jtag/hla, jtag/stlink: switch to command 'adapter serial'
[fw/openocd] / src / jtag / interface.h
1 /***************************************************************************
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3  *   Dominic.Rath@gmx.de                                                   *
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19  *   GNU General Public License for more details.                          *
20  *                                                                         *
21  *   You should have received a copy of the GNU General Public License     *
22  *   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>. *
23  ***************************************************************************/
24
25 #ifndef OPENOCD_JTAG_INTERFACE_H
26 #define OPENOCD_JTAG_INTERFACE_H
27
28 #include <jtag/jtag.h>
29 #include <jtag/swim.h>
30 #include <target/arm_tpiu_swo.h>
31
32 /* @file
33  * The "Cable Helper API" is what the cable drivers can use to help
34  * implement their "Cable API".  So a Cable Helper API is a set of
35  * helper functions used by cable drivers, and this is different from a
36  * Cable API.  A "Cable API" is what higher level code used to talk to a
37  * cable.
38  */
39
40
41 /** implementation of wrapper function tap_set_state() */
42 void tap_set_state_impl(tap_state_t new_state);
43
44 /**
45  * This function sets the state of a "state follower" which tracks the
46  * state of the TAPs connected to the cable.  The state follower is
47  * hopefully always in the same state as the actual TAPs in the jtag
48  * chain, and will be so if there are no bugs in the tracking logic
49  * within that cable driver.
50  *
51  * All the cable drivers call this function to indicate the state they
52  * think the TAPs attached to their cables are in.  Because this
53  * function can also log transitions, it will be helpful to call this
54  * function with every transition that the TAPs being manipulated are
55  * expected to traverse, not just end points of a multi-step state path.
56  *
57  * @param new_state The state we think the TAPs are currently in (or
58  * are about to enter).
59  */
60 #define tap_set_state(new_state) \
61         do { \
62                 LOG_DEBUG_IO("tap_set_state(%s)", tap_state_name(new_state)); \
63                 tap_set_state_impl(new_state); \
64         } while (0)
65
66 /**
67  * This function gets the state of the "state follower" which tracks the
68  * state of the TAPs connected to the cable. @see tap_set_state @return
69  * tap_state_t The state the TAPs are in now.
70  */
71 tap_state_t tap_get_state(void);
72
73 /**
74  * This function sets the state of an "end state follower" which tracks
75  * the state that any cable driver thinks will be the end (resultant)
76  * state of the current TAP SIR or SDR operation.
77  *
78  * At completion of that TAP operation this value is copied into the
79  * state follower via tap_set_state().
80  *
81  * @param new_end_state The state the TAPs should enter at completion of
82  * a pending TAP operation.
83  */
84 void tap_set_end_state(tap_state_t new_end_state);
85
86 /**
87  * For more information, @see tap_set_end_state
88  * @return tap_state_t - The state the TAPs should be in at completion of the current TAP operation.
89  */
90 tap_state_t tap_get_end_state(void);
91
92 /**
93  * This function provides a "bit sequence" indicating what has to be
94  * done with TMS during a sequence of seven TAP clock cycles in order to
95  * get from state \a "from" to state \a "to".
96  *
97  * The length of the sequence must be determined with a parallel call to
98  * tap_get_tms_path_len().
99  *
100  * @param from The starting state.
101  * @param to The desired final state.
102  * @return int The required TMS bit sequence, with the first bit in the
103  * sequence at bit 0.
104  */
105 int tap_get_tms_path(tap_state_t from, tap_state_t to);
106
107 /**
108  * Function int tap_get_tms_path_len
109  * returns the total number of bits that represents a TMS path
110  * transition as given by the function tap_get_tms_path().
111  *
112  * For at least one interface (JLink) it's not OK to simply "pad" TMS
113  * sequences to fit a whole byte.  (I suspect this is a general TAP
114  * problem within OOCD.) Padding TMS causes all manner of instability
115  * that's not easily discovered.  Using this routine we can apply
116  * EXACTLY the state transitions required to make something work - no
117  * more - no less.
118  *
119  * @param from is the starting state
120  * @param to is the resultant or final state
121  * @return int - the total number of bits in a transition.
122  */
123 int tap_get_tms_path_len(tap_state_t from, tap_state_t to);
124
125
126 /**
127  * Function tap_move_ndx
128  * when given a stable state, returns an index from 0-5.  The index corresponds to a
129  * sequence of stable states which are given in this order: <p>
130  * { TAP_RESET, TAP_IDLE, TAP_DRSHIFT, TAP_DRPAUSE, TAP_IRSHIFT, TAP_IRPAUSE }
131  * <p>
132  * This sequence corresponds to look up tables which are used in some of the
133  * cable drivers.
