114e6aa360b3edd59a1b52d28dd28f212c8b119b
[fw/openocd] / src / jtag / jtag.h
1 /***************************************************************************
2  *   Copyright (C) 2005 by Dominic Rath                                    *
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19  ***************************************************************************/
20 #ifndef JTAG_H
21 #define JTAG_H
22
23 #include "types.h"
24 #include "binarybuffer.h"
25 #include "log.h"
26
27 #include "command.h"
28
29 #if 0
30 #define _DEBUG_JTAG_IO_
31 #endif
32
33 /* Tap States
34  * TLR - Test-Logic-Reset, RTI - Run-Test/Idle, 
35  * SDS - Select-DR-Scan, CD - Capture-DR, SD - Shift-DR, E1D - Exit1-DR,
36  * PD - Pause-DR, E2D - Exit2-DR, UD - Update-DR,
37  * SIS - Select-IR-Scan, CI - Capture-IR, SI - Shift-IR, E1I - Exit1-IR,
38  * PI - Pause-IR, E2I - Exit2-IR, UI - Update-IR 
39  */
40 enum tap_state
41 {
42         TAP_TLR = 0x0, TAP_RTI = 0x8, 
43         TAP_SDS = 0x1, TAP_CD = 0x2, TAP_SD = 0x3, TAP_E1D = 0x4, 
44         TAP_PD = 0x5, TAP_E2D = 0x6, TAP_UD = 0x7,
45         TAP_SIS = 0x9, TAP_CI = 0xa, TAP_SI = 0xb, TAP_E1I = 0xc,
46         TAP_PI = 0xd, TAP_E2I = 0xe, TAP_UI = 0xf
47 };
48
49 typedef struct tap_transition_s
50 {
51         enum tap_state high;
52         enum tap_state low;
53 } tap_transition_t;
54
55 extern char* tap_state_strings[16];
56 extern int tap_move_map[16];    /* map 16 TAP states to 6 stable states */
57 extern u8 tap_move[6][6];               /* value scanned to TMS to move from one of six stable states to another */
58 extern tap_transition_t tap_transitions[16];    /* describe the TAP state diagram */
59
60 extern enum tap_state end_state;                /* finish DR scans in dr_end_state */
61 extern enum tap_state cur_state;                /* current TAP state */
62
63 extern enum tap_state cmd_queue_end_state;              /* finish DR scans in dr_end_state */
64 extern enum tap_state cmd_queue_cur_state;              /* current TAP state */
65
66 #define TAP_MOVE(from, to) tap_move[tap_move_map[from]][tap_move_map[to]]
67
68 typedef void * error_handler_t; /* Later on we can delete error_handler_t, but keep it for now to make patches more readable */
69
70 struct scan_field_s;
71 typedef int (*in_handler_t)(u8 *in_value, void *priv, struct scan_field_s *field);
72
73 typedef struct scan_field_s
74 {
75         int device;                     /* ordinal device number this instruction refers to */
76         int num_bits;           /* number of bits this field specifies (up to 32) */
77         u8 *out_value;          /* value to be scanned into the device */
78         u8 *out_mask;           /* only masked bits care */
79         u8 *in_value;           /* pointer to a 32-bit memory location to take data scanned out */
80         /* in_check_value/mask, in_handler_error_handler, in_handler_priv can be used by the in handler, otherwise they contain garbage  */
81         u8 *in_check_value;     /* used to validate scan results */ 
82         u8 *in_check_mask;      /* check specified bits against check_value */
83         in_handler_t in_handler;            /* process received buffer using this handler */
84         void *in_handler_priv;  /* additional information for the in_handler */
85 } scan_field_t;
86
87
88 enum scan_type
89 {
90         /* IN: from device to host, OUT: from host to device */
91         SCAN_IN = 1, SCAN_OUT = 2, SCAN_IO = 3
92 };
93
94 typedef struct scan_command_s
95 {
96         int ir_scan;    /* instruction/not data scan */
97         int num_fields;         /* number of fields in *fields array */
98         scan_field_t *fields;   /* pointer to an array of data scan fields */
99         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
100 } scan_command_t;
101
102 typedef struct statemove_command_s
103 {
104         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
105 } statemove_command_t;
106
107 typedef struct pathmove_command_s
108 {
109         int num_states;                         /* number of states in *path */
110         enum tap_state *path;           /* states that have to be passed */
111 } pathmove_command_t;
112
113 typedef struct runtest_command_s
114 {
