armv7m_trace, stlink: provide APIs to capture trace with an adapter
[fw/openocd] / src / jtag / interface.h
1 /***************************************************************************
2  *   Copyright (C) 2005 by Dominic Rath                                    *
3  *   Dominic.Rath@gmx.de                                                   *
4  *                                                                         *
5  *   Copyright (C) 2007,2008 Ã˜yvind Harboe                                 *
6  *   oyvind.harboe@zylin.com                                               *
7  *                                                                         *
8  *   Copyright (C) 2009 Zachary T Welch                                    *
9  *   zw@superlucidity.net                                                  *
10  *                                                                         *
11  *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify  *
12  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by  *
13  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or     *
14  *   (at your option) any later version.                                   *
15  *                                                                         *
16  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,       *
17  *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of        *
18  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the         *
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, write to the                         *
23  *   Free Software Foundation, Inc.,                                       *
24  *   51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.           *
25  ***************************************************************************/
26
27 #ifndef OPENOCD_JTAG_INTERFACE_H
28 #define OPENOCD_JTAG_INTERFACE_H
29
30 #include <jtag/jtag.h>
31 #include <target/armv7m_trace.h>
32
33 /* @file
34  * The "Cable Helper API" is what the cable drivers can use to help
35  * implement their "Cable API".  So a Cable Helper API is a set of
36  * helper functions used by cable drivers, and this is different from a
37  * Cable API.  A "Cable API" is what higher level code used to talk to a
38  * cable.
39  */
40
41
42 /** implementation of wrapper function tap_set_state() */
43 void tap_set_state_impl(tap_state_t new_state);
44
45 /**
46  * This function sets the state of a "state follower" which tracks the
47  * state of the TAPs connected to the cable.  The state follower is
48  * hopefully always in the same state as the actual TAPs in the jtag
49  * chain, and will be so if there are no bugs in the tracking logic
50  * within that cable driver.
51  *
52  * All the cable drivers call this function to indicate the state they
53  * think the TAPs attached to their cables are in.  Because this
54  * function can also log transitions, it will be helpful to call this
55  * function with every transition that the TAPs being manipulated are
56  * expected to traverse, not just end points of a multi-step state path.
57  *
58  * @param new_state The state we think the TAPs are currently in (or
59  * are about to enter).
60  */
61 #if defined(_DEBUG_JTAG_IO_)
62 #define tap_set_state(new_state) \
63         do { \
64                 LOG_DEBUG("tap_set_state(%s)", tap_state_name(new_state)); \
65                 tap_set_state_impl(new_state); \
66         } while (0)
67 #else
68 static inline void tap_set_state(tap_state_t new_state)
69 {
70         tap_set_state_impl(new_state);
71 }
72 #endif
73
74 /**
75  * This function gets the state of the "state follower" which tracks the
76  * state of the TAPs connected to the cable. @see tap_set_state @return
77  * tap_state_t The state the TAPs are in now.
78  */
79 tap_state_t tap_get_state(void);
80
81 /**
82  * This function sets the state of an "end state follower" which tracks
83  * the state that any cable driver thinks will be the end (resultant)
84  * state of the current TAP SIR or SDR operation.
85  *
86  * At completion of that TAP operation this value is copied into the
87  * state follower via tap_set_state().
88  *
89  * @param new_end_state The state the TAPs should enter at completion of
90  * a pending TAP operation.
91  */
92 void tap_set_end_state(tap_state_t new_end_state);
93
94 /**
95  * For more information, @see tap_set_end_state
96  * @return tap_state_t - The state the TAPs should be in at completion of the current TAP operation.
97  */
98 tap_state_t tap_get_end_state(void);
99
100 /**
101  * This function provides a "bit sequence" indicating what has to be
102  * done with TMS during a sequence of seven TAP clock cycles in order to
103  * get from state \a "from" to state \a "to".
104  *
105  * The length of the sequence must be determined with a parallel call to
106  * tap_get_tms_path_len().
107  *
108  * @param from The starting state.
109  * @param to The desired final state.
110  * @return int The required TMS bit sequence, with the first bit in the
111  * sequence at bit 0.
