82fa061bc6e490acca9f78426a5b4453d0b0c70f
[fw/openocd] / src / jtag / jtag.h
1 /***************************************************************************
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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 typedef 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 } tap_state_t;
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 int tap_move_map[16];    /* map 16 TAP states to 6 stable states */
54 extern u8 tap_move[6][6];               /* value scanned to TMS to move from one of six stable states to another */
55 extern tap_transition_t tap_transitions[16];    /* describe the TAP state diagram */
56
57 extern enum tap_state end_state;                /* finish DR scans in dr_end_state */
58 extern enum tap_state cur_state;                /* current TAP state */
59
60 extern enum tap_state cmd_queue_end_state;              /* finish DR scans in dr_end_state */
61 extern enum tap_state cmd_queue_cur_state;              /* current TAP state */
62
63 #define TAP_MOVE(from, to) tap_move[tap_move_map[from]][tap_move_map[to]]
64
65 typedef void * error_handler_t; /* Later on we can delete error_handler_t, but keep it for now to make patches more readable */
66
67 struct scan_field_s;
68 typedef int (*in_handler_t)(u8 *in_value, void *priv, struct scan_field_s *field);
69
70 typedef struct scan_field_s
71 {
72         jtag_tap_t *tap;        /* tap pointer this instruction refers to */
73         int num_bits;           /* number of bits this field specifies (up to 32) */
74         u8 *out_value;          /* value to be scanned into the device */
75         u8 *out_mask;           /* only masked bits care */
76         u8 *in_value;           /* pointer to a 32-bit memory location to take data scanned out */
77         /* in_check_value/mask, in_handler_error_handler, in_handler_priv can be used by the in handler, otherwise they contain garbage  */
78         u8 *in_check_value;     /* used to validate scan results */
79         u8 *in_check_mask;      /* check specified bits against check_value */
80         in_handler_t in_handler;/* process received buffer using this handler */
81         void *in_handler_priv;  /* additional information for the in_handler */
82 } scan_field_t;
83
84 enum scan_type
85 {
86         /* IN: from device to host, OUT: from host to device */
87         SCAN_IN = 1, SCAN_OUT = 2, SCAN_IO = 3
88 };
89
90 typedef struct scan_command_s
91 {
92         int ir_scan;    /* instruction/not data scan */
93         int num_fields;         /* number of fields in *fields array */
94         scan_field_t *fields;   /* pointer to an array of data scan fields */
95         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
96 } scan_command_t;
97
98 typedef struct statemove_command_s
99 {
100         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
101 } statemove_command_t;
102
103 typedef struct pathmove_command_s
104 {
105         int num_states;                         /* number of states in *path */
106         enum tap_state *path;           /* states that have to be passed */
107 } pathmove_command_t;
108
109 typedef struct runtest_command_s
110 {
111         int num_cycles;         /* number of cycles that should be spent in Run-Test/Idle */
112         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
113 } runtest_command_t;
114
115 typedef struct reset_command_s
116 {
117         int trst;                       /* trst/srst 0: deassert, 1: assert, -1: don't change */
118         int srst;
119 } reset_command_t;
120
121 typedef struct end_state_command_s
122 {
123         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
124 } end_state_command_t;
125
126 typedef struct sleep_command_s
127 {
128         u32 us;         /* number of microseconds to sleep */
129 } sleep_command_t;
130
131 typedef union jtag_command_container_u
132 {
133         scan_command_t *scan;
134         statemove_command_t *statemove;
135         pathmove_command_t *pathmove;
136         runtest_command_t *runtest;
137         reset_command_t *reset;
138         end_state_command_t *end_state;
139         sleep_command_t *sleep;
140 } jtag_command_container_t;
141
142 enum jtag_command_type
143 {
144         JTAG_SCAN = 1,
145         JTAG_STATEMOVE = 2, JTAG_RUNTEST = 3,
