Change tap_state naming to be consistent with SVF documentation.
[fw/openocd] / src / jtag / jtag.h
1 /***************************************************************************
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3  *   Dominic.Rath@gmx.de                                                   *
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19  *   along with this program; if not, write to the                         *
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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
86 enum scan_type
87 {
88         /* IN: from device to host, OUT: from host to device */
89         SCAN_IN = 1, SCAN_OUT = 2, SCAN_IO = 3
90 };
91
92 typedef struct scan_command_s
93 {
94         int ir_scan;    /* instruction/not data scan */
95         int num_fields;         /* number of fields in *fields array */
96         scan_field_t *fields;   /* pointer to an array of data scan fields */
97         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
98 } scan_command_t;
99
100 typedef struct statemove_command_s
101 {
102         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
103 } statemove_command_t;
104
105 typedef struct pathmove_command_s
106 {
107         int num_states;                         /* number of states in *path */
108         enum tap_state *path;           /* states that have to be passed */
109 } pathmove_command_t;
110
111 typedef struct runtest_command_s
112 {
113         int num_cycles;         /* number of cycles that should be spent in Run-Test/Idle */
114         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
115 } runtest_command_t;
116
117 typedef struct reset_command_s
118 {
119         int trst;                       /* trst/srst 0: deassert, 1: assert, -1: don't change */
120         int srst;
121 } reset_command_t;
122
123 typedef struct end_state_command_s
124 {
125         enum tap_state end_state;       /* TAP state in which JTAG commands should finish */
126 } end_state_command_t;
127
128 typedef struct sleep_command_s
129 {
130         u32 us;         /* number of microseconds to sleep */
131 } sleep_command_t;
132
133 typedef union jtag_command_container_u
134 {
135         scan_command_t *scan;
136         statemove_command_t *statemove;
137         pathmove_command_t *pathmove;
138         runtest_command_t *runtest;
139         reset_command_t *reset;
140         end_state_command_t *end_state;
141         sleep_command_t *sleep;
142 } jtag_command_container_t;
143
144 enum jtag_command_type
145 {
146         JTAG_SCAN = 1,
147         JTAG_STATEMOVE = 2, JTAG_RUNTEST = 3,
148         JTAG_RESET = 4, JTAG_END_STATE = 5,
149         JTAG_PATHMOVE = 6, JTAG_SLEEP = 7
150 };
151
152 typedef struct jtag_command_s
153 {
154         jtag_command_container_t cmd;
155         enum jtag_command_type type;
156         struct jtag_command_s *next;
157 } jtag_command_t;
158
159 extern jtag_command_t *jtag_command_queue;
160
161 // this is really: typedef jtag_tap_t
162 // But - the typedef is done in "types.h"
163 // due to "forward decloration reasons"
164 struct jtag_tap_s
165 {
166         const char *chip;
167         const char *tapname;
168         const char *dotted_name;
169         int         abs_chain_position;
170         int enabled;
171         int ir_length;          /* size of instruction register */
172         u32 ir_capture_value;
173         u8 *expected;           /* Capture-IR expected value */
174         u32 ir_capture_mask;
175         u8 *expected_mask;      /* Capture-IR expected mask */
176         u32 idcode;                     /* device identification code */
177         u32 *expected_ids;      /* Array of expected identification codes */
178         u8 expected_ids_cnt;/* Number of expected identification codes */
179         u8 *cur_instr;          /* current instruction */
180         int bypass;                     /* bypass register selected */
181         jtag_tap_t *next_tap;
182 };
183 extern jtag_tap_t *jtag_AllTaps(void);