112  */
113 int tap_get_tms_path(tap_state_t from, tap_state_t to);
114
115 /**
116  * Function int tap_get_tms_path_len
117  * returns the total number of bits that represents a TMS path
118  * transition as given by the function tap_get_tms_path().
119  *
120  * For at least one interface (JLink) it's not OK to simply "pad" TMS
121  * sequences to fit a whole byte.  (I suspect this is a general TAP
122  * problem within OOCD.) Padding TMS causes all manner of instability
123  * that's not easily discovered.  Using this routine we can apply
124  * EXACTLY the state transitions required to make something work - no
125  * more - no less.
126  *
127  * @param from is the starting state
128  * @param to is the resultant or final state
129  * @return int - the total number of bits in a transition.
130  */
131 int tap_get_tms_path_len(tap_state_t from, tap_state_t to);
132
133
134 /**
135  * Function tap_move_ndx
136  * when given a stable state, returns an index from 0-5.  The index corresponds to a
137  * sequence of stable states which are given in this order: <p>
138  * { TAP_RESET, TAP_IDLE, TAP_DRSHIFT, TAP_DRPAUSE, TAP_IRSHIFT, TAP_IRPAUSE }
139  * <p>
140  * This sequence corresponds to look up tables which are used in some of the
141  * cable drivers.
142  * @param astate is the stable state to find in the sequence.  If a non stable
143  *  state is passed, this may cause the program to output an error message
144  *  and terminate.
145  * @return int - the array (or sequence) index as described above
146  */
147 int tap_move_ndx(tap_state_t astate);
148
149 /**
150  * Function tap_is_state_stable
151  * returns true if the \a astate is stable.
152  */
153 bool tap_is_state_stable(tap_state_t astate);
154
155 /**
156  * Function tap_state_transition
157  * takes a current TAP state and returns the next state according to the tms value.
158  * @param current_state is the state of a TAP currently.
159  * @param tms is either zero or non-zero, just like a real TMS line in a jtag interface.
160  * @return tap_state_t - the next state a TAP would enter.
161  */
162 tap_state_t tap_state_transition(tap_state_t current_state, bool tms);
163
164 /** Allow switching between old and new TMS tables. @see tap_get_tms_path */
165 void tap_use_new_tms_table(bool use_new);
166 /** @returns True if new TMS table is active; false otherwise. */
167 bool tap_uses_new_tms_table(void);
168
169 #ifdef _DEBUG_JTAG_IO_
170 /**
171  * @brief Prints verbose TAP state transitions for the given TMS/TDI buffers.
172  * @param tms_buf must points to a buffer containing the TMS bitstream.
173  * @param tdi_buf must points to a buffer containing the TDI bitstream.
174  * @param tap_len must specify the length of the TMS/TDI bitstreams.
175  * @param start_tap_state must specify the current TAP state.
176  * @returns the final TAP state; pass as @a start_tap_state in following call.
177  */
178 tap_state_t jtag_debug_state_machine(const void *tms_buf, const void *tdi_buf,
179                 unsigned tap_len, tap_state_t start_tap_state);
180 #else
181 static inline tap_state_t jtag_debug_state_machine(const void *tms_buf,
182                 const void *tdi_buf, unsigned tap_len, tap_state_t start_tap_state)
183 {
184         return start_tap_state;
185 }
186 #endif /* _DEBUG_JTAG_IO_ */
187
188 /**
189  * Represents a driver for a debugging interface.
190  *
191  * @todo Rename; perhaps "debug_driver".  This isn't an interface,
192  * it's a driver!  Also, not all drivers support JTAG.
193  *
194  * @todo We need a per-instance structure too, and changes to pass
195  * that structure to the driver.  Instances can for example be in
196  * either SWD or JTAG modes.  This will help remove globals, and
197  * eventually to cope with systems which have more than one such
198  * debugging interface.
199  */
200 struct jtag_interface {
201         /** The name of the JTAG interface driver. */
202         const char * const name;
203
204         /**
205          * Bit vector listing capabilities exposed by this driver.
206          */
207         unsigned supported;
208 #define DEBUG_CAP_TMS_SEQ       (1 << 0)
209
210         /** transports supported in C code (NULL terminated vector) */
211         const char * const *transports;
212
213         const struct swd_driver *swd;
214
215         /**
216          * Execute queued commands.
