def594ee3ff5fb86dd3ddbee33b84afeaacd719b
[fw/openocd] / src / jtag / jtag.h
1 /***************************************************************************
2 *   Copyright (C) 2005 by Dominic Rath                                    *
3 *   Dominic.Rath@gmx.de                                                   *
4 *                                                                         *
5 *   Copyright (C) 2007-2010 Ã˜yvind Harboe                                 *
6 *   oyvind.harboe@zylin.com                                               *
7 *                                                                         *
8 *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify  *
9 *   it under the terms of the GNU General Public License as published by  *
10 *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or     *
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12 *                                                                         *
13 *   This program is distributed in the hope that it will be useful,       *
14 *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of        *
15 *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the         *
16 *   GNU General Public License for more details.                          *
17 *                                                                         *
18 *   You should have received a copy of the GNU General Public License     *
19 *   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>. *
20 ***************************************************************************/
21
22 #ifndef OPENOCD_JTAG_JTAG_H
23 #define OPENOCD_JTAG_JTAG_H
24
25 #include <helper/binarybuffer.h>
26 #include <helper/log.h>
27 #include <helper/replacements.h>
28
29 #ifndef DEBUG_JTAG_IOZ
30 #define DEBUG_JTAG_IOZ 64
31 #endif
32
33 /*-----</Macros>-------------------------------------------------*/
34
35 /**
36  * Defines JTAG Test Access Port states.
37  *
38  * These definitions were gleaned from the ARM7TDMI-S Technical
39  * Reference Manual and validated against several other ARM core
40  * technical manuals.
41  *
42  * FIXME some interfaces require specific numbers be used, as they
43  * are handed-off directly to their hardware implementations.
44  * Fix those drivers to map as appropriate ... then pick some
45  * sane set of numbers here (where 0/uninitialized == INVALID).
46  */
47 typedef enum tap_state {
48         TAP_INVALID = -1,
49
50         /* Proper ARM recommended numbers */
51         TAP_DREXIT2 = 0x0,
52         TAP_DREXIT1 = 0x1,
53         TAP_DRSHIFT = 0x2,
54         TAP_DRPAUSE = 0x3,
55         TAP_IRSELECT = 0x4,
56         TAP_DRUPDATE = 0x5,
57         TAP_DRCAPTURE = 0x6,
58         TAP_DRSELECT = 0x7,
59         TAP_IREXIT2 = 0x8,
60         TAP_IREXIT1 = 0x9,
61         TAP_IRSHIFT = 0xa,
62         TAP_IRPAUSE = 0xb,
63         TAP_IDLE = 0xc,
64         TAP_IRUPDATE = 0xd,
65         TAP_IRCAPTURE = 0xe,
66         TAP_RESET = 0x0f,
67 } tap_state_t;
68
69 /**
70  * Defines arguments for reset functions
71  */
72 #define SRST_DEASSERT   0
73 #define SRST_ASSERT     1
74 #define TRST_DEASSERT   0
75 #define TRST_ASSERT     1
76
77 /**
78  * Function tap_state_name
79  * Returns a string suitable for display representing the JTAG tap_state
80  */
81 const char *tap_state_name(tap_state_t state);
82
83 /** Provides user-friendly name lookup of TAP states. */
84 tap_state_t tap_state_by_name(const char *name);
85
86 /** The current TAP state of the pending JTAG command queue. */
87 extern tap_state_t cmd_queue_cur_state;
88
89 /**
90  * This structure defines a single scan field in the scan. It provides
91  * fields for the field's width and pointers to scan input and output
92  * values.
93  *
94  * In addition, this structure includes a value and mask that is used by
95  * jtag_add_dr_scan_check() to validate the value that was scanned out.
