- remove target specific variant and use target->variant member
[fw/openocd] / src / jtag / jtag.h
1 /***************************************************************************
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3  *   Dominic.Rath@gmx.de                                                   *
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22  ***************************************************************************/
23 #ifndef JTAG_H
24 #define JTAG_H
25
26 #include "types.h"
27 #include "binarybuffer.h"
28 #include "log.h"
29
30 #include "command.h"
31
32 #if 0
33 #define _DEBUG_JTAG_IO_
34 #endif
35
36 /* 16 Tap States, from page 21 of ASSET InterTech, Inc.'s svf.pdf
37  */
38 enum tap_state
39 {
40         TAP_RESET = 0x0, TAP_IDLE = 0x8,
41         TAP_DRSELECT = 0x1, TAP_DRCAPTURE = 0x2, TAP_DRSHIFT = 0x3, TAP_DREXIT1 = 0x4,
42         TAP_DRPAUSE = 0x5, TAP_DREXIT2 = 0x6, TAP_DRUPDATE = 0x7,
43         TAP_IRSELECT = 0x9, TAP_IRCAPTURE = 0xa, TAP_IRSHIFT = 0xb, TAP_IREXIT1 = 0xc,
44         TAP_IRPAUSE = 0xd, TAP_IREXIT2 = 0xe, TAP_IRUPDATE = 0xf
45 };
46
47 typedef struct tap_transition_s
48 {
49         enum tap_state high;
50         enum tap_state low;
51 } tap_transition_t;
52
53 extern char* tap_state_strings[16];
54 extern int tap_move_map[16];    /* map 16 TAP states to 6 stable states */
55 extern u8 tap_move[6][6];               /* value scanned to TMS to move from one of six stable states to another */
56 extern tap_transition_t tap_transitions[16];    /* describe the TAP state diagram */
57
58 extern enum tap_state end_state;                /* finish DR scans in dr_end_state */
59 extern enum tap_state cur_state;                /* current TAP state */
60
61 extern enum tap_state cmd_queue_end_state;              /* finish DR scans in dr_end_state */
62 extern enum tap_state cmd_queue_cur_state;              /* current TAP state */
63
64 #define TAP_MOVE(from, to) tap_move[tap_move_map[from]][tap_move_map[to]]
65
66 typedef void * error_handler_t; /* Later on we can delete error_handler_t, but keep it for now to make patches more readable */
67
68 struct scan_field_s;
69 typedef int (*in_handler_t)(u8 *in_value, void *priv, struct scan_field_s *field);
70
71 typedef struct scan_field_s
72 {
73         jtag_tap_t *tap;        /* tap pointer this instruction refers to */
74         int num_bits;           /* number of bits this field specifies (up to 32) */
75         u8 *out_value;          /* value to be scanned into the device */
76         u8 *out_mask;           /* only masked bits care */
77         u8 *in_value;           /* pointer to a 32-bit memory location to take data scanned out */
78         /* in_check_value/mask, in_handler_error_handler, in_handler_priv can be used by the in handler, otherwise they contain garbage  */
79         u8 *in_check_value;     /* used to validate scan results */
80         u8 *in_check_mask;      /* check specified bits against check_value */
81         in_handler_t in_handler;/* process received buffer using this handler */
82         void *in_handler_priv;  /* additional information for the in_handler */
83 } scan_field_t;
84
85 enum scan_type
86 {
87         /* IN: from device to host, OUT: from host to device */
88         SCAN_IN = 1, SCAN_OUT = 2, SCAN_IO = 3
89 };
90
91 typedef struct scan_command_s
92 {
93         int ir_scan;    /* instruction/not data scan */
94         int num_fields;         /* number of fields in *fields array */
95         scan_field_t *fields;   /* pointer to an array of data scan fields */
96         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
97 } scan_command_t;
98
99 typedef struct statemove_command_s
100 {
101         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
102 } statemove_command_t;
103
104 typedef struct pathmove_command_s
105 {
106         int num_states;                         /* number of states in *path */
107         enum tap_state *path;           /* states that have to be passed */
108 } pathmove_command_t;
109
110 typedef struct runtest_command_s
111 {
112         int num_cycles;         /* number of cycles that should be spent in Run-Test/Idle */