146         JTAG_RESET = 4, JTAG_END_STATE = 5,
147         JTAG_PATHMOVE = 6, JTAG_SLEEP = 7
148 };
149
150 typedef struct jtag_command_s
151 {
152         jtag_command_container_t cmd;
153         enum jtag_command_type type;
154         struct jtag_command_s *next;
155 } jtag_command_t;
156
157 extern jtag_command_t *jtag_command_queue;
158
159 /* forward declaration */
160 typedef struct jtag_tap_event_action_s jtag_tap_event_action_t;
161
162 /* this is really: typedef jtag_tap_t */
163 /* But - the typedef is done in "types.h" */
164 /* due to "forward decloration reasons" */
165 struct jtag_tap_s
166 {
167         const char *chip;
168         const char *tapname;
169         const char *dotted_name;
170         int         abs_chain_position;
171         int enabled;
172         int ir_length;          /* size of instruction register */
173         u32 ir_capture_value;
174         u8 *expected;           /* Capture-IR expected value */
175         u32 ir_capture_mask;
176         u8 *expected_mask;      /* Capture-IR expected mask */
177         u32 idcode;                     /* device identification code */
178         u32 *expected_ids;      /* Array of expected identification codes */
179         u8 expected_ids_cnt;/* Number of expected identification codes */
180         u8 *cur_instr;          /* current instruction */
181         int bypass;                     /* bypass register selected */
182
183         jtag_tap_event_action_t *event_action;
184
185         jtag_tap_t *next_tap;
186 };
187 extern jtag_tap_t *jtag_AllTaps(void);
188 extern jtag_tap_t *jtag_TapByPosition(int n);
189 extern jtag_tap_t *jtag_TapByPosition(int n);
190 extern jtag_tap_t *jtag_TapByString(const char *dotted_name);
191 extern jtag_tap_t *jtag_TapByJimObj(Jim_Interp *interp, Jim_Obj *obj);
192 extern jtag_tap_t *jtag_TapByAbsPosition(int abs_position);
193 extern int jtag_NumEnabledTaps(void);
194 extern int jtag_NumTotalTaps(void);
195
196 static __inline__ jtag_tap_t *
197 jtag_NextEnabledTap( jtag_tap_t *p )
198 {
199         if( p == NULL ){
200                 /* start at the head of list */
201                 p = jtag_AllTaps();
202         } else {
203                 /* start *after* this one */
204                 p = p->next_tap;
205         }
206         while( p ){
207                 if( p->enabled ){
208                         break;
209                 } else {
210                         p = p->next_tap;
211                 }
212         }
213         return p;
214 }
215
216 enum reset_line_mode
217 {
218         LINE_OPEN_DRAIN = 0x0,
219         LINE_PUSH_PULL = 0x1,
220 };
221
222 typedef struct jtag_interface_s
223 {
224         char* name;
225
226         /* queued command execution
227          */
228         int (*execute_queue)(void);
229
230         /* interface initalization
231          */
232         int (*speed)(int speed);
233         int (*register_commands)(struct command_context_s *cmd_ctx);
234         int (*init)(void);
235         int (*quit)(void);
236         /* returns JTAG maxium speed for KHz. 0=RTCK. The function returns
237         a failure if it can't support the KHz/RTCK.
238
239         WARNING!!!! if RTCK is *slow* then think carefully about
240         whether you actually want to support this in the driver.
241         Many target scripts are written to handle the absence of RTCK
242         and use a fallback kHz TCK.
243         */
244         int (*khz)(int khz, int *jtag_speed);
245         /* returns the KHz for the provided JTAG speed. 0=RTCK. The function returns
246         a failure if it can't support the KHz/RTCK. */
247         int (*speed_div)(int speed, int *khz);
248
249         /* Read and clear the power dropout flag. Note that a power dropout
250            can be transitionary, easily much less than a ms.
251
252            So to find out if the power is *currently* on, you must invoke
253            this method twice. Once to clear the power dropout flag and a
254            second time to read the current state.
255
256            Currently the default implementation is never to detect power dropout.
257         */
258         int (*power_dropout)(int *power_dropout);
259         /* Read and clear the srst asserted detection flag.