96  */
97 struct scan_field {
98         /** The number of bits this field specifies */
99         int num_bits;
100         /** A pointer to value to be scanned into the device */
101         const uint8_t *out_value;
102         /** A pointer to a 32-bit memory location for data scanned out */
103         uint8_t *in_value;
104
105         /** The value used to check the data scanned out. */
106         uint8_t *check_value;
107         /** The mask to go with check_value */
108         uint8_t *check_mask;
109 };
110
111 struct jtag_tap {
112         char *chip;
113         char *tapname;
114         char *dotted_name;
115         int abs_chain_position;
116         /** Is this TAP disabled after JTAG reset? */
117         bool disabled_after_reset;
118         /** Is this TAP currently enabled? */
119         bool enabled;
120         int ir_length; /**< size of instruction register */
121         uint32_t ir_capture_value;
122         uint8_t *expected; /**< Capture-IR expected value */
123         uint32_t ir_capture_mask;
124         uint8_t *expected_mask; /**< Capture-IR expected mask */
125         uint32_t idcode; /**< device identification code */
126         /** not all devices have idcode,
127          * we'll discover this during chain examination */
128         bool hasidcode;
129
130         /** Array of expected identification codes */
131         uint32_t *expected_ids;
132         /** Number of expected identification codes */
133         uint8_t expected_ids_cnt;
134
135         /** Flag saying whether to ignore version field in expected_ids[] */
136         bool ignore_version;
137
138         /** Flag saying whether to ignore the bypass bit in the code */
139         bool ignore_bypass;
140
141         /** current instruction */
142         uint8_t *cur_instr;
143         /** Bypass register selected */
144         int bypass;
145
146         struct jtag_tap_event_action *event_action;
147
148         struct jtag_tap *next_tap;
149         /* private pointer to support none-jtag specific functions */
150         void *priv;
151 };
152
153 void jtag_tap_init(struct jtag_tap *tap);
154 void jtag_tap_free(struct jtag_tap *tap);
155
156 struct jtag_tap *jtag_all_taps(void);
157 const char *jtag_tap_name(const struct jtag_tap *tap);
158 struct jtag_tap *jtag_tap_by_string(const char *dotted_name);
159 struct jtag_tap *jtag_tap_by_jim_obj(Jim_Interp *interp, Jim_Obj *obj);
160 struct jtag_tap *jtag_tap_by_position(unsigned abs_position);
161 struct jtag_tap *jtag_tap_next_enabled(struct jtag_tap *p);
162 unsigned jtag_tap_count_enabled(void);
163 unsigned jtag_tap_count(void);
164
165 /*
166  * - TRST_ASSERTED triggers two sets of callbacks, after operations to
167  *   reset the scan chain -- via TMS+TCK signaling, or deasserting the
168  *   nTRST signal -- are queued:
169  *
170  *    + Callbacks in C code fire first, patching internal state
171  *    + Then post-reset event scripts fire ... activating JTAG circuits
172  *      via TCK cycles, exiting SWD mode via TMS sequences, etc
173  *
174  *   During those callbacks, scan chain contents have not been validated.
175  *   JTAG operations that address a specific TAP (primarily DR/IR scans)
176  *   must *not* be queued.
177  *
178  * - TAP_EVENT_SETUP is reported after TRST_ASSERTED, and after the scan
179  *   chain has been validated.  JTAG operations including scans that
180  *   target specific TAPs may be performed.
181  *
182  * - TAP_EVENT_ENABLE and TAP_EVENT_DISABLE implement TAP activation and
183  *   deactivation outside the core using scripted code that understands
184  *   the specific JTAG router type.  They might be triggered indirectly
185  *   from EVENT_SETUP operations.
186  */
187 enum jtag_event {
188         JTAG_TRST_ASSERTED,
189         JTAG_TAP_EVENT_SETUP,
190         JTAG_TAP_EVENT_ENABLE,
191         JTAG_TAP_EVENT_DISABLE,
192 };
193
194 struct jtag_tap_event_action {
195         /** The event for which this action will be triggered. */
196         enum jtag_event event;
197         /** The interpreter to use for evaluating the @c body. */
198         Jim_Interp *interp;
199         /** Contains a script to 'eval' when the @c event is triggered. */
200         Jim_Obj *body;
201         /* next action in linked list */
202         struct jtag_tap_event_action *next;
203 };
204
205 /**
206  * Defines the function signature required for JTAG event callback
207  * functions, which are added with jtag_register_event_callback()
208  * and removed jtag_unregister_event_callback().