113         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
114 } runtest_command_t;
115
116 typedef struct reset_command_s
117 {
118         int trst;                       /* trst/srst 0: deassert, 1: assert, -1: don't change */
119         int srst;
120 } reset_command_t;
121
122 typedef struct end_state_command_s
123 {
124         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
125 } end_state_command_t;
126
127 typedef struct sleep_command_s
128 {
129         u32 us;         /* number of microseconds to sleep */
130 } sleep_command_t;
131
132 typedef union jtag_command_container_u
133 {
134         scan_command_t *scan;
135         statemove_command_t *statemove;
136         pathmove_command_t *pathmove;
137         runtest_command_t *runtest;
138         reset_command_t *reset;
139         end_state_command_t *end_state;
140         sleep_command_t *sleep;
141 } jtag_command_container_t;
142
143 enum jtag_command_type
144 {
145         JTAG_SCAN = 1,
146         JTAG_STATEMOVE = 2, JTAG_RUNTEST = 3,
147         JTAG_RESET = 4, JTAG_END_STATE = 5,
148         JTAG_PATHMOVE = 6, JTAG_SLEEP = 7
149 };
150
151 typedef struct jtag_command_s
152 {
153         jtag_command_container_t cmd;
154         enum jtag_command_type type;
155         struct jtag_command_s *next;
156 } jtag_command_t;
157
158 extern jtag_command_t *jtag_command_queue;
159
160 /* forward declaration */
161 typedef struct jtag_tap_event_action_s jtag_tap_event_action_t;
162
163 /* this is really: typedef jtag_tap_t */
164 /* But - the typedef is done in "types.h" */
165 /* due to "forward decloration reasons" */
166 struct jtag_tap_s
167 {
168         const char *chip;
169         const char *tapname;
170         const char *dotted_name;
171         int         abs_chain_position;
172         int enabled;
173         int ir_length;          /* size of instruction register */
174         u32 ir_capture_value;
175         u8 *expected;           /* Capture-IR expected value */
176         u32 ir_capture_mask;
177         u8 *expected_mask;      /* Capture-IR expected mask */
178         u32 idcode;                     /* device identification code */
179         u32 *expected_ids;      /* Array of expected identification codes */
180         u8 expected_ids_cnt;/* Number of expected identification codes */
181         u8 *cur_instr;          /* current instruction */
182         int bypass;                     /* bypass register selected */
183
184         jtag_tap_event_action_t *event_action;
185
186         jtag_tap_t *next_tap;
187 };
188 extern jtag_tap_t *jtag_AllTaps(void);
189 extern jtag_tap_t *jtag_TapByPosition(int n);
190 extern jtag_tap_t *jtag_TapByPosition(int n);
191 extern jtag_tap_t *jtag_TapByString(const char *dotted_name);
192 extern jtag_tap_t *jtag_TapByJimObj(Jim_Interp *interp, Jim_Obj *obj);
193 extern jtag_tap_t *jtag_TapByAbsPosition(int abs_position);
194 extern int jtag_NumEnabledTaps(void);
195 extern int jtag_NumTotalTaps(void);
196
197 static __inline__ jtag_tap_t *
198 jtag_NextEnabledTap( jtag_tap_t *p )
199 {
200         if( p == NULL ){
201                 /* start at the head of list */
202                 p = jtag_AllTaps();
203         } else {
204                 /* start *after* this one */
205                 p = p->next_tap;
206         }
207         while( p ){
208                 if( p->enabled ){
209                         break;
210                 } else {
211                         p = p->next_tap;
212                 }
213         }
214         return p;
215 }
216
217 enum reset_line_mode
218 {
219         LINE_OPEN_DRAIN = 0x0,
220         LINE_PUSH_PULL = 0x1,
221 };
222
223 typedef struct jtag_interface_s
224 {
225         char* name;
226
227         /* queued command execution
228          */
229         int (*execute_queue)(void);
230
231         /* interface initalization
232          */
233         int (*speed)(int speed);
234         int (*register_commands)(struct command_context_s *cmd_ctx);
235         int (*init)(void);
236         int (*quit)(void);
237         /* returns JTAG maxium speed for KHz. 0=RTCK. The function returns
238         a failure if it can't support the KHz/RTCK.
