (1 << 0)
253
254 /**
255  * ublast_queue_byte - queue one 'bitbang mode' byte for USB Blaster
256  * @abyte: the byte to queue
257  *
258  * Queues one byte in 'bitbang mode' to the USB Blaster. The byte is not
259  * actually sent, but stored in a buffer. The write is performed once
260  * the buffer is filled, or if an explicit ublast_flush_buffer() is called.
261  */
262 static void ublast_queue_byte(uint8_t abyte)
263 {
264         if (nb_buf_remaining() < 1)
265                 ublast_flush_buffer();
266         info.buf[info.bufidx++] = abyte;
267         if (nb_buf_remaining() == 0)
268                 ublast_flush_buffer();
269         LOG_DEBUG_IO("(byte=0x%02x)", abyte);
270 }
271
272 /**
273  * ublast_compute_pin - compute if gpio should be asserted
274  * @steer: control (ie. TRST driven, SRST driven, of fixed)
275  *
276  * Returns pin value (1 means driven high, 0 mean driven low)
277  */
278 bool ublast_compute_pin(enum gpio_steer steer)
279 {
280         switch (steer) {
281         case FIXED_0:
282                 return 0;
283         case FIXED_1:
284                 return 1;
285         case SRST:
286                 return !info.srst_asserted;
287         case TRST:
288                 return !info.trst_asserted;
289         default:
290                 return 1;
291         }
292 }
293
294 /**
295  * ublast_build_out - build bitbang mode output byte
296  * @type: says if reading back TDO is required
297  *
298  * Returns the compute bitbang mode byte
299  */
300 static uint8_t ublast_build_out(enum scan_type type)
301 {
302         uint8_t abyte = 0;
303
304         abyte |= info.tms ? TMS : 0;
305         abyte |= ublast_compute_pin(info.pin6) ? NCE : 0;
306         abyte |= ublast_compute_pin(info.pin8) ? NCS : 0;
307         abyte |= info.tdi ? TDI : 0;
308         abyte |= LED;
309         if (type == SCAN_IN || type == SCAN_IO)
310                 abyte |= READ;
311         return abyte;
312 }
313
314 /**
315  * ublast_reset - reset the JTAG device is possible
316  * @trst: 1 if TRST is to be asserted
317  * @srst: 1 if SRST is to be asserted
318  */
319 static void ublast_reset(int trst, int srst)
320 {
321         uint8_t out_value;
322
323         info.trst_asserted = trst;
324         info.srst_asserted = srst;
325         out_value = ublast_build_out(SCAN_OUT);
326         ublast_queue_byte(out_value);
327         ublast_flush_buffer();
328 }
329
330 /**
331  * ublast_clock_tms - clock a TMS transition
332  * @tms: the TMS to be sent
333  *
334  * Triggers a TMS transition (ie. one JTAG TAP state move).
335  */
336 static void ublast_clock_tms(int tms)
337 {
338         uint8_t out;
339
340         LOG_DEBUG_IO("(tms=%d)", !!tms);
341         info.tms = !!tms;
342         info.tdi = 0;
343         out = ublast_build_out(SCAN_OUT);
344         ublast_queue_byte(out);
345         ublast_queue_byte(out | TCK);
346 }
347
348 /**
349  * ublast_idle_clock - put back TCK to low level
350  *
351  * See ublast_queue_tdi() comment for the usage of this function.
352  */
353 static void ublast_idle_clock(void)
354 {
355         uint8_t out = ublast_build_out(SCAN_OUT);
356
357         LOG_DEBUG_IO(".");
358         ublast_queue_byte(out);
359 }
360
361 /**
362  * ublast_clock_tdi - Output a TDI with bitbang mode
363  * @tdi: the TDI bit to be shifted out
364  * @type: scan type (ie. does a readback of TDO is required)
365  *
366  * Output a TDI bit and assert clock to push it into the JTAG device :
367  *  - writing out TCK=0, TMS=<old_state>=0, TDI=<tdi>
368  * - writing out TCK=1, TMS=<new_state>, TDI=<tdi> which triggers the JTAG
369  *    device acquiring the data.