209  * @param event The event to handle.
210  * @param priv A pointer to data that was passed to
211  *      jtag_register_event_callback().
212  * @returns Must return ERROR_OK on success, or an error code on failure.
213  *
214  * @todo Change to return void or define a use for its return code.
215  */
216 typedef int (*jtag_event_handler_t)(enum jtag_event event, void *priv);
217
218 int jtag_register_event_callback(jtag_event_handler_t f, void *x);
219 int jtag_unregister_event_callback(jtag_event_handler_t f, void *x);
220
221 int jtag_call_event_callbacks(enum jtag_event event);
222
223 enum reset_types {
224         RESET_NONE            = 0x0,
225         RESET_HAS_TRST        = 0x1,
226         RESET_HAS_SRST        = 0x2,
227         RESET_TRST_AND_SRST   = 0x3,
228         RESET_SRST_PULLS_TRST = 0x4,
229         RESET_TRST_PULLS_SRST = 0x8,
230         RESET_TRST_OPEN_DRAIN = 0x10,
231         RESET_SRST_PUSH_PULL  = 0x20,
232         RESET_SRST_NO_GATING  = 0x40,
233         RESET_CNCT_UNDER_SRST = 0x80
234 };
235
236 enum reset_types jtag_get_reset_config(void);
237 void jtag_set_reset_config(enum reset_types type);
238
239 void jtag_set_nsrst_delay(unsigned delay);
240 unsigned jtag_get_nsrst_delay(void);
241
242 void jtag_set_ntrst_delay(unsigned delay);
243 unsigned jtag_get_ntrst_delay(void);
244
245 void jtag_set_nsrst_assert_width(unsigned delay);
246 unsigned jtag_get_nsrst_assert_width(void);
247
248 void jtag_set_ntrst_assert_width(unsigned delay);
249 unsigned jtag_get_ntrst_assert_width(void);
250
251 /** @returns The current state of TRST. */
252 int jtag_get_trst(void);
253 /** @returns The current state of SRST. */
254 int jtag_get_srst(void);
255
256 /** Enable or disable data scan verification checking. */
257 void jtag_set_verify(bool enable);
258 /** @returns True if data scan verification will be performed. */
259 bool jtag_will_verify(void);
260
261 /** Enable or disable verification of IR scan checking. */
262 void jtag_set_verify_capture_ir(bool enable);
263 /** @returns True if IR scan verification will be performed. */
264 bool jtag_will_verify_capture_ir(void);
265
266 /** Set ms to sleep after jtag_execute_queue() flushes queue. Debug purposes. */
267 void jtag_set_flush_queue_sleep(int ms);
268
269 /**
270  * Initialize JTAG chain using only a RESET reset. If init fails,
271  * try reset + init.
272  */
273 int jtag_init(struct command_context *cmd_ctx);
274
275 /** reset, then initialize JTAG chain */
276 int jtag_init_reset(struct command_context *cmd_ctx);
277 int jtag_register_commands(struct command_context *cmd_ctx);
278 int jtag_init_inner(struct command_context *cmd_ctx);
279
280 /**
281  * @file
282  * The JTAG interface can be implemented with a software or hardware fifo.
283  *
284  * TAP_DRSHIFT and TAP_IRSHIFT are illegal end states; however,
285  * TAP_DRSHIFT/IRSHIFT can be emulated as end states, by using longer
286  * scans.
287  *
288  * Code that is relatively insensitive to the path taken through state
289  * machine (as long as it is JTAG compliant) can use @a endstate for
290  * jtag_add_xxx_scan(). Otherwise, the pause state must be specified as
291  * end state and a subsequent jtag_add_pathmove() must be issued.
292  */
293
294 /**
295  * Generate an IR SCAN with a list of scan fields with one entry for
296  * each enabled TAP.
297  *
298  * If the input field list contains an instruction value for a TAP then
299  * that is used otherwise the TAP is set to bypass.
300  *
301  * TAPs for which no fields are passed are marked as bypassed for
302  * subsequent DR SCANs.