239
240         WARNING!!!! if RTCK is *slow* then think carefully about
241         whether you actually want to support this in the driver.
242         Many target scripts are written to handle the absence of RTCK
243         and use a fallback kHz TCK.
244         */
245         int (*khz)(int khz, int *jtag_speed);
246         /* returns the KHz for the provided JTAG speed. 0=RTCK. The function returns
247         a failure if it can't support the KHz/RTCK. */
248         int (*speed_div)(int speed, int *khz);
249
250         /* Read and clear the power dropout flag. Note that a power dropout
251            can be transitionary, easily much less than a ms.
252
253            So to find out if the power is *currently* on, you must invoke
254            this method twice. Once to clear the power dropout flag and a
255            second time to read the current state.
256
257            Currently the default implementation is never to detect power dropout.
258         */
259         int (*power_dropout)(int *power_dropout);
260         /* Read and clear the srst asserted detection flag.
261          *
262          * NB!!!! like power_dropout this does *not* read the current
263          * state. srst assertion is transitionary and *can* be much
264          * less than 1ms.
265          */
266         int (*srst_asserted)(int *srst_asserted);
267
268 } jtag_interface_t;
269
270 enum jtag_event
271 {
272         JTAG_TRST_ASSERTED
273 };
274
275 extern char * jtag_event_strings[];
276
277 enum jtag_tap_event
278 {
279         JTAG_TAP_EVENT_ENABLE,
280         JTAG_TAP_EVENT_DISABLE
281 };
282
283 extern const Jim_Nvp nvp_jtag_tap_event[];
284
285 struct jtag_tap_event_action_s {
286         enum jtag_tap_event event;
287         Jim_Obj *body;
288         jtag_tap_event_action_t *next;
289 };
290
291 extern int jtag_trst;
292 extern int jtag_srst;
293
294 typedef struct jtag_event_callback_s
295 {
296         int (*callback)(enum jtag_event event, void *priv);
297         void *priv;
298         struct jtag_event_callback_s *next;
299 } jtag_event_callback_t;
300
301 extern jtag_event_callback_t *jtag_event_callbacks;
302
303 extern jtag_interface_t *jtag;  /* global pointer to configured JTAG interface */
304 extern enum tap_state end_state;
305 extern enum tap_state cur_state;
306
307 extern int jtag_speed;
308 extern int jtag_speed_post_reset;
309
310 enum reset_types
311 {
312         RESET_NONE = 0x0,
313         RESET_HAS_TRST = 0x1,
314         RESET_HAS_SRST = 0x2,
315         RESET_TRST_AND_SRST = 0x3,
316         RESET_SRST_PULLS_TRST = 0x4,
317         RESET_TRST_PULLS_SRST = 0x8,
318         RESET_TRST_OPEN_DRAIN = 0x10,
319         RESET_SRST_PUSH_PULL = 0x20,
320 };
321
322 extern enum reset_types jtag_reset_config;
323
324 /* initialize interface upon startup. A successful no-op
325  * upon subsequent invocations
326  */
327 extern int jtag_interface_init(struct command_context_s *cmd_ctx);
328 /* initialize JTAG chain using only a RESET reset. If init fails,
329  * try reset + init.
330  */
331 extern int jtag_init(struct command_context_s *cmd_ctx);
332 /* reset, then initialize JTAG chain */
333 extern int jtag_init_reset(struct command_context_s *cmd_ctx);
334 extern int jtag_register_commands(struct command_context_s *cmd_ctx);
335
336 /* JTAG interface, can be implemented with a software or hardware fifo
337  *
338  * TAP_DRSHIFT and TAP_IRSHIFT are illegal end states. TAP_DRSHIFT/IRSHIFT as end states
339  * can be emulated by using a larger scan.
340  *
341  * Code that is relatively insensitive to the path(as long
342  * as it is JTAG compliant) taken through state machine can use
343  * endstate for jtag_add_xxx_scan(). Otherwise the pause state must be
344  * specified as end state and a subsequent jtag_add_pathmove() must
345  * be issued.
