git.gag.com Git - fw/openocd/blob - src/target/arm_adi_v5.h

   1 /***************************************************************************
   2  *   Copyright (C) 2006 by Magnus Lundin                                   *
   3  *   lundin@mlu.mine.nu                                                    *
   4  *                                                                         *
   5  *   Copyright (C) 2008 by Spencer Oliver                                  *
   6  *   spen@spen-soft.co.uk                                                  *
   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     *
  11  *   (at your option) any later version.                                   *
  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, write to the                         *
  20  *   Free Software Foundation, Inc.,                                       *
  21  *   51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.           *
  22  ***************************************************************************/
  23
  24 #ifndef ARM_ADI_V5_H
  25 #define ARM_ADI_V5_H
  26
  27 /**
  28  * @file
  29  * This defines formats and data structures used to talk to ADIv5 entities.
  30  * Those include a DAP, different types of Debug Port (DP), and memory mapped
  31  * resources accessed through a MEM-AP.
  32  */
  33
  34 #include "arm_jtag.h"
  35
  36 /* FIXME remove these JTAG-specific decls when mem_ap_read_buf_u32()
  37  * is no longer JTAG-specific
  38  */
  39 #define JTAG_DP_DPACC           0xA
  40 #define JTAG_DP_APACC           0xB
  41
  42 /* three-bit ACK values for SWD access (sent LSB first) */
  43 #define SWD_ACK_OK    0x1
  44 #define SWD_ACK_WAIT  0x2
  45 #define SWD_ACK_FAULT 0x4
  46
  47 #define DPAP_WRITE              0
  48 #define DPAP_READ               1
  49
  50 #define BANK_REG(bank, reg)     (((bank) << 4) | (reg))
  51
  52 /* A[3:0] for DP registers; A[1:0] are always zero.
  53  * - JTAG accesses all of these via JTAG_DP_DPACC, except for
  54  *   IDCODE (JTAG_DP_IDCODE) and ABORT (JTAG_DP_ABORT).
  55  * - SWD accesses these directly, sometimes needing SELECT.CTRLSEL
  56  */
  57 #define DP_IDCODE               BANK_REG(0x0, 0x0)      /* SWD: read */
  58 #define DP_ABORT                BANK_REG(0x0, 0x0)      /* SWD: write */
  59 #define DP_CTRL_STAT            BANK_REG(0x0, 0x4)      /* r/w */
  60 #define DP_RESEND               BANK_REG(0x0, 0x8)      /* SWD: read */
  61 #define DP_SELECT               BANK_REG(0x0, 0x8)      /* JTAG: r/w; SWD: write */
  62 #define DP_RDBUFF               BANK_REG(0x0, 0xC)      /* read-only */
  63 #define DP_WCR                  BANK_REG(0x1, 0x4)      /* SWD: r/w */
  64
  65 #define WCR_TO_TRN(wcr) ((uint32_t)(1 + (3 & ((wcr)) >> 8)))    /* 1..4 clocks */
  66 #define WCR_TO_PRESCALE(wcr) ((uint32_t)(7 & ((wcr))))          /* impl defined */
  67
  68 /* Fields of the DP's AP ABORT register */
  69 #define DAPABORT        (1UL << 0)
  70 #define STKCMPCLR       (1UL << 1) /* SWD-only */
  71 #define STKERRCLR       (1UL << 2) /* SWD-only */
  72 #define WDERRCLR        (1UL << 3) /* SWD-only */
  73 #define ORUNERRCLR      (1UL << 4) /* SWD-only */
  74
  75 /* Fields of the DP's CTRL/STAT register */
  76 #define CORUNDETECT     (1UL << 0)
  77 #define SSTICKYORUN     (1UL << 1)
  78 /* 3:2 - transaction mode (e.g. pushed compare) */
  79 #define SSTICKYCMP      (1UL << 4)
  80 #define SSTICKYERR      (1UL << 5)
  81 #define READOK          (1UL << 6) /* SWD-only */
  82 #define WDATAERR        (1UL << 7) /* SWD-only */
  83 /* 11:8 - mask lanes for pushed compare or verify ops */
  84 /* 21:12 - transaction counter */
  85 #define CDBGRSTREQ      (1UL << 26)
  86 #define CDBGRSTACK      (1UL << 27)
  87 #define CDBGPWRUPREQ    (1UL << 28)
  88 #define CDBGPWRUPACK    (1UL << 29)
  89 #define CSYSPWRUPREQ    (1UL << 30)
  90 #define CSYSPWRUPACK    (1UL << 31)
  91
  92 /* MEM-AP register addresses */
  93 #define MEM_AP_REG_CSW          0x00
  94 #define MEM_AP_REG_TAR          0x04
  95 #define MEM_AP_REG_TAR64        0x08            /* RW: Large Physical Address Extension */
  96 #define MEM_AP_REG_DRW          0x0C            /* RW: Data Read/Write register */
  97 #define MEM_AP_REG_BD0          0x10            /* RW: Banked Data register 0-3 */
  98 #define MEM_AP_REG_BD1          0x14
  99 #define MEM_AP_REG_BD2          0x18
 100 #define MEM_AP_REG_BD3          0x1C
 101 #define MEM_AP_REG_MBT          0x20            /* --: Memory Barrier Transfer register */
 102 #define MEM_AP_REG_BASE64       0xF0            /* RO: Debug Base Address (LA) register */
 103 #define MEM_AP_REG_CFG          0xF4            /* RO: Configuration register */