370  *
371  * If a TDO is to be read back, the required read is requested (bitbang mode),
372  * and the USB Blaster will send back a byte with bit0 representing the TDO.
373  */
374 static void ublast_clock_tdi(int tdi, enum scan_type type)
375 {
376         uint8_t out;
377
378         LOG_DEBUG_IO("(tdi=%d)",  !!tdi);
379         info.tdi = !!tdi;
380
381         out = ublast_build_out(SCAN_OUT);
382         ublast_queue_byte(out);
383
384         out = ublast_build_out(type);
385         ublast_queue_byte(out | TCK);
386 }
387
388 /**
389  * ublast_clock_tdi_flip_tms - Output a TDI with bitbang mode, change JTAG state
390  * @tdi: the TDI bit to be shifted out
391  * @type: scan type (ie. does a readback of TDO is required)
392  *
393  * This function is the same as ublast_clock_tdi(), but it changes also the TMS
394  * while output the TDI. This should be the last TDI output of a TDI
395  * sequence, which will change state from :
396  *   - IRSHIFT -> IREXIT1
397  *   - or DRSHIFT -> DREXIT1
398  */
399 static void ublast_clock_tdi_flip_tms(int tdi, enum scan_type type)
400 {
401         uint8_t out;
402
403         LOG_DEBUG_IO("(tdi=%d)", !!tdi);
404         info.tdi = !!tdi;
405         info.tms = !info.tms;
406
407         out = ublast_build_out(SCAN_OUT);
408         ublast_queue_byte(out);
409
410         out = ublast_build_out(type);
411         ublast_queue_byte(out | TCK);
412
413         out = ublast_build_out(SCAN_OUT);
414         ublast_queue_byte(out);
415 }
416
417 /**
418  * ublast_queue_bytes - queue bytes for the USB Blaster
419  * @bytes: byte array
420  * @nb_bytes: number of bytes
421  *
422  * Queues bytes to be sent to the USB Blaster. The bytes are not
423  * actually sent, but stored in a buffer. The write is performed once
424  * the buffer is filled, or if an explicit ublast_flush_buffer() is called.
425  */
426 static void ublast_queue_bytes(uint8_t *bytes, int nb_bytes)
427 {
428         if (info.bufidx + nb_bytes > BUF_LEN) {
429                 LOG_ERROR("buggy code, should never queue more that %d bytes",
430                           info.bufidx + nb_bytes);
431                 exit(-1);
432         }
433         LOG_DEBUG_IO("(nb_bytes=%d, bytes=[0x%02x, ...])", nb_bytes,
434                       bytes ? bytes[0] : 0);
435         if (bytes)
436                 memcpy(&info.buf[info.bufidx], bytes, nb_bytes);
437         else
438                 memset(&info.buf[info.bufidx], 0, nb_bytes);
439         info.bufidx += nb_bytes;
440         if (nb_buf_remaining() == 0)
441                 ublast_flush_buffer();
442 }
443
444 /**
445  * ublast_tms_seq - write a TMS sequence transition to JTAG
446  * @bits: TMS bits to be written (bit0, bit1 .. bitN)
447  * @nb_bits: number of TMS bits (between 1 and 8)
448  * @skip: number of TMS bits to skip at the beginning of the series
449  *
450  * Write a series of TMS transitions, where each transition consists in :
451  *  - writing out TCK=0, TMS=<new_state>, TDI=<???>
452  *  - writing out TCK=1, TMS=<new_state>, TDI=<???> which triggers the transition
453  * The function ensures that at the end of the sequence, the clock (TCK) is put
454  * low.