184 extern jtag_tap_t *jtag_TapByPosition(int n);
185 extern jtag_tap_t *jtag_TapByPosition( int n );
186 extern jtag_tap_t *jtag_TapByString( const char *dotted_name );
187 extern jtag_tap_t *jtag_TapByJimObj( Jim_Interp *interp, Jim_Obj *obj );
188 extern jtag_tap_t *jtag_TapByAbsPosition( int abs_position );
189 extern int         jtag_NumEnabledTaps(void);
190 extern int         jtag_NumTotalTaps(void);
191
192
193 static __inline__ jtag_tap_t *
194 jtag_NextEnabledTap( jtag_tap_t *p )
195 {
196         if( p == NULL ){
197                 // start at the head of list
198                 p = jtag_AllTaps();
199         } else {
200                 // start *after* this one
201                 p = p->next_tap;
202         }
203         while( p ){
204                 if( p->enabled ){
205                         break;
206                 } else {
207                         p = p->next_tap;
208                 }
209         }
210         return p;
211 }
212
213
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 extern int jtag_trst;
277 extern int jtag_srst;
278
279 typedef struct jtag_event_callback_s
280 {
281         int (*callback)(enum jtag_event event, void *priv);
282         void *priv;
283         struct jtag_event_callback_s *next;
284 } jtag_event_callback_t;
285
286 extern jtag_event_callback_t *jtag_event_callbacks;
287
288 extern jtag_interface_t *jtag;  /* global pointer to configured JTAG interface */
289 extern enum tap_state end_state;
290 extern enum tap_state cur_state;
291
292 extern int jtag_speed;
293 extern int jtag_speed_post_reset;
294
295 enum reset_types
296 {
297         RESET_NONE = 0x0,
298         RESET_HAS_TRST = 0x1,
299         RESET_HAS_SRST = 0x2,
300         RESET_TRST_AND_SRST = 0x3,
301         RESET_SRST_PULLS_TRST = 0x4,
302         RESET_TRST_PULLS_SRST = 0x8,
303         RESET_TRST_OPEN_DRAIN = 0x10,
304         RESET_SRST_PUSH_PULL = 0x20,
305 };
306
307 extern enum reset_types jtag_reset_config;
308
309 /* initialize interface upon startup. A successful no-op
310  * upon subsequent invocations
311  */
312 extern int jtag_interface_init(struct command_context_s *cmd_ctx);
313 /* initialize JTAG chain using only a TLR reset. If init fails,
314  * try reset + init.
315  */
316 extern int jtag_init(struct command_context_s *cmd_ctx);
317 /* reset, then initialize JTAG chain */
318 extern int jtag_init_reset(struct command_context_s *cmd_ctx);
319 extern int jtag_register_commands(struct command_context_s *cmd_ctx);
320
321 /* JTAG interface, can be implemented with a software or hardware fifo
322  *
323  * TAP_DRSHIFT and TAP_IRSHIFT are illegal end states. TAP_DRSHIFT/SI as end states
324  * can be emulated by using a larger scan.
325  *
326  * Code that is relatively insensitive to the path(as long
327  * as it is JTAG compliant) taken through state machine can use
328  * endstate for jtag_add_xxx_scan(). Otherwise the pause state must be
329  * specified as end state and a subsequent jtag_add_pathmove() must
330  * be issued.
331  *
332  */
333 extern void jtag_add_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
334 extern int interface_jtag_add_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
335 extern void jtag_add_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
336 extern int interface_jtag_add_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
337 extern void jtag_add_plain_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
338 extern int interface_jtag_add_plain_ir_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
339 extern void jtag_add_plain_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
340 extern int interface_jtag_add_plain_dr_scan(int num_fields, scan_field_t *fields, enum tap_state endstate);
341 /* run a TAP_RESET reset. End state is TAP_RESET, regardless
342  * of start state.
343  */
344 extern void jtag_add_tlr(void);
345 extern int interface_jtag_add_tlr(void);
346 /* Do not use jtag_add_pathmove() unless you need to, but do use it
347  * if you have to.