303  *
304  */
305 void jtag_add_ir_scan(struct jtag_tap *tap,
306                 struct scan_field *fields, tap_state_t endstate);
307 /**
308  * The same as jtag_add_ir_scan except no verification is performed out
309  * the output values.
310  */
311 void jtag_add_ir_scan_noverify(struct jtag_tap *tap,
312                 const struct scan_field *fields, tap_state_t state);
313 /**
314  * Scan out the bits in ir scan mode.
315  *
316  * If in_bits == NULL, discard incoming bits.
317  */
318 void jtag_add_plain_ir_scan(int num_bits, const uint8_t *out_bits, uint8_t *in_bits,
319                 tap_state_t endstate);
320
321 /**
322  * Generate a DR SCAN using the fields passed to the function.
323  * For connected TAPs, the function checks in_fields and uses fields
324  * specified there.  For bypassed TAPs, the function generates a dummy
325  * 1-bit field.  The bypass status of TAPs is set by jtag_add_ir_scan().
326  */
327 void jtag_add_dr_scan(struct jtag_tap *tap, int num_fields,
328                 const struct scan_field *fields, tap_state_t endstate);
329 /** A version of jtag_add_dr_scan() that uses the check_value/mask fields */
330 void jtag_add_dr_scan_check(struct jtag_tap *tap, int num_fields,
331                 struct scan_field *fields, tap_state_t endstate);
332 /**
333  * Scan out the bits in ir scan mode.
334  *
335  * If in_bits == NULL, discard incoming bits.
336  */
337 void jtag_add_plain_dr_scan(int num_bits,
338                 const uint8_t *out_bits, uint8_t *in_bits, tap_state_t endstate);
339
340 /**
341  * Defines the type of data passed to the jtag_callback_t interface.
342  * The underlying type must allow storing an @c int or pointer type.
343  */
344 typedef intptr_t jtag_callback_data_t;
345
346 /**
347  * Defines a simple JTAG callback that can allow conversions on data
348  * scanned in from an interface.
349  *
350  * This callback should only be used for conversion that cannot fail.
351  * For conversion types or checks that can fail, use the more complete
352  * variant: jtag_callback_t.
353  */
354 typedef void (*jtag_callback1_t)(jtag_callback_data_t data0);
355
356 /** A simpler version of jtag_add_callback4(). */
357 void jtag_add_callback(jtag_callback1_t f, jtag_callback_data_t data0);
358
359
360 /**
361  * Defines the interface of the JTAG callback mechanism.  Such
362  * callbacks can be executed once the queue has been flushed.
363  *
364  * The JTAG queue can be executed synchronously or asynchronously.
365  * Typically for USB, the queue is executed asynchronously.  For
366  * low-latency interfaces, the queue may be executed synchronously.
367  *
368  * The callback mechanism is very general and does not make many
369  * assumptions about what the callback does or what its arguments are.
370  * These callbacks are typically executed *after* the *entire* JTAG
371  * queue has been executed for e.g. USB interfaces, and they are
372  * guaranteed to be invoked in the order that they were queued.
373  *
374  * If the execution of the queue fails before the callbacks, then --
375  * depending on driver implementation -- the callbacks may or may not be
376  * invoked.
377  *
378  * @todo Make that behavior consistent.
379  *
380  * @param data0 Typically used to point to the data to operate on.
381  * Frequently this will be the data clocked in during a shift operation.
382  * @param data1 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
383  * @param data2 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
384  * @param data3 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
385  * @returns an error code
386  */
387 typedef int (*jtag_callback_t)(jtag_callback_data_t data0,
388                                 jtag_callback_data_t data1,
389                                 jtag_callback_data_t data2,
390                                 jtag_callback_data_t data3);
391
392 /**
393  * Run a TAP_RESET reset where the end state is TAP_RESET,
394  * regardless of the start state.
395  */
396 void jtag_add_tlr(void);
397
398 /**
399  * Application code *must* assume that interfaces will
400  * implement transitions between states with different
401  * paths and path lengths through the state diagram. The
402  * path will vary across interface and also across versions
403  * of the same interface over time. Even if the OpenOCD code
404  * is unchanged, the actual path taken may vary over time
405  * and versions of interface firmware or PCB revisions.