455  */
456 static void ublast_tms_seq(const uint8_t *bits, int nb_bits, int skip)
457 {
458         int i;
459
460         LOG_DEBUG_IO("(bits=%02x..., nb_bits=%d)", bits[0], nb_bits);
461         for (i = skip; i < nb_bits; i++)
462                 ublast_clock_tms((bits[i / 8] >> (i % 8)) & 0x01);
463         ublast_idle_clock();
464 }
465
466 /**
467  * ublast_tms - write a tms command
468  * @cmd: tms command
469  */
470 static void ublast_tms(struct tms_command *cmd)
471 {
472         LOG_DEBUG_IO("(num_bits=%d)", cmd->num_bits);
473         ublast_tms_seq(cmd->bits, cmd->num_bits, 0);
474 }
475
476 /**
477  * ublast_path_move - write a TMS sequence transition to JTAG
478  * @cmd: path transition
479  *
480  * Write a series of TMS transitions, where each transition consists in :
481  *  - writing out TCK=0, TMS=<new_state>, TDI=<???>
482  *  - writing out TCK=1, TMS=<new_state>, TDI=<???> which triggers the transition
483  * The function ensures that at the end of the sequence, the clock (TCK) is put
484  * low.
485  */
486 static void ublast_path_move(struct pathmove_command *cmd)
487 {
488         int i;
489
490         LOG_DEBUG_IO("(num_states=%d, last_state=%d)",
491                   cmd->num_states, cmd->path[cmd->num_states - 1]);
492         for (i = 0; i < cmd->num_states; i++) {
493                 if (tap_state_transition(tap_get_state(), false) == cmd->path[i])
494                         ublast_clock_tms(0);
495                 if (tap_state_transition(tap_get_state(), true) == cmd->path[i])
496                         ublast_clock_tms(1);
497                 tap_set_state(cmd->path[i]);
498         }
499         ublast_idle_clock();
500 }
501
502 /**
503  * ublast_state_move - move JTAG state to the target state
504  * @state: the target state
505  * @skip: number of bits to skip at the beginning of the path
506  *
507  * Input the correct TMS sequence to the JTAG TAP so that we end up in the
508  * target state. This assumes the current state (tap_get_state()) is correct.
509  */
510 static void ublast_state_move(tap_state_t state, int skip)
511 {
512         uint8_t tms_scan;
513         int tms_len;
514
515         LOG_DEBUG_IO("(from %s to %s)", tap_state_name(tap_get_state()),
516                   tap_state_name(state));
517         if (tap_get_state() == state)
518                 return;
519         tms_scan = tap_get_tms_path(tap_get_state(), state);
520         tms_len = tap_get_tms_path_len(tap_get_state(), state);
521         ublast_tms_seq(&tms_scan, tms_len, skip);
522         tap_set_state(state);
523 }
524
525 /**
526  * ublast_read_byteshifted_tdos - read TDO of byteshift writes
527  * @buf: the buffer to store the bits
528  * @nb_bits: the number of bits
529  *
530  * Reads back from USB Blaster TDO bits, triggered by a 'byteshift write', ie. eight
531  * bits per received byte from USB interface, and store them in buffer.
532  *
533  * As the USB blaster stores the TDO bits in LSB (ie. first bit in (byte0,
534  * bit0), second bit in (byte0, bit1), ...), which is what we want to return,
535  * simply read bytes from USB interface and store them.
536  *
537  * Returns ERROR_OK if OK, ERROR_xxx if a read error occurred
538  */
539 static int ublast_read_byteshifted_tdos(uint8_t *buf, int nb_bytes)
540 {
541         uint32_t retlen;
542         int ret = ERROR_OK;
543
544         LOG_DEBUG_IO("%s(buf=%p, num_bits=%d)", __func__, buf, nb_bytes * 8);
545         ublast_flush_buffer();
546         while (ret == ERROR_OK && nb_bytes > 0) {
547                 ret = ublast_buf_read(buf, nb_bytes, &retlen);
548                 nb_bytes -= retlen;
549         }
550         return ret;
551 }
552
553 /**
554  * ublast_read_bitbang_tdos - read TDO of bitbang writes
555  * @buf: the buffer to store the bits
556  * @nb_bits: the number of bits
557  *
558  * Reads back from USB Blaster TDO bits, triggered by a 'bitbang write', ie. one
559  * bit per received byte from USB interface, and store them in buffer, where :
560  *  - first bit is stored in byte0, bit0 (LSB)
561  *  - second bit is stored in byte0, bit 1
562  *  ...
