ba3dea6d703d24b3fe6c34c4ea209bc92acec30d
[fw/openocd] / src / jtag / interface.h
1 /***************************************************************************
2  *   Copyright (C) 2005 by Dominic Rath                                    *
3  *   Dominic.Rath@gmx.de                                                   *
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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 <target/armv7m_trace.h>
30
31 /* @file
32  * The "Cable Helper API" is what the cable drivers can use to help
33  * implement their "Cable API".  So a Cable Helper API is a set of
34  * helper functions used by cable drivers, and this is different from a
35  * Cable API.  A "Cable API" is what higher level code used to talk to a
36  * cable.
37  */
38
39
40 /** implementation of wrapper function tap_set_state() */
41 void tap_set_state_impl(tap_state_t new_state);
42
43 /**
44  * This function sets the state of a "state follower" which tracks the
45  * state of the TAPs connected to the cable.  The state follower is
46  * hopefully always in the same state as the actual TAPs in the jtag
47  * chain, and will be so if there are no bugs in the tracking logic
48  * within that cable driver.
49  *
50  * All the cable drivers call this function to indicate the state they
51  * think the TAPs attached to their cables are in.  Because this
52  * function can also log transitions, it will be helpful to call this
53  * function with every transition that the TAPs being manipulated are
54  * expected to traverse, not just end points of a multi-step state path.
55  *
56  * @param new_state The state we think the TAPs are currently in (or
57  * are about to enter).
58  */
59 #define tap_set_state(new_state) \
60         do { \
61                 LOG_DEBUG_IO("tap_set_state(%s)", tap_state_name(new_state)); \
62                 tap_set_state_impl(new_state); \
63         } while (0)
64
65 /**
66  * This function gets the state of the "state follower" which tracks the
67  * state of the TAPs connected to the cable. @see tap_set_state @return
68  * tap_state_t The state the TAPs are in now.
69  */
70 tap_state_t tap_get_state(void);
71
72 /**
73  * This function sets the state of an "end state follower" which tracks
74  * the state that any cable driver thinks will be the end (resultant)
75  * state of the current TAP SIR or SDR operation.
76  *
77  * At completion of that TAP operation this value is copied into the
78  * state follower via tap_set_state().
79  *
80  * @param new_end_state The state the TAPs should enter at completion of
81  * a pending TAP operation.
82  */
83 void tap_set_end_state(tap_state_t new_end_state);
84
85 /**
86  * For more information, @see tap_set_end_state
87  * @return tap_state_t - The state the TAPs should be in at completion of the current TAP operation.
88  */
89 tap_state_t tap_get_end_state(void);
90
91 /**
92  * This function provides a "bit sequence" indicating what has to be
93  * done with TMS during a sequence of seven TAP clock cycles in order to
94  * get from state \a "from" to state \a "to".
95  *
96  * The length of the sequence must be determined with a parallel call to
97  * tap_get_tms_path_len().
98  *
99  * @param from The starting state.
100  * @param to The desired final state.
101  * @return int The required TMS bit sequence, with the first bit in the
102  * sequence at bit 0.
103  */
104 int tap_get_tms_path(tap_state_t from, tap_state_t to);
105
106 /**
107  * Function int tap_get_tms_path_len
108  * returns the total number of bits that represents a TMS path
109  * transition as given by the function tap_get_tms_path().
110  *
111  * For at least one interface (JLink) it's not OK to simply "pad" TMS
112  * sequences to fit a whole byte.  (I suspect this is a general TAP
113  * problem within OOCD.) Padding TMS causes all manner of instability
114  * that's not easily discovered.  Using this routine we can apply
115  * EXACTLY the state transitions required to make something work - no
116  * more - no less.
117  *
118  * @param from is the starting state
119  * @param to is the resultant or final state
120  * @return int - the total number of bits in a transition.