217          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
218          */
219         int (*execute_queue)(void);
220
221         /**
222          * Set the interface speed.
223          * @param speed The new interface speed setting.
224          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
225          */
226         int (*speed)(int speed);
227
228         /**
229          * The interface driver may register additional commands to expose
230          * additional features not covered by the standard command set.
231          */
232         const struct command_registration *commands;
233
234         /**
235          * Interface driver must initialize any resources and connect to a
236          * JTAG device.
237          *
238          * quit() is invoked if and only if init() succeeds. quit() is always
239          * invoked if init() succeeds. Same as malloc() + free(). Always
240          * invoke free() if malloc() succeeds and do not invoke free()
241          * otherwise.
242          *
243          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
244          */
245         int (*init)(void);
246
247         /**
248          * Interface driver must tear down all resources and disconnect from
249          * the JTAG device.
250          *
251          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
252          */
253         int (*quit)(void);
254
255         /**
256          * Returns JTAG maxium speed for KHz. 0 = RTCK. The function returns
257          *  a failure if it can't support the KHz/RTCK.
258          *
259          *  WARNING!!!! if RTCK is *slow* then think carefully about
260          *  whether you actually want to support this in the driver.
261          *  Many target scripts are written to handle the absence of RTCK
262          *  and use a fallback kHz TCK.
263          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
264          */
265         int (*khz)(int khz, int *jtag_speed);
266
267         /**
268          * Calculate the clock frequency (in KHz) for the given @a speed.
269          * @param speed The desired interface speed setting.
270          * @param khz On return, contains the speed in KHz (0 for RTCK).
271          * @returns ERROR_OK on success, or an error code if the
272          * interface cannot support the specified speed (KHz or RTCK).
273          */
274         int (*speed_div)(int speed, int *khz);
275
276         /**
277          * Read and clear the power dropout flag. Note that a power dropout
278          * can be transitionary, easily much less than a ms.
279          *
280          * To find out if the power is *currently* on, one must invoke this
281          * method twice.  Once to clear the power dropout flag and a second
282          * time to read the current state.  The default implementation
283          * never reports power dropouts.
284          *
285          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
286          */
287         int (*power_dropout)(int *power_dropout);
288
289         /**
290          * Read and clear the srst asserted detection flag.
291          *
292          * Like power_dropout this does *not* read the current
293          * state.  SRST assertion is transitionary and may be much
294          * less than 1ms, so the interface driver must watch for these
295          * events until this routine is called.
296          *
297          * @param srst_asserted On return, indicates whether SRST has
298          * been asserted.
299          * @returns ERROR_OK on success, or an error code on failure.
300          */
301         int (*srst_asserted)(int *srst_asserted);
302
303         /**
304          * Configure trace parameters for the adapter
305          *
306          * @param enabled Whether to enable trace
307          * @param pin_protocol Configured pin protocol
308          * @param port_size Trace port width for sync mode
309          * @param trace_freq A pointer to the configured trace
310          * frequency; if it points to 0, the adapter driver must write
311          * its maximum supported rate there
312          * @returns ERROR_OK on success, an error code on failure.
313          */
314         int (*config_trace)(bool enabled, enum tpio_pin_protocol pin_protocol,
315                             uint32_t port_size, unsigned int *trace_freq);
316
317         /**
318          * Poll for new trace data
319          *
320          * @param buf A pointer to buffer to store received data
321          * @param size A pointer to buffer size; must be filled with
322          * the actual amount of bytes written
323          *
324          * @returns ERROR_OK on success, an error code on failure.
325          */
326         int (*poll_trace)(uint8_t *buf, size_t *size);
327 };
328
329 extern const char * const jtag_only[];
330
331 void adapter_assert_reset(void);
332 void adapter_deassert_reset(void);
333 int adapter_config_trace(bool enabled, enum tpio_pin_protocol pin_protocol,
334                          uint32_t port_size, unsigned int *trace_freq);
335 int adapter_poll_trace(uint8_t *buf, size_t *size);
336
337 #endif /* OPENOCD_JTAG_INTERFACE_H */