563  *  - eight bit is sotred in byte0, bit 7
564  *  - ninth bit is sotred in byte1, bit 0
565  *  - etc ...
566  *
567  * Returns ERROR_OK if OK, ERROR_xxx if a read error occurred
568  */
569 static int ublast_read_bitbang_tdos(uint8_t *buf, int nb_bits)
570 {
571         int nb1 = nb_bits;
572         int i, ret = ERROR_OK;
573         uint32_t retlen;
574         uint8_t tmp[8];
575
576         LOG_DEBUG_IO("%s(buf=%p, num_bits=%d)", __func__, buf, nb_bits);
577
578         /*
579          * Ensure all previous bitbang writes were issued to the dongle, so that
580          * it returns back the read values.
581          */
582         ublast_flush_buffer();
583
584         ret = ublast_buf_read(tmp, nb1, &retlen);
585         for (i = 0; ret == ERROR_OK && i < nb1; i++)
586                 if (tmp[i] & READ_TDO)
587                         *buf |= (1 << i);
588                 else
589                         *buf &= ~(1 << i);
590         return ret;
591 }
592
593 /**
594  * ublast_queue_tdi - short description
595  * @bits: bits to be queued on TDI (or NULL if 0 are to be queued)
596  * @nb_bits: number of bits
597  * @scan: scan type (ie. if TDO read back is required or not)
598  *
599  * Outputs a series of TDI bits on TDI.
600  * As a side effect, the last TDI bit is sent along a TMS=1, and triggers a JTAG
601  * TAP state shift if input bits were non NULL.
602  *
603  * In order to not saturate the USB Blaster queues, this method reads back TDO
604  * if the scan type requests it, and stores them back in bits.
605  *
606  * As a side note, the state of TCK when entering this function *must* be
607  * low. This is because byteshift mode outputs TDI on rising TCK and reads TDO
608  * on falling TCK if and only if TCK is low before queuing byteshift mode bytes.
609  * If TCK was high, the USB blaster will queue TDI on falling edge, and read TDO
610  * on rising edge !!!
611  */
612 static void ublast_queue_tdi(uint8_t *bits, int nb_bits, enum scan_type scan)
613 {
614         int nb8 = nb_bits / 8;
615         int nb1 = nb_bits % 8;
616         int nbfree_in_packet, i, trans = 0, read_tdos;
617         uint8_t *tdos = calloc(1, nb_bits / 8 + 1);
618         static uint8_t byte0[BUF_LEN];
619
620         /*
621          * As the last TDI bit should always be output in bitbang mode in order
622          * to activate the TMS=1 transition to EXIT_?R state. Therefore a
623          * situation where nb_bits is a multiple of 8 is handled as follows:
624          * - the number of TDI shifted out in "byteshift mode" is 8 less than
625          *   nb_bits
626          * - nb1 = 8
627          * This ensures that nb1 is never 0, and allows the TMS transition.
628          */
629         if (nb8 > 0 && nb1 == 0) {
630                 nb8--;
631                 nb1 = 8;
632         }
633
634         read_tdos = (scan == SCAN_IN || scan == SCAN_IO);
635         for (i = 0; i < nb8; i += trans) {
636                 /*
637                  * Calculate number of bytes to fill USB packet of size MAX_PACKET_SIZE
638                  */
639                 nbfree_in_packet = (MAX_PACKET_SIZE - (info.bufidx%MAX_PACKET_SIZE));
640                 trans = MIN(nbfree_in_packet - 1, nb8 - i);
641
642                 /*
643                  * Queue a byte-shift mode transmission, with as many bytes as
644                  * is possible with regard to :
645                  *  - current filling level of write buffer
646                  *  - remaining bytes to write in byte-shift mode
647                  */
648                 if (read_tdos)
649                         ublast_queue_byte(SHMODE | READ | trans);
650                 else
651                         ublast_queue_byte(SHMODE | trans);
652                 if (bits)
653                         ublast_queue_bytes(&bits[i], trans);
654                 else
655                         ublast_queue_bytes(byte0, trans);
656                 if (read_tdos) {
657                         if (info.flags & COPY_TDO_BUFFER)
658                                 ublast_queue_byte(CMD_COPY_TDO_BUFFER);
659                         ublast_read_byteshifted_tdos(&tdos[i], trans);
660                 }
661         }
662
663         /*
664          * Queue the remaining TDI bits in bitbang mode.
