Add accessors for speed_khz; use them in jim command handler.
[fw/openocd] / src / jtag / jtag.h
1 /***************************************************************************
2 *   Copyright (C) 2005 by Dominic Rath                                    *
3 *   Dominic.Rath@gmx.de                                                   *
4 *                                                                         *
5 *   Copyright (C) 2007,2008 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        *
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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, write to the                         *
20 *   Free Software Foundation, Inc.,                                       *
21 *   59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.             *
22 ***************************************************************************/
23 #ifndef JTAG_H
24 #define JTAG_H
25
26 #include "binarybuffer.h"
27 #include "log.h"
28
29
30 #ifdef _DEBUG_JTAG_IO_
31 #define DEBUG_JTAG_IO(expr ...)         LOG_DEBUG(expr)
32 #else
33 #define DEBUG_JTAG_IO(expr ...)
34 #endif
35
36 #ifndef DEBUG_JTAG_IOZ
37 #define DEBUG_JTAG_IOZ 64
38 #endif
39
40 /*-----<Macros>--------------------------------------------------*/
41
42 /**
43  * When given an array, compute its DIMension; in other words, the
44  * number of elements in the array
45  */
46 #define DIM(x)                                  (sizeof(x)/sizeof((x)[0]))
47
48 /** Calculate the number of bytes required to hold @a n TAP scan bits */
49 #define TAP_SCAN_BYTES(n)               CEIL(n, 8)
50
51 /*-----</Macros>-------------------------------------------------*/
52
53 /**
54  * Defines JTAG Test Access Port states.
55  *
56  * These definitions were gleaned from the ARM7TDMI-S Technical
57  * Reference Manual and validated against several other ARM core
58  * technical manuals.  tap_get_tms_path() is sensitive to this numbering
59  * and ordering of the TAP states; furthermore, some interfaces require
60  * specific numbers be used, as they are handed-off directly to their
61  * hardware implementations.
62  */
63 typedef enum tap_state
64 {
65 #if BUILD_ECOSBOARD
66         /* These are the old numbers. Leave as-is for now... */
67         TAP_RESET    = 0, TAP_IDLE = 8,
68         TAP_DRSELECT = 1, TAP_DRCAPTURE = 2, TAP_DRSHIFT = 3, TAP_DREXIT1 = 4,
69         TAP_DRPAUSE  = 5, TAP_DREXIT2 = 6, TAP_DRUPDATE = 7,
70         TAP_IRSELECT = 9, TAP_IRCAPTURE = 10, TAP_IRSHIFT = 11, TAP_IREXIT1 = 12,
71         TAP_IRPAUSE  = 13, TAP_IREXIT2 = 14, TAP_IRUPDATE = 15,
72
73         TAP_NUM_STATES = 16, TAP_INVALID = -1,
74 #else
75         /* Proper ARM recommended numbers */
76         TAP_DREXIT2 = 0x0,
77         TAP_DREXIT1 = 0x1,
78         TAP_DRSHIFT = 0x2,
79         TAP_DRPAUSE = 0x3,
80         TAP_IRSELECT = 0x4,
81         TAP_DRUPDATE = 0x5,
82         TAP_DRCAPTURE = 0x6,
83         TAP_DRSELECT = 0x7,
84         TAP_IREXIT2 = 0x8,
85         TAP_IREXIT1 = 0x9,
86         TAP_IRSHIFT = 0xa,
87         TAP_IRPAUSE = 0xb,
88         TAP_IDLE = 0xc,
89         TAP_IRUPDATE = 0xd,
90         TAP_IRCAPTURE = 0xe,
91         TAP_RESET = 0x0f,
92
93         TAP_NUM_STATES = 0x10,
94
95         TAP_INVALID = -1,
96 #endif
97 } tap_state_t;
98
99 /**
100  * Function tap_state_name
101  * Returns a string suitable for display representing the JTAG tap_state
102  */
103 const char* tap_state_name(tap_state_t state);
104
105 /// The current TAP state of the pending JTAG command queue.