134  * @param astate is the stable state to find in the sequence.  If a non stable
135  *  state is passed, this may cause the program to output an error message
136  *  and terminate.
137  * @return int - the array (or sequence) index as described above
138  */
139 int tap_move_ndx(tap_state_t astate);
140
141 /**
142  * Function tap_is_state_stable
143  * returns true if the \a astate is stable.
144  */
145 bool tap_is_state_stable(tap_state_t astate);
146
147 /**
148  * Function tap_state_transition
149  * takes a current TAP state and returns the next state according to the tms value.
150  * @param current_state is the state of a TAP currently.
151  * @param tms is either zero or non-zero, just like a real TMS line in a jtag interface.
152  * @return tap_state_t - the next state a TAP would enter.
153  */
154 tap_state_t tap_state_transition(tap_state_t current_state, bool tms);
155
156 /** Allow switching between old and new TMS tables. @see tap_get_tms_path */
157 void tap_use_new_tms_table(bool use_new);
158 /** @returns True if new TMS table is active; false otherwise. */
159 bool tap_uses_new_tms_table(void);
160
161
162 /**
163  * @brief Prints verbose TAP state transitions for the given TMS/TDI buffers.
164  * @param tms_buf must points to a buffer containing the TMS bitstream.
165  * @param tdi_buf must points to a buffer containing the TDI bitstream.
166  * @param tap_len must specify the length of the TMS/TDI bitstreams.
167  * @param start_tap_state must specify the current TAP state.
168  * @returns the final TAP state; pass as @a start_tap_state in following call.
169  */
170 static inline tap_state_t jtag_debug_state_machine(const void *tms_buf,
171                 const void *tdi_buf, unsigned tap_len, tap_state_t start_tap_state)
172 {
173         /* Private declaration */
174         tap_state_t jtag_debug_state_machine_(const void *tms_buf, const void *tdi_buf,
175                         unsigned tap_len, tap_state_t start_tap_state);
176
177         if (LOG_LEVEL_IS(LOG_LVL_DEBUG_IO))
178                 return jtag_debug_state_machine_(tms_buf, tdi_buf, tap_len, start_tap_state);
179         else
180                 return start_tap_state;
181 }
182
183 /**
184  * Represents a driver for a debugging interface.
185  *
186  * @todo Rename; perhaps "debug_driver".  This isn't an interface,
187  * it's a driver!  Also, not all drivers support JTAG.
188  *
189  * @todo We need a per-instance structure too, and changes to pass
190  * that structure to the driver.  Instances can for example be in
191  * either SWD or JTAG modes.  This will help remove globals, and
192  * eventually to cope with systems which have more than one such
193  * debugging interface.
194  */
195 struct jtag_interface {
196         /**
197          * Bit vector listing capabilities exposed by this driver.
198          */
199         unsigned supported;
200 #define DEBUG_CAP_TMS_SEQ       (1 << 0)
201
202         /**
203          * Execute queued commands.
204          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
205          */
206         int (*execute_queue)(void);
207 };
208
209 /**
210  * Represents a driver for a debugging interface
211  *
212  * @todo We need a per-instance structure too, and changes to pass
213  * that structure to the driver.  Instances can for example be in
214  * either SWD or JTAG modes.  This will help remove globals, and
215  * eventually to cope with systems which have more than one such
216  * debugging interface.
217  */
218 struct adapter_driver {
219         /** The name of the interface driver. */
220         const char * const name;
221
222         /** transports supported in C code (NULL terminated vector) */
223         const char * const *transports;
224
225         /**
226          * The interface driver may register additional commands to expose
227          * additional features not covered by the standard command set.
228          */
229         const struct command_registration *commands;
230
231         /**
232          * Interface driver must initialize any resources and connect to a
233          * JTAG device.
234          *
235          * quit() is invoked if and only if init() succeeds. quit() is always
236          * invoked if init() succeeds. Same as malloc() + free(). Always
237          * invoke free() if malloc() succeeds and do not invoke free()
238          * otherwise.
239          *
240          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
241          */
242         int (*init)(void);
243
244         /**
245          * Interface driver must tear down all resources and disconnect from
246          * the JTAG device.
247          *
248          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
249          */
250         int (*quit)(void);
251
252         /**
253          * Control (assert/deassert) the signals SRST and TRST on the interface.
254          * This function is synchronous and should be called after the adapter
255          * queue has been properly flushed.