665          */
666         for (i = 0; i < nb1; i++) {
667                 int tdi = bits ? bits[nb8 + i / 8] & (1 << i) : 0;
668                 if (bits && i == nb1 - 1)
669                         ublast_clock_tdi_flip_tms(tdi, scan);
670                 else
671                         ublast_clock_tdi(tdi, scan);
672         }
673         if (nb1 && read_tdos) {
674                 if (info.flags & COPY_TDO_BUFFER)
675                         ublast_queue_byte(CMD_COPY_TDO_BUFFER);
676                 ublast_read_bitbang_tdos(&tdos[nb8], nb1);
677         }
678
679         if (bits)
680                 memcpy(bits, tdos, DIV_ROUND_UP(nb_bits, 8));
681         free(tdos);
682
683         /*
684          * Ensure clock is in lower state
685          */
686         ublast_idle_clock();
687 }
688
689 static void ublast_runtest(int cycles, tap_state_t state)
690 {
691         LOG_DEBUG_IO("%s(cycles=%i, end_state=%d)", __func__, cycles, state);
692
693         ublast_state_move(TAP_IDLE, 0);
694         ublast_queue_tdi(NULL, cycles, SCAN_OUT);
695         ublast_state_move(state, 0);
696 }
697
698 static void ublast_stableclocks(int cycles)
699 {
700         LOG_DEBUG_IO("%s(cycles=%i)", __func__, cycles);
701         ublast_queue_tdi(NULL, cycles, SCAN_OUT);
702 }
703
704 /**
705  * ublast_scan - launches a DR-scan or IR-scan
706  * @cmd: the command to launch
707  *
708  * Launch a JTAG IR-scan or DR-scan
709  *
710  * Returns ERROR_OK if OK, ERROR_xxx if a read/write error occurred.
711  */
712 static int ublast_scan(struct scan_command *cmd)
713 {
714         int scan_bits;
715         uint8_t *buf = NULL;
716         enum scan_type type;
717         int ret = ERROR_OK;
718         static const char * const type2str[] = { "", "SCAN_IN", "SCAN_OUT", "SCAN_IO" };
719         char *log_buf = NULL;
720
721         type = jtag_scan_type(cmd);
722         scan_bits = jtag_build_buffer(cmd, &buf);
723
724         if (cmd->ir_scan)
725                 ublast_state_move(TAP_IRSHIFT, 0);
726         else
727                 ublast_state_move(TAP_DRSHIFT, 0);
728
729         log_buf = hexdump(buf, DIV_ROUND_UP(scan_bits, 8));
730         LOG_DEBUG_IO("%s(scan=%s, type=%s, bits=%d, buf=[%s], end_state=%d)", __func__,
731                   cmd->ir_scan ? "IRSCAN" : "DRSCAN",
732                   type2str[type],
733                   scan_bits, log_buf, cmd->end_state);
734         free(log_buf);
735
736         ublast_queue_tdi(buf, scan_bits, type);
737
738         ret = jtag_read_buffer(buf, cmd);
739         if (buf)
740                 free(buf);
741         /*
742          * ublast_queue_tdi sends the last bit with TMS=1. We are therefore
743          * already in Exit1-DR/IR and have to skip the first step on our way
744          * to end_state.