106 extern tap_state_t cmd_queue_cur_state;
107
108 /**
109  * This structure defines a single scan field in the scan. It provides
110  * fields for the field's width and pointers to scan input and output
111  * values.
112  *
113  * In addition, this structure includes a value and mask that is used by
114  * jtag_add_dr_scan_check() to validate the value that was scanned out.
115  *
116  * The allocated, modified, and intmp fields are internal work space.
117  */
118 typedef struct scan_field_s
119 {
120         /// A pointer to the tap structure to which this field refers.
121         jtag_tap_t* tap;
122
123         /// The number of bits this field specifies (up to 32)
124         int num_bits;
125         /// A pointer to value to be scanned into the device
126         u8* out_value;
127         /// A pointer to a 32-bit memory location for data scanned out
128         u8* in_value;
129
130         /// The value used to check the data scanned out.
131         u8* check_value;
132         /// The mask to go with check_value
133         u8* check_mask;
134
135         /// in_value has been allocated for the queue
136         int allocated;
137         /// Indicates we modified the in_value.
138         int modified;
139         /// temporary storage for performing value checks synchronously
140         u8 intmp[4];
141 } scan_field_t;
142
143 typedef struct jtag_tap_event_action_s jtag_tap_event_action_t;
144
145 /* this is really: typedef jtag_tap_t */
146 /* But - the typedef is done in "types.h" */
147 /* due to "forward decloration reasons" */
148 struct jtag_tap_s
149 {
150         const char* chip;
151         const char* tapname;
152         const char* dotted_name;
153         int abs_chain_position;
154         /// Is this TAP enabled?
155         int enabled;
156         int ir_length; /**< size of instruction register */
157         u32 ir_capture_value;
158         u8* expected; /**< Capture-IR expected value */
159         u32 ir_capture_mask;
160         u8* expected_mask; /**< Capture-IR expected mask */
161         u32 idcode;
162         /**< device identification code */
163
164         /// Array of expected identification codes */
165         u32* expected_ids;
166         /// Number of expected identification codes
167         u8 expected_ids_cnt;
168
169         /// current instruction
170         u8* cur_instr;
171         /// Bypass register selected
172         int bypass;
173
174         jtag_tap_event_action_t *event_action;
175
176         jtag_tap_t* next_tap;
177 };
178 extern jtag_tap_t* jtag_AllTaps(void);
179 extern const char *jtag_tap_name(const jtag_tap_t *tap);
180 extern jtag_tap_t* jtag_TapByPosition(int n);
181 extern jtag_tap_t* jtag_TapByString(const char* dotted_name);
182 extern jtag_tap_t* jtag_TapByJimObj(Jim_Interp* interp, Jim_Obj* obj);
183 extern jtag_tap_t* jtag_TapByAbsPosition(int abs_position);
184 extern int jtag_NumEnabledTaps(void);
185 extern int jtag_NumTotalTaps(void);
186
187 static __inline__ jtag_tap_t* jtag_NextEnabledTap(jtag_tap_t* p)
188 {
189         if (p == NULL)
190         {
191                 /* start at the head of list */
192                 p = jtag_AllTaps();
193         }
194         else
195         {
196                 /* start *after* this one */
197                 p = p->next_tap;
198         }
199         while (p)
200         {
201                 if (p->enabled)
202                 {
203                         break;
204                 }
205                 else
206                 {
207                         p = p->next_tap;
208                 }
209         }
210
211         return p;
212 }
213
214
215 enum reset_line_mode {
216         LINE_OPEN_DRAIN = 0x0,
217         LINE_PUSH_PULL  = 0x1,
218 };
219
220 /* 
221  * There are three cases when JTAG_TRST_ASSERTED callback is invoked. The
222  * event is invoked *after* TRST is asserted(or queued rather). It is illegal 
223  * to communicate with the JTAG interface during the callback(as there is 
224  * currently a queue being built).