115         int num_cycles;         /* number of cycles that should be spent in Run-Test/Idle */
116         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
117 } runtest_command_t;
118
119 typedef struct reset_command_s
120 {
121         int trst;                       /* trst/srst 0: deassert, 1: assert, -1: don't change */
122         int srst;
123 } reset_command_t;
124
125 typedef struct end_state_command_s
126 {
127         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
128 } end_state_command_t;
129
130 typedef struct sleep_command_s
131 {
132         u32 us;         /* number of microseconds to sleep */
133 } sleep_command_t;
134
135 typedef union jtag_command_container_u
136 {
137         scan_command_t *scan;
138         statemove_command_t *statemove;
139         pathmove_command_t *pathmove;
140         runtest_command_t *runtest;
141         reset_command_t *reset;
142         end_state_command_t *end_state;
143         sleep_command_t *sleep;
144 } jtag_command_container_t;
145
146 enum jtag_command_type
147 {
148         JTAG_SCAN = 1,
149         JTAG_STATEMOVE = 2, JTAG_RUNTEST = 3,
150         JTAG_RESET = 4, JTAG_END_STATE = 5,
151         JTAG_PATHMOVE = 6, JTAG_SLEEP = 7
152 };
153
154 typedef struct jtag_command_s
155 {
156         jtag_command_container_t cmd;
157         enum jtag_command_type type;
158         struct jtag_command_s *next;
159 } jtag_command_t;
160
161 extern jtag_command_t *jtag_command_queue;
162
163 typedef struct jtag_device_s
164 {
165         int ir_length;          /* size of instruction register */
166         u8 *expected;           /* Capture-IR expected value */
167         u8 *expected_mask;      /* Capture-IR expected mask */
168         u32 idcode;                     /* device identification code */
169         u8 *cur_instr;          /* current instruction */
170         int bypass;                     /* bypass register selected */
171         struct jtag_device_s *next;
172 } jtag_device_t;
173
174 extern jtag_device_t *jtag_devices;
175 extern int jtag_num_devices;
176 extern int jtag_ir_scan_size;
177
178 enum reset_line_mode
179 {
180         LINE_OPEN_DRAIN = 0x0,
181         LINE_PUSH_PULL = 0x1,
182 };
183
184 typedef struct jtag_interface_s
185 {
186         char* name;
187         
188         /* queued command execution
189          */
190         int (*execute_queue)(void);
191         
192         /* interface initalization
193          */
194         int (*speed)(int speed);
195         int (*register_commands)(struct command_context_s *cmd_ctx);
196         int (*init)(void);
197         int (*quit)(void);
198         /* returns JTAG maxium speed for KHz. 0=RTCK. The function returns
199         a failure if it can't support the KHz/RTCK. */
200         int (*khz)(int khz, int *jtag_speed);
201         
202 } jtag_interface_t;
203
204 enum jtag_event
205 {
206         JTAG_TRST_ASSERTED
207 };
208
209 extern char* jtag_event_strings[];
210
211 extern int jtag_trst;
212 extern int jtag_srst;
213
214 typedef struct jtag_event_callback_s
215 {
216         int (*callback)(enum jtag_event event, void *priv);
217         void *priv;
218         struct jtag_event_callback_s *next;
219 } jtag_event_callback_t;
220
221 extern jtag_event_callback_t *jtag_event_callbacks;
222
223 extern jtag_interface_t *jtag;  /* global pointer to configured JTAG interface */
224 extern enum tap_state end_state;
225 extern enum tap_state cur_state;
226
227 extern int jtag_speed;
228 extern int jtag_speed_post_reset;
229
230 enum reset_types
231 {
232         RESET_NONE = 0x0, 
233         RESET_HAS_TRST = 0x1, 
234         RESET_HAS_SRST = 0x2, 
235         RESET_TRST_AND_SRST = 0x3, 
236         RESET_SRST_PULLS_TRST = 0x4,
237         RESET_TRST_PULLS_SRST = 0x8,
238         RESET_TRST_OPEN_DRAIN = 0x10,
239         RESET_SRST_PUSH_PULL = 0x20,
240 };
241
242 extern enum reset_types jtag_reset_config;
243
244 /* JTAG subsystem */
245 extern int jtag_init(struct command_context_s *cmd_ctx);
246 extern int jtag_register_commands(struct command_context_s *cmd_ctx);
247
248 /* JTAG interface, can be implemented with a software or hardware fifo
249  * 
250  * TAP_SD and TAP_SI are illegal end states. TAP_SD/SI as end states
251  * can be emulated by using a larger scan.