260          *
261          * NB!!!! like power_dropout this does *not* read the current
262          * state. srst assertion is transitionary and *can* be much
263          * less than 1ms.
264          */
265         int (*srst_asserted)(int *srst_asserted);
266
267 } jtag_interface_t;
268
269 enum jtag_event
270 {
271         JTAG_TRST_ASSERTED
272 };
273
274 extern char * jtag_event_strings[];
275
276 enum jtag_tap_event
277 {
278         JTAG_TAP_EVENT_ENABLE,
279         JTAG_TAP_EVENT_DISABLE
280 };
281
282 extern const Jim_Nvp nvp_jtag_tap_event[];
283
284 struct jtag_tap_event_action_s {
285         enum jtag_tap_event event;
286         Jim_Obj *body;
287         jtag_tap_event_action_t *next;
288 };
289
290 extern int jtag_trst;
291 extern int jtag_srst;
292
293 typedef struct jtag_event_callback_s
294 {
295         int (*callback)(enum jtag_event event, void *priv);
296         void *priv;
297         struct jtag_event_callback_s *next;
298 } jtag_event_callback_t;
299
300 extern jtag_event_callback_t *jtag_event_callbacks;
301
302 extern jtag_interface_t *jtag;  /* global pointer to configured JTAG interface */
303 extern enum tap_state end_state;
304 extern enum tap_state cur_state;
305
306 extern int jtag_speed;
307 extern int jtag_speed_post_reset;
308
309 enum reset_types
310 {
311         RESET_NONE = 0x0,
312         RESET_HAS_TRST = 0x1,
313         RESET_HAS_SRST = 0x2,
314         RESET_TRST_AND_SRST = 0x3,
315         RESET_SRST_PULLS_TRST = 0x4,
316         RESET_TRST_PULLS_SRST = 0x8,
317         RESET_TRST_OPEN_DRAIN = 0x10,
318         RESET_SRST_PUSH_PULL = 0x20,
319 };
320
321 extern enum reset_types jtag_reset_config;
322
323 /* initialize interface upon startup. A successful no-op
324  * upon subsequent invocations
325  */
326 extern int jtag_interface_init(struct command_context_s *cmd_ctx);
327 /* initialize JTAG chain using only a RESET reset. If init fails,
328  * try reset + init.
329  */
330 extern int jtag_init(struct command_context_s *cmd_ctx);
331 /* reset, then initialize JTAG chain */
332 extern int jtag_init_reset(struct command_context_s *cmd_ctx);
333 extern int jtag_register_commands(struct command_context_s *cmd_ctx);
334
335 /* JTAG interface, can be implemented with a software or hardware fifo
336  *
337  * TAP_DRSHIFT and TAP_IRSHIFT are illegal end states. TAP_DRSHIFT/IRSHIFT as end states
338  * can be emulated by using a larger scan.
339  *
340  * Code that is relatively insensitive to the path(as long
341  * as it is JTAG compliant) taken through state machine can use
342  * endstate for jtag_add_xxx_scan(). Otherwise the pause state must be
343  * specified as end state and a subsequent jtag_add_pathmove() must
344  * be issued.
345  *
346  */
347 extern void jtag_add_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
348 extern int interface_jtag_add_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
349 extern void jtag_add_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
350 extern int interface_jtag_add_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
351 extern void jtag_add_plain_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
352 extern int interface_jtag_add_plain_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
353 extern void jtag_add_plain_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
354 extern int interface_jtag_add_plain_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
355 /* run a TAP_RESET reset. End state is TAP_RESET, regardless
356  * of start state.
357  */
358 extern void jtag_add_tlr(void);
359 extern int interface_jtag_add_tlr(void);
360 /* Do not use jtag_add_pathmove() unless you need to, but do use it
361  * if you have to.