225  * 
226  * - TMS reset
227  * - SRST pulls TRST
228  * - TRST asserted
229  * 
230  **/
231 enum jtag_event {
232         JTAG_TRST_ASSERTED
233 };
234
235 extern char* jtag_event_strings[];
236
237 enum jtag_tap_event {
238         JTAG_TAP_EVENT_ENABLE,
239         JTAG_TAP_EVENT_DISABLE
240 };
241
242 extern const Jim_Nvp nvp_jtag_tap_event[];
243
244 struct jtag_tap_event_action_s
245 {
246         enum jtag_tap_event      event;
247         Jim_Obj*                 body;
248         jtag_tap_event_action_t* next;
249 };
250
251 extern int jtag_trst;
252 extern int jtag_srst;
253
254 typedef struct jtag_event_callback_s
255 {
256         int (*callback)(enum jtag_event event, void* priv);
257         void*                         priv;
258         struct jtag_event_callback_s* next;
259 } jtag_event_callback_t;
260
261 extern jtag_event_callback_t* jtag_event_callbacks;
262
263 extern int jtag_speed;
264 extern int jtag_speed_post_reset;
265
266 enum reset_types {
267         RESET_NONE            = 0x0,
268         RESET_HAS_TRST        = 0x1,
269         RESET_HAS_SRST        = 0x2,
270         RESET_TRST_AND_SRST   = 0x3,
271         RESET_SRST_PULLS_TRST = 0x4,
272         RESET_TRST_PULLS_SRST = 0x8,
273         RESET_TRST_OPEN_DRAIN = 0x10,
274         RESET_SRST_PUSH_PULL  = 0x20,
275 };
276
277 extern enum reset_types jtag_reset_config;
278
279 /**
280  * Initialize interface upon startup.  Return a successful no-op upon
281  * subsequent invocations.
282  */
283 extern int  jtag_interface_init(struct command_context_s* cmd_ctx);
284
285 /// Shutdown the JTAG interface upon program exit.
286 extern int  jtag_interface_quit(void);
287
288 /**
289  * Initialize JTAG chain using only a RESET reset. If init fails,
290  * try reset + init.
291  */
292 extern int  jtag_init(struct command_context_s* cmd_ctx);
293
294 /// reset, then initialize JTAG chain
295 extern int  jtag_init_reset(struct command_context_s* cmd_ctx);
296 extern int  jtag_register_commands(struct command_context_s* cmd_ctx);
297
298 /**
299  * @file
300  * The JTAG interface can be implemented with a software or hardware fifo.
301  *
302  * TAP_DRSHIFT and TAP_IRSHIFT are illegal end states; however,
303  * TAP_DRSHIFT/IRSHIFT can be emulated as end states, by using longer
304  * scans.
305  *
306  * Code that is relatively insensitive to the path taken through state
307  * machine (as long as it is JTAG compliant) can use @a endstate for
308  * jtag_add_xxx_scan(). Otherwise, the pause state must be specified as
309  * end state and a subsequent jtag_add_pathmove() must be issued.
310  */
311
312 extern void jtag_add_ir_scan(int num_fields, scan_field_t* fields, tap_state_t endstate);
313 /**
314  * The same as jtag_add_ir_scan except no verification is performed out
315  * the output values.
316  */
317 extern void jtag_add_ir_scan_noverify(int num_fields, const scan_field_t *fields, tap_state_t state);
318
319
320 /**
321  * Set in_value to point to 32 bits of memory to scan into. This
322  * function is a way to handle the case of synchronous and asynchronous
323  * JTAG queues.
324  *
325  * In the event of an asynchronous queue execution the queue buffer
326  * allocation method is used, for the synchronous case the temporary 32
327  * bits come from the input field itself.
328  */
329 extern void jtag_alloc_in_value32(scan_field_t *field);
330
331 extern void jtag_add_dr_scan(int num_fields, const scan_field_t* fields, tap_state_t endstate);
332 /// A version of jtag_add_dr_scan() that uses the check_value/mask fields
333 extern void jtag_add_dr_scan_check(int num_fields, scan_field_t* fields, tap_state_t endstate);
334 extern void jtag_add_plain_ir_scan(int num_fields, const scan_field_t* fields, tap_state_t endstate);
335 extern void jtag_add_plain_dr_scan(int num_fields, const scan_field_t* fields, tap_state_t endstate);
336
337
338 /**
339  * Defines a simple JTAG callback that can allow conversions on data
340  * scanned in from an interface.