256          * This function is optional.
257          * Adapters that don't support resets can either not define this function
258          * or return an error code.
259          * Adapters that don't support one of the two reset should ignore the
260          * request to assert the missing signal and eventually log an error.
261          *
262          * @param srst 1 to assert SRST, 0 to deassert SRST.
263          * @param trst 1 to assert TRST, 0 to deassert TRST.
264          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
265          */
266         int (*reset)(int srst, int trst);
267
268         /**
269          * Set the interface speed.
270          * @param speed The new interface speed setting.
271          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
272          */
273         int (*speed)(int speed);
274
275         /**
276          * Returns JTAG maximum speed for KHz. 0 = RTCK. The function returns
277          *  a failure if it can't support the KHz/RTCK.
278          *
279          *  WARNING!!!! if RTCK is *slow* then think carefully about
280          *  whether you actually want to support this in the driver.
281          *  Many target scripts are written to handle the absence of RTCK
282          *  and use a fallback kHz TCK.
283          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
284          */
285         int (*khz)(int khz, int *jtag_speed);
286
287         /**
288          * Calculate the clock frequency (in KHz) for the given @a speed.
289          * @param speed The desired interface speed setting.
290          * @param khz On return, contains the speed in KHz (0 for RTCK).
291          * @returns ERROR_OK on success, or an error code if the
292          * interface cannot support the specified speed (KHz or RTCK).
293          */
294         int (*speed_div)(int speed, int *khz);
295
296         /**
297          * Read and clear the power dropout flag. Note that a power dropout
298          * can be transitionary, easily much less than a ms.
299          *
300          * To find out if the power is *currently* on, one must invoke this
301          * method twice.  Once to clear the power dropout flag and a second
302          * time to read the current state.  The default implementation
303          * never reports power dropouts.
304          *
305          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
306          */
307         int (*power_dropout)(int *power_dropout);
308
309         /**
310          * Read and clear the srst asserted detection flag.
311          *
312          * Like power_dropout this does *not* read the current
313          * state.  SRST assertion is transitionary and may be much
314          * less than 1ms, so the interface driver must watch for these
315          * events until this routine is called.
316          *
317          * @param srst_asserted On return, indicates whether SRST has
318          * been asserted.
319          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
320          */
321         int (*srst_asserted)(int *srst_asserted);
322
323         /**
324          * Configure trace parameters for the adapter
325          *
326          * @param enabled Whether to enable trace
327          * @param pin_protocol Configured pin protocol
328          * @param port_size Trace port width for sync mode
329          * @param trace_freq A pointer to the configured trace
330          * frequency; if it points to 0, the adapter driver must write
331          * its maximum supported rate there
332          * @param traceclkin_freq TRACECLKIN frequency provided to the TPIU in Hz
333          * @param prescaler Pointer to the SWO prescaler calculated by the
334          * adapter
335          * @returns ERROR_OK on success, an error code on failure.
336          */
337         int (*config_trace)(bool enabled, enum tpiu_pin_protocol pin_protocol,
338                 uint32_t port_size, unsigned int *trace_freq,
339                 unsigned int traceclkin_freq, uint16_t *prescaler);
340
341         /**
342          * Poll for new trace data
343          *
344          * @param buf A pointer to buffer to store received data
345          * @param size A pointer to buffer size; must be filled with
346          * the actual amount of bytes written
347          *
348          * @returns ERROR_OK on success, an error code on failure.
349          */
350         int (*poll_trace)(uint8_t *buf, size_t *size);
351
352         /** Low-level JTAG APIs */
353         struct jtag_interface *jtag_ops;
354
355         /** Low-level SWD APIs */
356         const struct swd_driver *swd_ops;
357
358         /* DAP APIs over JTAG transport */
359         const struct dap_ops *dap_jtag_ops;
360
361         /* DAP APIs over SWD transport */
362         const struct dap_ops *dap_swd_ops;
363
364         /* SWIM APIs */
365         const struct swim_driver *swim_ops;
366 };
367
368 extern const char * const jtag_only[];
369
370 int adapter_resets(int assert_trst, int assert_srst);
371 int adapter_assert_reset(void);
372 int adapter_deassert_reset(void);
373 int adapter_config_trace(bool enabled, enum tpiu_pin_protocol pin_protocol,
374                 uint32_t port_size, unsigned int *trace_freq,
375                 unsigned int traceclkin_freq, uint16_t *prescaler);
376 int adapter_poll_trace(uint8_t *buf, size_t *size);
377
378 #endif /* OPENOCD_JTAG_INTERFACE_H */