362  *
363  * DANGER! If the target is dependent upon a particular sequence
364  * of transitions for things to work correctly(e.g. as a workaround
365  * for an errata that contradicts the JTAG standard), then pathmove
366  * must be used, even if some jtag interfaces happen to use the
367  * desired path. Worse, the jtag interface used for testing a
368  * particular implementation, could happen to use the "desired"
369  * path when transitioning to/from end
370  * state.
371  *
372  * A list of unambigious single clock state transitions, not
373  * all drivers can support this, but it is required for e.g.
374  * XScale and Xilinx support
375  *
376  * Note! TAP_RESET must not be used in the path!
377  *
378  * Note that the first on the list must be reachable
379  * via a single transition from the current state.
380  *
381  * All drivers are required to implement jtag_add_pathmove().
382  * However, if the pathmove sequence can not be precisely
383  * executed, an interface_jtag_add_pathmove() or jtag_execute_queue()
384  * must return an error. It is legal, but not recommended, that
385  * a driver returns an error in all cases for a pathmove if it
386  * can only implement a few transitions and therefore
387  * a partial implementation of pathmove would have little practical
388  * application.
389  */
390 extern void jtag_add_pathmove(int num_states, enum tap_state *path);
391 extern int interface_jtag_add_pathmove(int num_states, enum tap_state *path);
392 /* go to TAP_IDLE, if we're not already there and cycle
393  * precisely num_cycles in the TAP_IDLE after which move
394  * to the end state, if it is != TAP_IDLE
395  *
396  * nb! num_cycles can be 0, in which case the fn will navigate
397  * to endstate via TAP_IDLE
398  */
399 extern void jtag_add_runtest(int num_cycles, enum tap_state endstate);
400 extern int interface_jtag_add_runtest(int num_cycles, enum tap_state endstate);
401 /* A reset of the TAP state machine can be requested.
402  *
403  * Whether tms or trst reset is used depends on the capabilities of
404  * the target and jtag interface(reset_config  command configures this).
405  *
406  * srst can driver a reset of the TAP state machine and vice
407  * versa
408  *
409  * Application code may need to examine value of jtag_reset_config
410  * to determine the proper codepath
411  *
412  * DANGER! Even though srst drives trst, trst might not be connected to
413  * the interface, and it might actually be *harmful* to assert trst in this case.
414  *
415  * This is why combinations such as "reset_config srst_only srst_pulls_trst"
416  * are supported.
417  *
418  * only req_tlr_or_trst and srst can have a transition for a
419  * call as the effects of transitioning both at the "same time"
420  * are undefined, but when srst_pulls_trst or vice versa,
421  * then trst & srst *must* be asserted together.
422  */
423 extern void jtag_add_reset(int req_tlr_or_trst, int srst);
424 /* this drives the actual srst and trst pins. srst will always be 0
425  * if jtag_reset_config & RESET_SRST_PULLS_TRST != 0 and ditto for
426  * trst.
427  *
428  * the higher level jtag_add_reset will invoke jtag_add_tlr() if
429  * approperiate
430  */
431 extern int interface_jtag_add_reset(int trst, int srst);
432 extern void jtag_add_end_state(enum tap_state endstate);
433 extern int interface_jtag_add_end_state(enum tap_state endstate);
434 extern void jtag_add_sleep(u32 us);
435 extern int interface_jtag_add_sleep(u32 us);
436
437 /*
438  * For software FIFO implementations, the queued commands can be executed
439  * during this call or earlier. A sw queue might decide to push out
440  * some of the jtag_add_xxx() operations once the queue is "big enough".
441  *
442  * This fn will return an error code if any of the prior jtag_add_xxx()
443  * calls caused a failure, e.g. check failure. Note that it does not
444  * matter if the operation was executed *before* jtag_execute_queue(),
445  * jtag_execute_queue() will still return an error code.
446  *
447  * All jtag_add_xxx() calls that have in_handler!=NULL will have been
448  * executed when this fn returns, but if what has been queued only
449  * clocks data out, without reading anything back, then JTAG could
450  * be running *after* jtag_execute_queue() returns. The API does
451  * not define a way to flush a hw FIFO that runs *after*
452  * jtag_execute_queue() returns.