341  *
342  * This callback should only be used for conversion that cannot fail.
343  * For conversion types or checks that can fail, use the more complete
344  * variant: jtag_callback_t.
345  */
346 typedef void (*jtag_callback1_t)(u8 *in);
347
348 /// A simpler version of jtag_add_callback4().
349 extern void jtag_add_callback(jtag_callback1_t, u8 *in);
350
351
352 /**
353  * Defines the type of data passed to the jtag_callback_t interface.
354  * The underlying type must allow storing an @c int or pointer type.
355  */
356 typedef intptr_t jtag_callback_data_t;
357
358 /**
359  * Defines the interface of the JTAG callback mechanism.
360  *
361  * @param in the pointer to the data clocked in
362  * @param data1 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
363  * @param data2 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
364  * @param data3 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
365  * @returns an error code
366  */
367 typedef int (*jtag_callback_t)(u8 *in, jtag_callback_data_t data1, jtag_callback_data_t data2, jtag_callback_data_t data3);
368
369
370 /**
371  * This callback can be executed immediately the queue has been flushed.
372  *
373  * The JTAG queue can be executed synchronously or asynchronously.
374  * Typically for USB, the queue is executed asynchronously.  For
375  * low-latency interfaces, the queue may be executed synchronously.
376  *
377  * The callback mechanism is very general and does not make many
378  * assumptions about what the callback does or what its arguments are.
379  * These callbacks are typically executed *after* the *entire* JTAG
380  * queue has been executed for e.g. USB interfaces, and they are
381  * guaranteeed to be invoked in the order that they were queued.
382  *
383  * If the execution of the queue fails before the callbacks, then --
384  * depending on driver implementation -- the callbacks may or may not be
385  * invoked.  @todo Can we make this behavior consistent?
386  *
387  * The strange name is due to C's lack of overloading using function
388  * arguments.
389  *
390  * @param f The callback function to add.
391  * @param in Typically used to point to the data to operate on.
392  * Frequently this will be the data clocked in during a shift operation.
393  * @param data1 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
394  * @param data2 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
395  * @param data3 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
396  *
397  */
398 extern void jtag_add_callback4(jtag_callback_t f, u8 *in,
399                 jtag_callback_data_t data1, jtag_callback_data_t data2,
400                 jtag_callback_data_t data3);
401
402
403 /**
404  * Run a TAP_RESET reset where the end state is TAP_RESET,
405  * regardless of the start state.
406  */
407 extern void jtag_add_tlr(void);
408
409 /**
410  * Application code *must* assume that interfaces will
411  * implement transitions between states with different
412  * paths and path lengths through the state diagram. The
413  * path will vary across interface and also across versions
414  * of the same interface over time. Even if the OpenOCD code
415  * is unchanged, the actual path taken may vary over time
416  * and versions of interface firmware or PCB revisions.
417  *
418  * Use jtag_add_pathmove() when specific transition sequences
419  * are required.
420  *
421  * Do not use jtag_add_pathmove() unless you need to, but do use it
422  * if you have to.
423  *
424  * DANGER! If the target is dependent upon a particular sequence
425  * of transitions for things to work correctly(e.g. as a workaround
426  * for an errata that contradicts the JTAG standard), then pathmove
427  * must be used, even if some jtag interfaces happen to use the
428  * desired path. Worse, the jtag interface used for testing a
429  * particular implementation, could happen to use the "desired"
430  * path when transitioning to/from end
431  * state.
432  *
433  * A list of unambigious single clock state transitions, not
434  * all drivers can support this, but it is required for e.g.
435  * XScale and Xilinx support
436  *
437  * Note! TAP_RESET must not be used in the path!
438  *
439  * Note that the first on the list must be reachable
440  * via a single transition from the current state.
441  *
442  * All drivers are required to implement jtag_add_pathmove().