406  *
407  * Use jtag_add_pathmove() when specific transition sequences
408  * are required.
409  *
410  * Do not use jtag_add_pathmove() unless you need to, but do use it
411  * if you have to.
412  *
413  * DANGER! If the target is dependent upon a particular sequence
414  * of transitions for things to work correctly(e.g. as a workaround
415  * for an errata that contradicts the JTAG standard), then pathmove
416  * must be used, even if some jtag interfaces happen to use the
417  * desired path. Worse, the jtag interface used for testing a
418  * particular implementation, could happen to use the "desired"
419  * path when transitioning to/from end
420  * state.
421  *
422  * A list of unambiguous single clock state transitions, not
423  * all drivers can support this, but it is required for e.g.
424  * XScale and Xilinx support
425  *
426  * Note! TAP_RESET must not be used in the path!
427  *
428  * Note that the first on the list must be reachable
429  * via a single transition from the current state.
430  *
431  * All drivers are required to implement jtag_add_pathmove().
432  * However, if the pathmove sequence can not be precisely
433  * executed, an interface_jtag_add_pathmove() or jtag_execute_queue()
434  * must return an error. It is legal, but not recommended, that
435  * a driver returns an error in all cases for a pathmove if it
436  * can only implement a few transitions and therefore
437  * a partial implementation of pathmove would have little practical
438  * application.
439  *
440  * If an error occurs, jtag_error will contain one of these error codes:
441  *   - ERROR_JTAG_NOT_STABLE_STATE -- The final state was not stable.
442  *   - ERROR_JTAG_STATE_INVALID -- The path passed through TAP_RESET.
443  *   - ERROR_JTAG_TRANSITION_INVALID -- The path includes invalid
444  *     state transitions.
445  */
446 void jtag_add_pathmove(int num_states, const tap_state_t *path);
447
448 /**
449  * jtag_add_statemove() moves from the current state to @a goal_state.
450  *
451  * @param goal_state The final TAP state.
452  * @return ERROR_OK on success, or an error code on failure.
453  *
454  * Moves from the current state to the goal \a state.
455  * Both states must be stable.
456  */
457 int jtag_add_statemove(tap_state_t goal_state);
458
459 /**
460  * Goes to TAP_IDLE (if we're not already there), cycle
461  * precisely num_cycles in the TAP_IDLE state, after which move
462  * to @a endstate (unless it is also TAP_IDLE).
463  *
464  * @param num_cycles Number of cycles in TAP_IDLE state.  This argument
465  *      may be 0, in which case this routine will navigate to @a endstate
466  *      via TAP_IDLE.
467  * @param endstate The final state.
468  */
469 void jtag_add_runtest(int num_cycles, tap_state_t endstate);
470
471 /**
472  * A reset of the TAP state machine can be requested.
473  *
474  * Whether tms or trst reset is used depends on the capabilities of
475  * the target and jtag interface(reset_config  command configures this).
476  *
477  * srst can driver a reset of the TAP state machine and vice
478  * versa
479  *
480  * Application code may need to examine value of jtag_reset_config
481  * to determine the proper codepath
482  *
483  * DANGER! Even though srst drives trst, trst might not be connected to
484  * the interface, and it might actually be *harmful* to assert trst in this case.
485  *
486  * This is why combinations such as "reset_config srst_only srst_pulls_trst"
487  * are supported.
488  *
489  * only req_tlr_or_trst and srst can have a transition for a
490  * call as the effects of transitioning both at the "same time"
491  * are undefined, but when srst_pulls_trst or vice versa,
492  * then trst & srst *must* be asserted together.
493  */
494 void jtag_add_reset(int req_tlr_or_trst, int srst);
495
496 void jtag_add_sleep(uint32_t us);
497
498 int jtag_add_tms_seq(unsigned nbits, const uint8_t *seq, enum tap_state t);
499
500 /**
501  * Function jtag_add_clocks
502  * first checks that the state in which the clocks are to be issued is
503  * stable, then queues up num_cycles clocks for transmission.