121  */
122 int tap_get_tms_path_len(tap_state_t from, tap_state_t to);
123
124
125 /**
126  * Function tap_move_ndx
127  * when given a stable state, returns an index from 0-5.  The index corresponds to a
128  * sequence of stable states which are given in this order: <p>
129  * { TAP_RESET, TAP_IDLE, TAP_DRSHIFT, TAP_DRPAUSE, TAP_IRSHIFT, TAP_IRPAUSE }
130  * <p>
131  * This sequence corresponds to look up tables which are used in some of the
132  * cable drivers.
133  * @param astate is the stable state to find in the sequence.  If a non stable
134  *  state is passed, this may cause the program to output an error message
135  *  and terminate.
136  * @return int - the array (or sequence) index as described above
137  */
138 int tap_move_ndx(tap_state_t astate);
139
140 /**
141  * Function tap_is_state_stable
142  * returns true if the \a astate is stable.
143  */
144 bool tap_is_state_stable(tap_state_t astate);
145
146 /**
147  * Function tap_state_transition
148  * takes a current TAP state and returns the next state according to the tms value.
149  * @param current_state is the state of a TAP currently.
150  * @param tms is either zero or non-zero, just like a real TMS line in a jtag interface.
151  * @return tap_state_t - the next state a TAP would enter.
152  */
153 tap_state_t tap_state_transition(tap_state_t current_state, bool tms);
154
155 /** Allow switching between old and new TMS tables. @see tap_get_tms_path */
156 void tap_use_new_tms_table(bool use_new);
157 /** @returns True if new TMS table is active; false otherwise. */
158 bool tap_uses_new_tms_table(void);
159
160
161 /**
162  * @brief Prints verbose TAP state transitions for the given TMS/TDI buffers.
163  * @param tms_buf must points to a buffer containing the TMS bitstream.
164  * @param tdi_buf must points to a buffer containing the TDI bitstream.
165  * @param tap_len must specify the length of the TMS/TDI bitstreams.
166  * @param start_tap_state must specify the current TAP state.
167  * @returns the final TAP state; pass as @a start_tap_state in following call.
168  */
169 static inline tap_state_t jtag_debug_state_machine(const void *tms_buf,
170                 const void *tdi_buf, unsigned tap_len, tap_state_t start_tap_state)
171 {
172         /* Private declaration */
173         tap_state_t jtag_debug_state_machine_(const void *tms_buf, const void *tdi_buf,
174                         unsigned tap_len, tap_state_t start_tap_state);
175
176         if (LOG_LEVEL_IS(LOG_LVL_DEBUG_IO))
177                 return jtag_debug_state_machine_(tms_buf, tdi_buf, tap_len, start_tap_state);
178         else
179                 return start_tap_state;
180 }
181
182 /**
183  * Represents a driver for a debugging interface.
184  *
185  * @todo Rename; perhaps "debug_driver".  This isn't an interface,
186  * it's a driver!  Also, not all drivers support JTAG.
187  *
188  * @todo We need a per-instance structure too, and changes to pass
189  * that structure to the driver.  Instances can for example be in
190  * either SWD or JTAG modes.  This will help remove globals, and
191  * eventually to cope with systems which have more than one such
192  * debugging interface.
193  */
194 struct jtag_interface {
195         /** The name of the JTAG interface driver. */
196         const char * const name;
197
198         /**
199          * Bit vector listing capabilities exposed by this driver.
200          */
201         unsigned supported;
202 #define DEBUG_CAP_TMS_SEQ       (1 << 0)
203
204         /** transports supported in C code (NULL terminated vector) */
205         const char * const *transports;
206
207         const struct swd_driver *swd;
208
209         /**
210          * Execute queued commands.
211          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
212          */
213         int (*execute_queue)(void);
214
215         /**
216          * Set the interface speed.
217          * @param speed The new interface speed setting.
218          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
219          */
220         int (*speed)(int speed);
221
222         /**
223          * The interface driver may register additional commands to expose
224          * additional features not covered by the standard command set.
225          */
226         const struct command_registration *commands;
227
228         /**
229          * Interface driver must initialize any resources and connect to a
230          * JTAG device.