443  * However, if the pathmove sequence can not be precisely
444  * executed, an interface_jtag_add_pathmove() or jtag_execute_queue()
445  * must return an error. It is legal, but not recommended, that
446  * a driver returns an error in all cases for a pathmove if it
447  * can only implement a few transitions and therefore
448  * a partial implementation of pathmove would have little practical
449  * application.
450  */
451 extern void jtag_add_pathmove(int num_states, const tap_state_t* path);
452
453 /**
454  * Goes to TAP_IDLE (if we're not already there), cycle
455  * precisely num_cycles in the TAP_IDLE state, after which move
456  * to @a endstate (unless it is also TAP_IDLE).
457  *
458  * @param num_cycles Number of cycles in TAP_IDLE state.  This argument
459  *      may be 0, in which case this routine will navigate to @a endstate
460  *      via TAP_IDLE.
461  * @param endstate The final state.
462  */
463 extern void jtag_add_runtest(int num_cycles, tap_state_t endstate);
464
465 /**
466  * A reset of the TAP state machine can be requested.
467  *
468  * Whether tms or trst reset is used depends on the capabilities of
469  * the target and jtag interface(reset_config  command configures this).
470  *
471  * srst can driver a reset of the TAP state machine and vice
472  * versa
473  *
474  * Application code may need to examine value of jtag_reset_config
475  * to determine the proper codepath
476  *
477  * DANGER! Even though srst drives trst, trst might not be connected to
478  * the interface, and it might actually be *harmful* to assert trst in this case.
479  *
480  * This is why combinations such as "reset_config srst_only srst_pulls_trst"
481  * are supported.
482  *
483  * only req_tlr_or_trst and srst can have a transition for a
484  * call as the effects of transitioning both at the "same time"
485  * are undefined, but when srst_pulls_trst or vice versa,
486  * then trst & srst *must* be asserted together.
487  */
488 extern void jtag_add_reset(int req_tlr_or_trst, int srst);
489
490
491 /**
492  * Function jtag_set_end_state
493  *
494  * Set a global variable to \a state if \a state != TAP_INVALID.
495  *
496  * Return the value of the global variable.
497  *
498  **/
499 extern tap_state_t jtag_set_end_state(tap_state_t state);
500 /**
501  * Function jtag_get_end_state
502  *
503  * Return the value of the global variable for end state
504  *
505  **/
506 extern tap_state_t jtag_get_end_state(void);
507 extern void jtag_add_sleep(u32 us);
508
509
510 /**
511  * Function jtag_add_stable_clocks
512  * first checks that the state in which the clocks are to be issued is
513  * stable, then queues up clock_count clocks for transmission.
514  */
515 void jtag_add_clocks(int num_cycles);
516
517
518 /**
519  * For software FIFO implementations, the queued commands can be executed
520  * during this call or earlier. A sw queue might decide to push out
521  * some of the jtag_add_xxx() operations once the queue is "big enough".
522  *
523  * This fn will return an error code if any of the prior jtag_add_xxx()
524  * calls caused a failure, e.g. check failure. Note that it does not
525  * matter if the operation was executed *before* jtag_execute_queue(),
526  * jtag_execute_queue() will still return an error code.
527  *
528  * All jtag_add_xxx() calls that have in_handler!=NULL will have been
529  * executed when this fn returns, but if what has been queued only
530  * clocks data out, without reading anything back, then JTAG could
531  * be running *after* jtag_execute_queue() returns. The API does
532  * not define a way to flush a hw FIFO that runs *after*
533  * jtag_execute_queue() returns.
534  *
535  * jtag_add_xxx() commands can either be executed immediately or
536  * at some time between the jtag_add_xxx() fn call and jtag_execute_queue().
537  */
538 extern int jtag_execute_queue(void);
539
540 /* same as jtag_execute_queue() but does not clear the error flag */
541 extern void jtag_execute_queue_noclear(void);
542
543 /**
544  * The jtag_error variable is set when an error occurs while executing
545  * the queue.