252  *
253  * Code that is relatively insensitive to the path(as long
254  * as it is JTAG compliant) taken through state machine can use 
255  * endstate for jtag_add_xxx_scan(). Otherwise the pause state must be 
256  * specified as end state and a subsequent jtag_add_pathmove() must 
257  * be issued. 
258  *
259  */
260 extern void jtag_add_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
261 extern int interface_jtag_add_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
262 extern void jtag_add_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
263 extern int interface_jtag_add_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
264 extern void jtag_add_plain_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
265 extern int interface_jtag_add_plain_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
266 extern void jtag_add_plain_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
267 extern int interface_jtag_add_plain_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
268 /* run a TAP_TLR reset. End state is TAP_TLR, regardless
269  * of start state.
270  */
271 extern void jtag_add_tms();
272 extern int interface_jtag_add_tms();
273 /* Do not use jtag_add_pathmove() unless you need to, but do use it
274  * if you have to. 
275  *
276  * DANGER! If the target is dependent upon a particular sequence
277  * of transitions for things to work correctly(e.g. as a workaround 
278  * for an errata that contradicts the JTAG standard), then pathmove 
279  * must be used, even if some jtag interfaces happen to use the 
280  * desired path. Worse, the jtag interface used for testing a 
281  * particular implementation, could happen to use the "desired" 
282  * path when transitioning to/from end
283  * state.
284  *
285  * A list of unambigious single clock state transitions, not
286  * all drivers can support this, but it is required for e.g.
287  * XScale and Xilinx support
288  * 
289  * Note! TAP_TLR must not be used in the path!
290  * 
291  * Note that the first on the list must be reachable 
292  * via a single transition from the current state. 
293  *
294  * All drivers are required to implement jtag_add_pathmove().
295  * However, if the pathmove sequence can not be precisely
296  * executed, an interface_jtag_add_pathmove() or jtag_execute_queue()
297  * must return an error. It is legal, but not recommended, that
298  * a driver returns an error in all cases for a pathmove if it
299  * can only implement a few transitions and therefore
300  * a partial implementation of pathmove would have little practical
301  * application.
302  */
303 extern void jtag_add_pathmove(int num_states, enum tap_state *path);
304 extern int interface_jtag_add_pathmove(int num_states, enum tap_state *path);
305 /* go to TAP_RTI, if we're not already there and cycle
306  * precisely num_cycles in the TAP_RTI after which move
307  * to the end state, if it is != TAP_RTI
308  */
309 extern void jtag_add_runtest(int num_cycles, enum tap_state endstate);
310 extern int interface_jtag_add_runtest(int num_cycles, enum tap_state endstate);
311 /* A reset of the TAP state machine can be requested.
312  * 
313  * Whether tms or trst reset is used depends on the capabilities of 
314  * the target and jtag interface(reset_config  command configures this).
315  * 
316  * srst can driver a reset of the TAP state machine and vice
317  * versa
318  * 
319  * Application code may need to examine value of jtag_reset_config
320  * to determine the proper codepath
321  * 
322  * DANGER! Even though srst drives trst, trst might not be connected to
323  * the interface, and it might actually be *harmful* to assert trst in this case.
324  * 
325  * This is why combinations such as "reset_config srst_only srst_pulls_trst"
326  * are supported. 
327  *
328  */
329 extern void jtag_add_reset(int req_tms_or_trst, int srst);
330 /* this drives the actual srst and trst pins. srst will always be 0
331  * if jtag_reset_config & RESET_SRST_PULLS_TRST != 0 and ditto for
332  * trst.
333  * 
334  * the higher level jtag_add_reset will invoke jtag_add_tms() if 
335  * approperiate
336  */
337 extern int interface_jtag_add_reset(int trst, int srst);
338 extern void jtag_add_end_state(enum tap_state endstate);
339 extern int interface_jtag_add_end_state(enum tap_state endstate);
340 extern void jtag_add_sleep(u32 us);
341 extern int interface_jtag_add_sleep(u32 us);
342
343
344
345 /*
346  * For software FIFO implementations, the queued commands can be executed 
347  * during this call or earlier. A sw queue might decide to push out
348  * some of the jtag_add_xxx() operations once the queue is "big enough".