348  *
349  * DANGER! If the target is dependent upon a particular sequence
350  * of transitions for things to work correctly(e.g. as a workaround
351  * for an errata that contradicts the JTAG standard), then pathmove
352  * must be used, even if some jtag interfaces happen to use the
353  * desired path. Worse, the jtag interface used for testing a
354  * particular implementation, could happen to use the "desired"
355  * path when transitioning to/from end
356  * state.
357  *
358  * A list of unambigious single clock state transitions, not
359  * all drivers can support this, but it is required for e.g.
360  * XScale and Xilinx support
361  *
362  * Note! TAP_RESET must not be used in the path!
363  *
364  * Note that the first on the list must be reachable
365  * via a single transition from the current state.
366  *
367  * All drivers are required to implement jtag_add_pathmove().
368  * However, if the pathmove sequence can not be precisely
369  * executed, an interface_jtag_add_pathmove() or jtag_execute_queue()
370  * must return an error. It is legal, but not recommended, that
371  * a driver returns an error in all cases for a pathmove if it
372  * can only implement a few transitions and therefore
373  * a partial implementation of pathmove would have little practical
374  * application.
375  */
376 extern void jtag_add_pathmove(int num_states, enum tap_state *path);
377 extern int interface_jtag_add_pathmove(int num_states, enum tap_state *path);
378 /* go to TAP_IDLE, if we're not already there and cycle
379  * precisely num_cycles in the TAP_IDLE after which move
380  * to the end state, if it is != TAP_IDLE
381  *
382  * nb! num_cycles can be 0, in which case the fn will navigate
383  * to endstate via TAP_IDLE
384  */
385 extern void jtag_add_runtest(int num_cycles, enum tap_state endstate);
386 extern int interface_jtag_add_runtest(int num_cycles, enum tap_state endstate);
387 /* A reset of the TAP state machine can be requested.
388  *
389  * Whether tms or trst reset is used depends on the capabilities of
390  * the target and jtag interface(reset_config  command configures this).
391  *
392  * srst can driver a reset of the TAP state machine and vice
393  * versa
394  *
395  * Application code may need to examine value of jtag_reset_config
396  * to determine the proper codepath
397  *
398  * DANGER! Even though srst drives trst, trst might not be connected to
399  * the interface, and it might actually be *harmful* to assert trst in this case.
400  *
401  * This is why combinations such as "reset_config srst_only srst_pulls_trst"
402  * are supported.
403  *
404  * only req_tlr_or_trst and srst can have a transition for a
405  * call as the effects of transitioning both at the "same time"
406  * are undefined, but when srst_pulls_trst or vice versa,
407  * then trst & srst *must* be asserted together.
408  */
409 extern void jtag_add_reset(int req_tlr_or_trst, int srst);
410 /* this drives the actual srst and trst pins. srst will always be 0
411  * if jtag_reset_config & RESET_SRST_PULLS_TRST != 0 and ditto for
412  * trst.
413  *
414  * the higher level jtag_add_reset will invoke jtag_add_tlr() if
415  * approperiate
416  */
417 extern int interface_jtag_add_reset(int trst, int srst);
418 extern void jtag_add_end_state(enum tap_state endstate);
419 extern int interface_jtag_add_end_state(enum tap_state endstate);
420 extern void jtag_add_sleep(u32 us);
421 extern int interface_jtag_add_sleep(u32 us);
422
423
424
425 /*
426  * For software FIFO implementations, the queued commands can be executed
427  * during this call or earlier. A sw queue might decide to push out
428  * some of the jtag_add_xxx() operations once the queue is "big enough".
429  *
430  * This fn will return an error code if any of the prior jtag_add_xxx()
431  * calls caused a failure, e.g. check failure. Note that it does not
432  * matter if the operation was executed *before* jtag_execute_queue(),
433  * jtag_execute_queue() will still return an error code.
434  *
435  * All jtag_add_xxx() calls that have in_handler!=NULL will have been
436  * executed when this fn returns, but if what has been queued only
437  * clocks data out, without reading anything back, then JTAG could
438  * be running *after* jtag_execute_queue() returns. The API does
439  * not define a way to flush a hw FIFO that runs *after*
440  * jtag_execute_queue() returns.