453  *
454  * jtag_add_xxx() commands can either be executed immediately or
455  * at some time between the jtag_add_xxx() fn call and jtag_execute_queue().
456  */
457 extern int jtag_execute_queue(void);
458 /* can be implemented by hw+sw */
459 extern int interface_jtag_execute_queue(void);
460 extern int jtag_power_dropout(int *dropout);
461 extern int jtag_srst_asserted(int *srst_asserted);
462
463 /* JTAG support functions */
464 extern void jtag_set_check_value(scan_field_t *field, u8 *value,  u8 *mask, error_handler_t *in_error_handler);
465 extern enum scan_type jtag_scan_type(scan_command_t *cmd);
466 extern int jtag_scan_size(scan_command_t *cmd);
467 extern int jtag_read_buffer(u8 *buffer, scan_command_t *cmd);
468 extern int jtag_build_buffer(scan_command_t *cmd, u8 **buffer);
469
470 extern void jtag_sleep(u32 us);
471 extern int jtag_call_event_callbacks(enum jtag_event event);
472 extern int jtag_register_event_callback(int (*callback)(enum jtag_event event, void *priv), void *priv);
473
474 extern int jtag_verify_capture_ir;
475
476 void jtag_tap_handle_event( jtag_tap_t * tap, enum jtag_tap_event e);
477
478 /* error codes
479  * JTAG subsystem uses codes between -100 and -199 */
480
481 #define ERROR_JTAG_INIT_FAILED                  (-100)
482 #define ERROR_JTAG_INVALID_INTERFACE    (-101)
483 #define ERROR_JTAG_NOT_IMPLEMENTED              (-102)
484 #define ERROR_JTAG_TRST_ASSERTED                (-103)
485 #define ERROR_JTAG_QUEUE_FAILED                 (-104)
486 #define ERROR_JTAG_DEVICE_ERROR                 (-107)
487
488 /* this allows JTAG devices to implement the entire jtag_xxx() layer in hw/sw */
489 #ifdef HAVE_JTAG_MINIDRIVER_H
490 /* Here a #define MINIDRIVER() and an inline version of hw fifo interface_jtag_add_dr_out can be defined */
491 #include "jtag_minidriver.h"
492 #define MINIDRIVER(a) notused ## a
493 #else
494 #define MINIDRIVER(a) a
495 /* jtag_add_dr_out() is a faster version of jtag_add_dr_scan()
496  *
497  * Current or end_state can not be TAP_RESET. end_state can be -1
498  *
499  * num_bits[i] is the number of bits to clock out from value[i] LSB first.
500  *
501  * If the device is in bypass, then that is an error condition in
502  * the caller code that is not detected by this fn, whereas jtag_add_dr_scan()
503  * does detect it. Similarly if the device is not in bypass, data must
504  * be passed to it.
505  *
506  * If anything fails, then jtag_error will be set and jtag_execute() will
507  * return an error. There is no way to determine if there was a failure
508  * during this function call.
509  *
510  * Note that this jtag_add_dr_out can be defined as an inline function.
511  */
512 extern void interface_jtag_add_dr_out(jtag_tap_t *tap,
513                 int num_fields,
514                 const int *num_bits,
515                 const u32 *value,
516                 enum tap_state end_state);
517 #endif
518
519 static __inline__ void jtag_add_dr_out(jtag_tap_t *tap,
520                 int num_fields,
521                 const int *num_bits,
522                 const u32 *value,
523                 enum tap_state end_state)
524 {
525         if (end_state != -1)
526                 cmd_queue_end_state=end_state;
527         cmd_queue_cur_state=cmd_queue_end_state;
528         interface_jtag_add_dr_out(tap, num_fields, num_bits, value, cmd_queue_end_state);
529 }
530
531 /**
532  * Function jtag_state_name
533  * Returns a string suitable for display representing the JTAG tap_state
534  */
535 const char* jtag_state_name(enum tap_state state);
536
537
538 #endif /* JTAG_H */