504  */
505 void jtag_add_clocks(int num_cycles);
506
507 /**
508  * For software FIFO implementations, the queued commands can be executed
509  * during this call or earlier. A sw queue might decide to push out
510  * some of the jtag_add_xxx() operations once the queue is "big enough".
511  *
512  * This fn will return an error code if any of the prior jtag_add_xxx()
513  * calls caused a failure, e.g. check failure. Note that it does not
514  * matter if the operation was executed *before* jtag_execute_queue(),
515  * jtag_execute_queue() will still return an error code.
516  *
517  * All jtag_add_xxx() calls that have in_handler != NULL will have been
518  * executed when this fn returns, but if what has been queued only
519  * clocks data out, without reading anything back, then JTAG could
520  * be running *after* jtag_execute_queue() returns. The API does
521  * not define a way to flush a hw FIFO that runs *after*
522  * jtag_execute_queue() returns.
523  *
524  * jtag_add_xxx() commands can either be executed immediately or
525  * at some time between the jtag_add_xxx() fn call and jtag_execute_queue().
526  */
527 int jtag_execute_queue(void);
528
529 /** same as jtag_execute_queue() but does not clear the error flag */
530 void jtag_execute_queue_noclear(void);
531
532 /** @returns the number of times the scan queue has been flushed */
533 int jtag_get_flush_queue_count(void);
534
535 /** Report Tcl event to all TAPs */
536 void jtag_notify_event(enum jtag_event);
537
538 /* can be implemented by hw + sw */
539 int jtag_power_dropout(int *dropout);
540 int jtag_srst_asserted(int *srst_asserted);
541
542 /* JTAG support functions */
543
544 /**
545  * Execute jtag queue and check value with an optional mask.
546  * @param field Pointer to scan field.
547  * @param value Pointer to scan value.
548  * @param mask Pointer to scan mask; may be NULL.
549  * @returns Nothing, but calls jtag_set_error() on any error.
550  */
551 void jtag_check_value_mask(struct scan_field *field, uint8_t *value, uint8_t *mask);
552
553 void jtag_sleep(uint32_t us);
554
555 /*
556  * The JTAG subsystem defines a number of error codes,
557  * using codes between -100 and -199.
558  */
559 #define ERROR_JTAG_INIT_FAILED       (-100)
560 #define ERROR_JTAG_INVALID_INTERFACE (-101)
561 #define ERROR_JTAG_NOT_IMPLEMENTED   (-102)
562 #define ERROR_JTAG_TRST_ASSERTED     (-103)
563 #define ERROR_JTAG_QUEUE_FAILED      (-104)
564 #define ERROR_JTAG_NOT_STABLE_STATE  (-105)
565 #define ERROR_JTAG_DEVICE_ERROR      (-107)
566 #define ERROR_JTAG_STATE_INVALID     (-108)
567 #define ERROR_JTAG_TRANSITION_INVALID (-109)
568 #define ERROR_JTAG_INIT_SOFT_FAIL    (-110)
569
570 /**
571  * Set the current JTAG core execution error, unless one was set
572  * by a previous call previously.  Driver or application code must
573  * use jtag_error_clear to reset jtag_error once this routine has been
574  * called with a non-zero error code.
575  */
576 void jtag_set_error(int error);
577 /**
578  * Resets jtag_error to ERROR_OK, returning its previous value.
579  * @returns The previous value of @c jtag_error.
580  */
581 int jtag_error_clear(void);
582
583 /**
584  * Return true if it's safe for a background polling task to access the
585  * JTAG scan chain.  Polling may be explicitly disallowed, and is also
586  * unsafe while nTRST is active or the JTAG clock is gated off.
587  */
588 bool is_jtag_poll_safe(void);
589
590 /**
591  * Return flag reporting whether JTAG polling is disallowed.
592  */
593 bool jtag_poll_get_enabled(void);
594
595 /**
596  * Assign flag reporting whether JTAG polling is disallowed.
597  */
598 void jtag_poll_set_enabled(bool value);
599
600 #include <jtag/minidriver.h>
601
602 int jim_jtag_newtap(Jim_Interp *interp, int argc, Jim_Obj *const *argv);
603
604 #endif /* OPENOCD_JTAG_JTAG_H */