346  *
347  */
348 extern void jtag_add_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
349 extern int interface_jtag_add_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
350 extern void jtag_add_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
351 extern int interface_jtag_add_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
352 extern void jtag_add_plain_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
353 extern int interface_jtag_add_plain_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
354 extern void jtag_add_plain_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
355 extern int interface_jtag_add_plain_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
356 /* run a TAP_RESET reset. End state is TAP_RESET, regardless
357  * of start state.
358  */
359 extern void jtag_add_tlr(void);
360 extern int interface_jtag_add_tlr(void);
361 /* Do not use jtag_add_pathmove() unless you need to, but do use it
362  * if you have to.
363  *
364  * DANGER! If the target is dependent upon a particular sequence
365  * of transitions for things to work correctly(e.g. as a workaround
366  * for an errata that contradicts the JTAG standard), then pathmove
367  * must be used, even if some jtag interfaces happen to use the
368  * desired path. Worse, the jtag interface used for testing a
369  * particular implementation, could happen to use the "desired"
370  * path when transitioning to/from end
371  * state.
372  *
373  * A list of unambigious single clock state transitions, not
374  * all drivers can support this, but it is required for e.g.
375  * XScale and Xilinx support
376  *
377  * Note! TAP_RESET must not be used in the path!
378  *
379  * Note that the first on the list must be reachable
380  * via a single transition from the current state.
381  *
382  * All drivers are required to implement jtag_add_pathmove().
383  * However, if the pathmove sequence can not be precisely
384  * executed, an interface_jtag_add_pathmove() or jtag_execute_queue()
385  * must return an error. It is legal, but not recommended, that
386  * a driver returns an error in all cases for a pathmove if it
387  * can only implement a few transitions and therefore
388  * a partial implementation of pathmove would have little practical
389  * application.
390  */
391 extern void jtag_add_pathmove(int num_states, enum tap_state *path);
392 extern int interface_jtag_add_pathmove(int num_states, enum tap_state *path);
393 /* go to TAP_IDLE, if we're not already there and cycle
394  * precisely num_cycles in the TAP_IDLE after which move
395  * to the end state, if it is != TAP_IDLE
396  *
397  * nb! num_cycles can be 0, in which case the fn will navigate
398  * to endstate via TAP_IDLE
399  */
400 extern void jtag_add_runtest(int num_cycles, enum tap_state endstate);
401 extern int interface_jtag_add_runtest(int num_cycles, enum tap_state endstate);
402 /* A reset of the TAP state machine can be requested.
403  *
404  * Whether tms or trst reset is used depends on the capabilities of
405  * the target and jtag interface(reset_config  command configures this).
406  *
407  * srst can driver a reset of the TAP state machine and vice
408  * versa
409  *
410  * Application code may need to examine value of jtag_reset_config
411  * to determine the proper codepath
412  *
413  * DANGER! Even though srst drives trst, trst might not be connected to
414  * the interface, and it might actually be *harmful* to assert trst in this case.
415  *
416  * This is why combinations such as "reset_config srst_only srst_pulls_trst"
417  * are supported.
418  *
419  * only req_tlr_or_trst and srst can have a transition for a
420  * call as the effects of transitioning both at the "same time"
421  * are undefined, but when srst_pulls_trst or vice versa,
422  * then trst & srst *must* be asserted together.
423  */
424 extern void jtag_add_reset(int req_tlr_or_trst, int srst);
425 /* this drives the actual srst and trst pins. srst will always be 0
426  * if jtag_reset_config & RESET_SRST_PULLS_TRST != 0 and ditto for
427  * trst.
428  *
429  * the higher level jtag_add_reset will invoke jtag_add_tlr() if
430  * approperiate
431  */
432 extern int interface_jtag_add_reset(int trst, int srst);
433 extern void jtag_add_end_state(enum tap_state endstate);
434 extern int interface_jtag_add_end_state(enum tap_state endstate);
435 extern void jtag_add_sleep(u32 us);
436 extern int interface_jtag_add_sleep(u32 us);
437
438 /*
439  * For software FIFO implementations, the queued commands can be executed
440  * during this call or earlier. A sw queue might decide to push out
441  * some of the jtag_add_xxx() operations once the queue is "big enough".
442  *
443  * This fn will return an error code if any of the prior jtag_add_xxx()
444  * calls caused a failure, e.g. check failure. Note that it does not
445  * matter if the operation was executed *before* jtag_execute_queue(),
446  * jtag_execute_queue() will still return an error code.