745          */
746         ublast_state_move(cmd->end_state, 1);
747         return ret;
748 }
749
750 static void ublast_usleep(int us)
751 {
752         LOG_DEBUG_IO("%s(us=%d)",  __func__, us);
753         jtag_sleep(us);
754 }
755
756 static void ublast_initial_wipeout(void)
757 {
758         static uint8_t tms_reset = 0xff;
759         uint8_t out_value;
760         uint32_t retlen;
761         int i;
762
763         out_value = ublast_build_out(SCAN_OUT);
764         for (i = 0; i < BUF_LEN; i++)
765                 info.buf[i] = out_value | ((i % 2) ? TCK : 0);
766
767         /*
768          * Flush USB-Blaster queue fifos
769          *  - empty the write FIFO (128 bytes)
770          *  - empty the read FIFO (384 bytes)
771          */
772         ublast_buf_write(info.buf, BUF_LEN, &retlen);
773         /*
774          * Put JTAG in RESET state (five 1 on TMS)
775          */
776         ublast_tms_seq(&tms_reset, 5, 0);
777         tap_set_state(TAP_RESET);
778 }
779
780 static int ublast_execute_queue(void)
781 {
782         struct jtag_command *cmd;
783         static int first_call = 1;
784         int ret = ERROR_OK;
785
786         if (first_call) {
787                 first_call--;
788                 ublast_initial_wipeout();
789         }
790
791         for (cmd = jtag_command_queue; ret == ERROR_OK && cmd != NULL;
792              cmd = cmd->next) {
793                 switch (cmd->type) {
794                 case JTAG_RESET:
795                         ublast_reset(cmd->cmd.reset->trst, cmd->cmd.reset->srst);
796                         break;
797                 case JTAG_RUNTEST:
798                         ublast_runtest(cmd->cmd.runtest->num_cycles,
799                                        cmd->cmd.runtest->end_state);
800                         break;
801                 case JTAG_STABLECLOCKS:
802                         ublast_stableclocks(cmd->cmd.stableclocks->num_cycles);
803                         break;
804                 case JTAG_TLR_RESET:
805                         ublast_state_move(cmd->cmd.statemove->end_state, 0);
806                         break;
807                 case JTAG_PATHMOVE:
808                         ublast_path_move(cmd->cmd.pathmove);
809                         break;
810                 case JTAG_TMS:
811                         ublast_tms(cmd->cmd.tms);
812                         break;
813                 case JTAG_SLEEP:
814                         ublast_usleep(cmd->cmd.sleep->us);
815                         break;
816                 case JTAG_SCAN:
817                         ret = ublast_scan(cmd->cmd.scan);
818                         break;
819                 default:
820                         LOG_ERROR("BUG: unknown JTAG command type 0x%X",
821                                   cmd->type);
822                         ret = ERROR_FAIL;
823                         break;
824                 }
825         }
826
827         ublast_flush_buffer();
828         return ret;
829 }
830
831 /**
832  * ublast_init - Initialize the Altera device
833  *
834  * Initialize the device :
835  *  - open the USB device
836  *  - pretend it's initialized while actual init is delayed until first jtag command
837  *
838  * Returns ERROR_OK if USB device found, error if not.
839  */
840 static int ublast_init(void)
841 {
842         int ret, i;
843
844         for (i = 0; lowlevel_drivers_map[i].name; i++) {
845                 if (info.lowlevel_name) {
846                         if (!strcmp(lowlevel_drivers_map[i].name, info.lowlevel_name)) {
847                                 info.drv = lowlevel_drivers_map[i].drv_register();
848                                 if (!info.drv) {
849                                         LOG_ERROR("Error registering lowlevel driver \"%s\"",
850                                                   info.lowlevel_name);
851                                         return ERROR_JTAG_DEVICE_ERROR;
852                                 }
853                                 break;
854                         }
855                 } else {
856                         info.drv = lowlevel_drivers_map[i].drv_register();
857                         if (info.drv) {
858                                 info.lowlevel_name = strdup(lowlevel_drivers_map[i].name);
859                                 LOG_INFO("No lowlevel driver configured, using %s", info.lowlevel_name);
860                                 break;
861                         }
862                 }
863         }
864
865         if (!info.drv) {
866                 LOG_ERROR("No lowlevel driver available");
867                 return ERROR_JTAG_DEVICE_ERROR;
868         }
869
870         /*
871          * Register the lowlevel driver
872          */
873         info.drv->ublast_vid = info.ublast_vid;
874         info.drv->ublast_pid = info.ublast_pid;
875         info.drv->ublast_vid_uninit = info.ublast_vid_uninit;
876         info.drv->ublast_pid_uninit = info.ublast_pid_uninit;
877         info.drv->ublast_device_desc = info.ublast_device_desc;
878         info.drv->firmware_path = info.firmware_path;
879
880         info.flags |= info.drv->flags;
881
882         ret = info.drv->open(info.drv);
883
884         /*
885          * Let lie here : the TAP is in an unknown state, but the first
886          * execute_queue() will trigger a ublast_initial_wipeout(), which will
887          * put the TAP in RESET.