546  *
547  * This flag can also be set from application code, if an error happens
548  * during processing that should be reported during jtag_execute_queue().
549  *
550  * It is cleared by jtag_execute_queue().
551  */
552 extern int jtag_error;
553
554 static __inline__ void jtag_set_error(int error)
555 {
556         if ((error==ERROR_OK)||(jtag_error!=ERROR_OK))
557         {
558                 /* keep first error */
559                 return;
560         }
561         jtag_error=error;
562 }
563
564
565
566 /* can be implemented by hw+sw */
567 extern int jtag_power_dropout(int* dropout);
568 extern int jtag_srst_asserted(int* srst_asserted);
569
570 /* JTAG support functions */
571
572 /**
573  * Execute jtag queue and check value with an optional mask.
574  * @param field Pointer to scan field.
575  * @param value Pointer to scan value.
576  * @param mask Pointer to scan mask; may be NULL.
577  * @returns Nothing, but calls jtag_set_error() on any error.
578  */
579 extern void jtag_check_value_mask(scan_field_t *field, u8 *value, u8 *mask);
580
581 extern void jtag_sleep(u32 us);
582 extern int jtag_call_event_callbacks(enum jtag_event event);
583 extern int jtag_register_event_callback(int (* callback)(enum jtag_event event, void* priv), void* priv);
584
585 extern int jtag_verify_capture_ir;
586
587 void jtag_tap_handle_event(jtag_tap_t* tap, enum jtag_tap_event e);
588
589 /*
590  * The JTAG subsystem defines a number of error codes,
591  * using codes between -100 and -199.
592  */
593 #define ERROR_JTAG_INIT_FAILED       (-100)
594 #define ERROR_JTAG_INVALID_INTERFACE (-101)
595 #define ERROR_JTAG_NOT_IMPLEMENTED   (-102)
596 #define ERROR_JTAG_TRST_ASSERTED     (-103)
597 #define ERROR_JTAG_QUEUE_FAILED      (-104)
598 #define ERROR_JTAG_NOT_STABLE_STATE  (-105)
599 #define ERROR_JTAG_DEVICE_ERROR      (-107)
600
601 /**
602  * jtag_add_dr_out() is a version of jtag_add_dr_scan() which
603  * only scans data out. It operates on 32 bit integers instead
604  * of 8 bit, which makes it a better impedance match with
605  * the calling code which often operate on 32 bit integers.
606  *
607  * Current or end_state can not be TAP_RESET. end_state can be TAP_INVALID
608  *
609  * num_bits[i] is the number of bits to clock out from value[i] LSB first.
610  *
611  * If the device is in bypass, then that is an error condition in
612  * the caller code that is not detected by this fn, whereas
613  * jtag_add_dr_scan() does detect it. Similarly if the device is not in
614  * bypass, data must be passed to it.
615  *
616  * If anything fails, then jtag_error will be set and jtag_execute() will
617  * return an error. There is no way to determine if there was a failure
618  * during this function call.
619  *
620  * This is an inline fn to speed up embedded hosts. Also note that
621  * interface_jtag_add_dr_out() can be a *small* inline function for
622  * embedded hosts.
623  *
624  * There is no jtag_add_dr_outin() version of this fn that also allows
625  * clocking data back in. Patches gladly accepted!
626  */
627 extern void jtag_add_dr_out(jtag_tap_t* tap,
628                 int num_fields, const int* num_bits, const u32* value,
629                 tap_state_t end_state);
630
631
632 /**
633  * jtag_add_statemove() moves from the current state to @a goal_state.
634  *
635  * This function was originally designed to handle the XSTATE command
636  * from the XSVF specification.
637  *
638  * @param goal_state The final TAP state.
639  * @return ERROR_OK on success, or an error code on failure.
640  */
641 extern int jtag_add_statemove(tap_state_t goal_state);
642
643 /// @returns the number of times the scan queue has been flushed
644 int jtag_get_flush_queue_count(void);
645 void jtag_set_speed_khz(unsigned speed);
646 unsigned jtag_get_speed_khz(void);
647
648 #endif /* JTAG_H */