231          *
232          * quit() is invoked if and only if init() succeeds. quit() is always
233          * invoked if init() succeeds. Same as malloc() + free(). Always
234          * invoke free() if malloc() succeeds and do not invoke free()
235          * otherwise.
236          *
237          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
238          */
239         int (*init)(void);
240
241         /**
242          * Interface driver must tear down all resources and disconnect from
243          * the JTAG device.
244          *
245          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
246          */
247         int (*quit)(void);
248
249         /**
250          * Returns JTAG maxium speed for KHz. 0 = RTCK. The function returns
251          *  a failure if it can't support the KHz/RTCK.
252          *
253          *  WARNING!!!! if RTCK is *slow* then think carefully about
254          *  whether you actually want to support this in the driver.
255          *  Many target scripts are written to handle the absence of RTCK
256          *  and use a fallback kHz TCK.
257          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
258          */
259         int (*khz)(int khz, int *jtag_speed);
260
261         /**
262          * Calculate the clock frequency (in KHz) for the given @a speed.
263          * @param speed The desired interface speed setting.
264          * @param khz On return, contains the speed in KHz (0 for RTCK).
265          * @returns ERROR_OK on success, or an error code if the
266          * interface cannot support the specified speed (KHz or RTCK).
267          */
268         int (*speed_div)(int speed, int *khz);
269
270         /**
271          * Read and clear the power dropout flag. Note that a power dropout
272          * can be transitionary, easily much less than a ms.
273          *
274          * To find out if the power is *currently* on, one must invoke this
275          * method twice.  Once to clear the power dropout flag and a second
276          * time to read the current state.  The default implementation
277          * never reports power dropouts.
278          *
279          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
280          */
281         int (*power_dropout)(int *power_dropout);
282
283         /**
284          * Read and clear the srst asserted detection flag.
285          *
286          * Like power_dropout this does *not* read the current
287          * state.  SRST assertion is transitionary and may be much
288          * less than 1ms, so the interface driver must watch for these
289          * events until this routine is called.
290          *
291          * @param srst_asserted On return, indicates whether SRST has
292          * been asserted.
293          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
294          */
295         int (*srst_asserted)(int *srst_asserted);
296
297         /**
298          * Configure trace parameters for the adapter
299          *
300          * @param enabled Whether to enable trace
301          * @param pin_protocol Configured pin protocol
302          * @param port_size Trace port width for sync mode
303          * @param trace_freq A pointer to the configured trace
304          * frequency; if it points to 0, the adapter driver must write
305          * its maximum supported rate there
306          * @param traceclkin_freq TRACECLKIN frequency provided to the TPIU in Hz
307          * @param prescaler Pointer to the SWO prescaler calculated by the
308          * adapter
309          * @returns ERROR_OK on success, an error code on failure.
310          */
311         int (*config_trace)(bool enabled, enum tpiu_pin_protocol pin_protocol,
312                 uint32_t port_size, unsigned int *trace_freq,
313                 unsigned int traceclkin_freq, uint16_t *prescaler);
314
315         /**
316          * Poll for new trace data
317          *
318          * @param buf A pointer to buffer to store received data
319          * @param size A pointer to buffer size; must be filled with
320          * the actual amount of bytes written
321          *
322          * @returns ERROR_OK on success, an error code on failure.
323          */
324         int (*poll_trace)(uint8_t *buf, size_t *size);
325 };
326
327 extern const char * const jtag_only[];
328
329 void adapter_assert_reset(void);
330 void adapter_deassert_reset(void);
331 int adapter_config_trace(bool enabled, enum tpiu_pin_protocol pin_protocol,
332                 uint32_t port_size, unsigned int *trace_freq,
333                 unsigned int traceclkin_freq, uint16_t *prescaler);
334 int adapter_poll_trace(uint8_t *buf, size_t *size);
335
336 #endif /* OPENOCD_JTAG_INTERFACE_H */