888          */
889         tap_set_state(TAP_RESET);
890         return ret;
891 }
892
893 /**
894  * ublast_quit - Release the Altera device
895  *
896  * Releases the device :
897  *   - put the device pins in 'high impedance' mode
898  *   - close the USB device
899  *
900  * Returns always ERROR_OK
901  */
902 static int ublast_quit(void)
903 {
904         uint8_t byte0 = 0;
905         uint32_t retlen;
906
907         ublast_buf_write(&byte0, 1, &retlen);
908         return info.drv->close(info.drv);
909 }
910
911 COMMAND_HANDLER(ublast_handle_device_desc_command)
912 {
913         if (CMD_ARGC != 1)
914                 return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
915
916         info.ublast_device_desc = strdup(CMD_ARGV[0]);
917
918         return ERROR_OK;
919 }
920
921 COMMAND_HANDLER(ublast_handle_vid_pid_command)
922 {
923         if (CMD_ARGC > 4) {
924                 LOG_WARNING("ignoring extra IDs in ublast_vid_pid "
925                                         "(maximum is 2 pairs)");
926                 CMD_ARGC = 4;
927         }
928
929         if (CMD_ARGC >= 2) {
930                 COMMAND_PARSE_NUMBER(u16, CMD_ARGV[0], info.ublast_vid);
931                 COMMAND_PARSE_NUMBER(u16, CMD_ARGV[1], info.ublast_pid);
932         } else {
933                 LOG_WARNING("incomplete ublast_vid_pid configuration");
934         }
935
936         if (CMD_ARGC == 4) {
937                 COMMAND_PARSE_NUMBER(u16, CMD_ARGV[2], info.ublast_vid_uninit);
938                 COMMAND_PARSE_NUMBER(u16, CMD_ARGV[3], info.ublast_pid_uninit);
939         } else {
940                 LOG_WARNING("incomplete ublast_vid_pid configuration");
941         }
942
943         return ERROR_OK;
944 }
945
946 COMMAND_HANDLER(ublast_handle_pin_command)
947 {
948         uint8_t out_value;
949         const char * const pin_name = CMD_ARGV[0];
950         enum gpio_steer *steer = NULL;
951         static const char * const pin_val_str[] = {
952                 [FIXED_0] = "0",
953                 [FIXED_1] = "1",
954                 [SRST] = "SRST driven",
955                 [TRST] = "TRST driven",
956         };
957
958         if (CMD_ARGC > 2) {
959                 LOG_ERROR("%s takes exactly one or two arguments", CMD_NAME);
960                 return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
961         }
962
963         if (!strcmp(pin_name, "pin6"))
964                 steer = &info.pin6;
965         if (!strcmp(pin_name, "pin8"))
966                 steer = &info.pin8;
967         if (!steer) {
968                 LOG_ERROR("%s: pin name must be \"pin6\" or \"pin8\"",
969                           CMD_NAME);
970                 return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
971         }
972
973         if (CMD_ARGC == 1) {
974                 LOG_INFO("%s: %s is set as %s\n", CMD_NAME, pin_name,
975                          pin_val_str[*steer]);
976         }
977
978         if (CMD_ARGC == 2) {
979                 const char * const pin_value = CMD_ARGV[1];
980                 char val = pin_value[0];
981
982                 if (strlen(pin_value) > 1)
983                         val = '?';
984                 switch (tolower((unsigned char)val)) {
985                 case '0':
986                         *steer = FIXED_0;
987                         break;
988                 case '1':
989                         *steer = FIXED_1;
990                         break;
991                 case 't':
992                         *steer = TRST;
993                         break;
994                 case 's':