447  *
448  * All jtag_add_xxx() calls that have in_handler!=NULL will have been
449  * executed when this fn returns, but if what has been queued only
450  * clocks data out, without reading anything back, then JTAG could
451  * be running *after* jtag_execute_queue() returns. The API does
452  * not define a way to flush a hw FIFO that runs *after*
453  * jtag_execute_queue() returns.
454  *
455  * jtag_add_xxx() commands can either be executed immediately or
456  * at some time between the jtag_add_xxx() fn call and jtag_execute_queue().
457  */
458 extern int jtag_execute_queue(void);
459 /* can be implemented by hw+sw */
460 extern int interface_jtag_execute_queue(void);
461 extern int jtag_power_dropout(int *dropout);
462 extern int jtag_srst_asserted(int *srst_asserted);
463
464 /* JTAG support functions */
465 extern void jtag_set_check_value(scan_field_t *field, u8 *value,  u8 *mask, error_handler_t *in_error_handler);
466 extern enum scan_type jtag_scan_type(scan_command_t *cmd);
467 extern int jtag_scan_size(scan_command_t *cmd);
468 extern int jtag_read_buffer(u8 *buffer, scan_command_t *cmd);
469 extern int jtag_build_buffer(scan_command_t *cmd, u8 **buffer);
470
471 extern void jtag_sleep(u32 us);
472 extern int jtag_call_event_callbacks(enum jtag_event event);
473 extern int jtag_register_event_callback(int (*callback)(enum jtag_event event, void *priv), void *priv);
474
475 extern int jtag_verify_capture_ir;
476
477 void jtag_tap_handle_event( jtag_tap_t * tap, enum jtag_tap_event e);
478
479 /* error codes
480  * JTAG subsystem uses codes between -100 and -199 */
481
482 #define ERROR_JTAG_INIT_FAILED                  (-100)
483 #define ERROR_JTAG_INVALID_INTERFACE    (-101)
484 #define ERROR_JTAG_NOT_IMPLEMENTED              (-102)
485 #define ERROR_JTAG_TRST_ASSERTED                (-103)
486 #define ERROR_JTAG_QUEUE_FAILED                 (-104)
487 #define ERROR_JTAG_DEVICE_ERROR                 (-107)
488
489 /* this allows JTAG devices to implement the entire jtag_xxx() layer in hw/sw */
490 #ifdef HAVE_JTAG_MINIDRIVER_H
491 /* Here a #define MINIDRIVER() and an inline version of hw fifo interface_jtag_add_dr_out can be defined */
492 #include "jtag_minidriver.h"
493 #define MINIDRIVER(a) notused ## a
494 #else
495 #define MINIDRIVER(a) a
496 /* jtag_add_dr_out() is a faster version of jtag_add_dr_scan()
497  *
498  * Current or end_state can not be TAP_RESET. end_state can be -1
499  *
500  * num_bits[i] is the number of bits to clock out from value[i] LSB first.
501  *
502  * If the device is in bypass, then that is an error condition in
503  * the caller code that is not detected by this fn, whereas jtag_add_dr_scan()
504  * does detect it. Similarly if the device is not in bypass, data must
505  * be passed to it.
506  *
507  * If anything fails, then jtag_error will be set and jtag_execute() will
508  * return an error. There is no way to determine if there was a failure
509  * during this function call.
510  *
511  * Note that this jtag_add_dr_out can be defined as an inline function.
512  */
513 extern void interface_jtag_add_dr_out(jtag_tap_t *tap,
514                 int num_fields,
515                 const int *num_bits,
516                 const u32 *value,
517                 enum tap_state end_state);
518 #endif
519
520 static __inline__ void jtag_add_dr_out(jtag_tap_t *tap,
521                 int num_fields,
522                 const int *num_bits,
523                 const u32 *value,
524                 enum tap_state end_state)
525 {
526         if (end_state != -1)
527                 cmd_queue_end_state=end_state;
528         cmd_queue_cur_state=cmd_queue_end_state;
529         interface_jtag_add_dr_out(tap, num_fields, num_bits, value, cmd_queue_end_state);
530 }
531
532 #endif /* JTAG_H */