441  *
442  * jtag_add_xxx() commands can either be executed immediately or
443  * at some time between the jtag_add_xxx() fn call and jtag_execute_queue().
444  */
445 extern int jtag_execute_queue(void);
446 /* can be implemented by hw+sw */
447 extern int interface_jtag_execute_queue(void);
448 extern int jtag_power_dropout(int *dropout);
449 extern int jtag_srst_asserted(int *srst_asserted);
450
451
452 /* JTAG support functions */
453 extern void jtag_set_check_value(scan_field_t *field, u8 *value,  u8 *mask, error_handler_t *in_error_handler);
454 extern enum scan_type jtag_scan_type(scan_command_t *cmd);
455 extern int jtag_scan_size(scan_command_t *cmd);
456 extern int jtag_read_buffer(u8 *buffer, scan_command_t *cmd);
457 extern int jtag_build_buffer(scan_command_t *cmd, u8 **buffer);
458
459 extern void jtag_sleep(u32 us);
460 extern int jtag_call_event_callbacks(enum jtag_event event);
461 extern int jtag_register_event_callback(int (*callback)(enum jtag_event event, void *priv), void *priv);
462
463 extern int jtag_verify_capture_ir;
464
465 /* error codes
466  * JTAG subsystem uses codes between -100 and -199 */
467
468 #define ERROR_JTAG_INIT_FAILED                  (-100)
469 #define ERROR_JTAG_INVALID_INTERFACE    (-101)
470 #define ERROR_JTAG_NOT_IMPLEMENTED              (-102)
471 #define ERROR_JTAG_TRST_ASSERTED                (-103)
472 #define ERROR_JTAG_QUEUE_FAILED                 (-104)
473 #define ERROR_JTAG_DEVICE_ERROR                 (-107)
474
475
476
477 /* this allows JTAG devices to implement the entire jtag_xxx() layer in hw/sw */
478 #ifdef HAVE_JTAG_MINIDRIVER_H
479 /* Here a #define MINIDRIVER() and an inline version of hw fifo interface_jtag_add_dr_out can be defined */
480 #include "jtag_minidriver.h"
481 #define MINIDRIVER(a) notused ## a
482 #else
483 #define MINIDRIVER(a) a
484 /* jtag_add_dr_out() is a faster version of jtag_add_dr_scan()
485  *
486  * Current or end_state can not be TAP_RESET. end_state can be -1
487  *
488  * num_bits[i] is the number of bits to clock out from value[i] LSB first.
489  *
490  * If the device is in bypass, then that is an error condition in
491  * the caller code that is not detected by this fn, whereas jtag_add_dr_scan()
492  * does detect it. Similarly if the device is not in bypass, data must
493  * be passed to it.
494  *
495  * If anything fails, then jtag_error will be set and jtag_execute() will
496  * return an error. There is no way to determine if there was a failure
497  * during this function call.
498  *
499  * Note that this jtag_add_dr_out can be defined as an inline function.
500  */
501 extern void interface_jtag_add_dr_out(jtag_tap_t *tap,
502                 int num_fields,
503                 const int *num_bits,
504                 const u32 *value,
505                 enum tap_state end_state);
506 #endif
507
508
509
510
511 static __inline__ void jtag_add_dr_out(jtag_tap_t *tap,
512                 int num_fields,
513                 const int *num_bits,
514                 const u32 *value,
515                 enum tap_state end_state)
516 {
517         if (end_state != -1)
518                 cmd_queue_end_state=end_state;
519         cmd_queue_cur_state=cmd_queue_end_state;
520         interface_jtag_add_dr_out(tap, num_fields, num_bits, value, cmd_queue_end_state);
521 }
522
523
524 #endif /* JTAG_H */