995                         *steer = SRST;
996                         break;
997                 default:
998                         LOG_ERROR("%s: pin value must be 0, 1, s (SRST) or t (TRST)",
999                                 pin_value);
1000                         return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
1001                 }
1002
1003                 if (info.drv) {
1004                         out_value = ublast_build_out(SCAN_OUT);
1005                         ublast_queue_byte(out_value);
1006                         ublast_flush_buffer();
1007                 }
1008         }
1009         return ERROR_OK;
1010 }
1011
1012 COMMAND_HANDLER(ublast_handle_lowlevel_drv_command)
1013 {
1014         if (CMD_ARGC != 1)
1015                 return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
1016
1017         info.lowlevel_name = strdup(CMD_ARGV[0]);
1018
1019         return ERROR_OK;
1020 }
1021
1022 COMMAND_HANDLER(ublast_firmware_command)
1023 {
1024         if (CMD_ARGC != 1)
1025                 return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
1026
1027         info.firmware_path = strdup(CMD_ARGV[0]);
1028
1029         return ERROR_OK;
1030 }
1031
1032
1033 static const struct command_registration ublast_command_handlers[] = {
1034         {
1035                 .name = "usb_blaster_device_desc",
1036                 .handler = ublast_handle_device_desc_command,
1037                 .mode = COMMAND_CONFIG,
1038                 .help = "set the USB device description of the USB-Blaster",
1039                 .usage = "description-string",
1040         },
1041         {
1042                 .name = "usb_blaster_vid_pid",
1043                 .handler = ublast_handle_vid_pid_command,
1044                 .mode = COMMAND_CONFIG,
1045                 .help = "the vendor ID and product ID of the USB-Blaster and "
1046                         "vendor ID and product ID of the uninitialized device "
1047                         "for USB-Blaster II",
1048                 .usage = "vid pid vid_uninit pid_uninit",
1049         },
1050         {
1051                 .name = "usb_blaster_lowlevel_driver",
1052                 .handler = ublast_handle_lowlevel_drv_command,
1053                 .mode = COMMAND_CONFIG,
1054                 .help = "set the lowlevel access for the USB Blaster (ftdi, ublast2)",
1055                 .usage = "(ftdi|ublast2)",
1056         },
1057         {
1058                 .name = "usb_blaster_pin",
1059                 .handler = ublast_handle_pin_command,
1060                 .mode = COMMAND_ANY,
1061                 .help = "show or set pin state for the unused GPIO pins",
1062                 .usage = "(pin6|pin8) (0|1|s|t)",
1063         },
1064                 {
1065                 .name = "usb_blaster_firmware",
1066                 .handler = &ublast_firmware_command,
1067                 .mode = COMMAND_CONFIG,
1068                 .help = "configure the USB-Blaster II firmware location",
1069                 .usage = "path/to/blaster_xxxx.hex",
1070         },
1071         COMMAND_REGISTRATION_DONE
1072 };
1073
1074 static struct jtag_interface usb_blaster_interface = {
1075         .supported = DEBUG_CAP_TMS_SEQ,
1076         .execute_queue = ublast_execute_queue,
1077 };
1078
1079 struct adapter_driver usb_blaster_adapter_driver = {
1080         .name = "usb_blaster",
1081         .transports = jtag_only,
1082         .commands = ublast_command_handlers,
1083
1084         .init = ublast_init,
1085         .quit = ublast_quit,
1086
1087         .jtag_ops = &usb_blaster_interface,
1088 };