349  * 
350  * This fn will return an error code if any of the prior jtag_add_xxx() 
351  * calls caused a failure, e.g. check failure. Note that it does not
352  * matter if the operation was executed *before* jtag_execute_queue(),
353  * jtag_execute_queue() will still return an error code. 
354  * 
355  * All jtag_add_xxx() calls that have in_handler!=NULL will have been
356  * executed when this fn returns, but if what has been queued only 
357  * clocks data out, without reading anything back, then JTAG could 
358  * be running *after* jtag_execute_queue() returns. The API does 
359  * not define a way to flush a hw FIFO that runs *after* 
360  * jtag_execute_queue() returns. 
361  * 
362  * jtag_add_xxx() commands can either be executed immediately or 
363  * at some time between the jtag_add_xxx() fn call and jtag_execute_queue().  
364  */
365 extern int jtag_execute_queue(void);
366 /* can be implemented by hw+sw */
367 extern int interface_jtag_execute_queue(void);
368
369 /* JTAG support functions */
370 extern void jtag_set_check_value(scan_field_t *field, u8 *value,  u8 *mask, error_handler_t *in_error_handler);
371 extern enum scan_type jtag_scan_type(scan_command_t *cmd);
372 extern int jtag_scan_size(scan_command_t *cmd);
373 extern int jtag_read_buffer(u8 *buffer, scan_command_t *cmd);
374 extern int jtag_build_buffer(scan_command_t *cmd, u8 **buffer);
375 extern jtag_device_t* jtag_get_device(int num);
376 extern void jtag_sleep(u32 us);
377 extern int jtag_call_event_callbacks(enum jtag_event event);
378 extern int jtag_register_event_callback(int (*callback)(enum jtag_event event, void *priv), void *priv);
379
380 extern int jtag_verify_capture_ir;
381
382 /* error codes
383  * JTAG subsystem uses codes between -100 and -199 */
384
385 #define ERROR_JTAG_INIT_FAILED                  (-100)
386 #define ERROR_JTAG_INVALID_INTERFACE    (-101)
387 #define ERROR_JTAG_NOT_IMPLEMENTED              (-102)
388 #define ERROR_JTAG_TRST_ASSERTED                (-103)
389 #define ERROR_JTAG_QUEUE_FAILED                 (-104)
390 #define ERROR_JTAG_DEVICE_ERROR                 (-107)
391
392
393
394 /* this allows JTAG devices to implement the entire jtag_xxx() layer in hw/sw */
395 #ifdef HAVE_JTAG_MINIDRIVER_H
396 /* Here a #define MINIDRIVER() and an inline version of hw fifo interface_jtag_add_dr_out can be defined */
397 #include "jtag_minidriver.h"
398 #define MINIDRIVER(a) notused ## a 
399 #else
400 #define MINIDRIVER(a) a
401 /* jtag_add_dr_out() is a faster version of jtag_add_dr_scan() 
402  * 
403  * Current or end_state can not be TAP_TLR. end_state can be -1
404  * 
405  * num_bits[i] is the number of bits to clock out from value[i] LSB first.
406  * 
407  * If the device is in bypass, then that is an error condition in
408  * the caller code that is not detected by this fn, whereas jtag_add_dr_scan()
409  * does detect it. Similarly if the device is not in bypass, data must
410  * be passed to it. 
411  * 
412  * If anything fails, then jtag_error will be set and jtag_execute() will
413  * return an error. There is no way to determine if there was a failure
414  * during this function call.
415  * 
416  * Note that this jtag_add_dr_out can be defined as an inline function.
417  */
418 extern void interface_jtag_add_dr_out(int device, 
419                 int num_fields,
420                 int *num_bits,
421                 u32 *value,
422                 enum tap_state end_state);
423 #endif
424
425
426
427
428 static __inline__ void jtag_add_dr_out(int device, 
429                 int num_fields,
430                 int *num_bits,
431                 u32 *value,
432                 enum tap_state end_state)
433 {
434         if (end_state != -1)
435                 cmd_queue_end_state=end_state;
436         cmd_queue_cur_state=cmd_queue_end_state;
437         interface_jtag_add_dr_out(device, num_fields, num_bits, value, cmd_queue_end_state);
438 }
439
440
441 #endif /* JTAG_H */