 104 #define MEM_AP_REG_BASE         0xF8            /* RO: Debug Base Address register */
 105 /* Generic AP register address */
 106 #define AP_REG_IDR                      0xFC            /* RO: Identification Register */
 107
 108 /* Fields of the MEM-AP's CSW register */
 109 #define CSW_8BIT                0
 110 #define CSW_16BIT               1
 111 #define CSW_32BIT               2
 112 #define CSW_ADDRINC_MASK    (3UL << 4)
 113 #define CSW_ADDRINC_OFF     0UL
 114 #define CSW_ADDRINC_SINGLE  (1UL << 4)
 115 #define CSW_ADDRINC_PACKED  (2UL << 4)
 116 #define CSW_DEVICE_EN       (1UL << 6)
 117 #define CSW_TRIN_PROG       (1UL << 7)
 118 #define CSW_SPIDEN          (1UL << 23)
 119 /* 30:24 - implementation-defined! */
 120 #define CSW_HPROT           (1UL << 25) /* ? */
 121 #define CSW_MASTER_DEBUG    (1UL << 29) /* ? */
 122 #define CSW_SPROT           (1UL << 30)
 123 #define CSW_DBGSWENABLE     (1UL << 31)
 124
 125 /**
 126  * This represents an ARM Debug Interface (v5) Access Port (AP).
 127  * Most common is a MEM-AP, for memory access.
 128  */
 129 struct adiv5_ap {
 130         /**
 131          * DAP this AP belongs to.
 132          */
 133         struct adiv5_dap *dap;
 134
 135         /**
 136          * Number of this AP.
 137          */
 138         uint8_t ap_num;
 139
 140         /**
 141          * Default value for (MEM-AP) AP_REG_CSW register.
 142          */
 143         uint32_t csw_default;
 144
 145         /**
 146          * Cache for (MEM-AP) AP_REG_CSW register value.  This is written to
 147          * configure an access mode, such as autoincrementing AP_REG_TAR during
 148          * word access.  "-1" indicates no cached value.
 149          */
 150         uint32_t csw_value;
 151
 152         /**
 153          * Cache for (MEM-AP) AP_REG_TAR register value This is written to
 154          * configure the address being read or written
 155          * "-1" indicates no cached value.
 156          */
 157         uint32_t tar_value;
 158
 159         /**
 160          * Configures how many extra tck clocks are added after starting a
 161          * MEM-AP access before we try to read its status (and/or result).
 162          */
 163         uint32_t memaccess_tck;
 164
 165         /* Size of TAR autoincrement block, ARM ADI Specification requires at least 10 bits */
 166         uint32_t tar_autoincr_block;
 167
 168         /* true if packed transfers are supported by the MEM-AP */
 169         bool packed_transfers;
 170
 171         /* true if unaligned memory access is not supported by the MEM-AP */
 172         bool unaligned_access_bad;
 173 };
 174
 175
 176 /**
 177  * This represents an ARM Debug Interface (v5) Debug Access Port (DAP).
 178  * A DAP has two types of component:  one Debug Port (DP), which is a
 179  * transport agent; and at least one Access Port (AP), controlling
 180  * resource access.
 181  *
 182  * There are two basic DP transports: JTAG, and ARM's low pin-count SWD.
 183  * Accordingly, this interface is responsible for hiding the transport
 184  * differences so upper layer code can largely ignore them.
 185  *
 186  * When the chip is implemented with JTAG-DP or SW-DP, the transport is
 187  * fixed as JTAG or SWD, respectively.  Chips incorporating SWJ-DP permit
 188  * a choice made at board design time (by only using the SWD pins), or
 189  * as part of setting up a debug session (if all the dual-role JTAG/SWD
 190  * signals are available).
 191  */
 192 struct adiv5_dap {
 193         const struct dap_ops *ops;
 194
 195         struct jtag_tap *tap;
 196         /* Control config */
 197         uint32_t dp_ctrl_stat;
 198
 199         struct adiv5_ap ap[256];
 200
 201         /* The current manually selected AP by the "dap apsel" command */
 202         uint32_t apsel;
 203
 204         /**
 205          * Cache for DP_SELECT bits identifying the current AP.  A DAP may
 206          * connect to multiple APs, such as one MEM-AP for general access,
 207          * another reserved for accessing debug modules, and a JTAG-DP.
 208          * "-1" indicates no cached value.
 209          */
 210         uint32_t ap_current;
 211
 212         /**
 213          * Cache for DP_SELECT bits identifying the current four-word AP
 214          * register bank.  This caches AP register addresss bits 7:4; JTAG
 215          * and SWD access primitves pass address bits 3:2; bits 1:0 are zero.
 216          * "-1" indicates no cached value.
 217          */
 218         uint32_t ap_bank_value;
 219
 220         /**
 221          * Cache for DP_SELECT bits identifying the current four-word DP
 222          * register bank.  This caches DP register addresss bits 7:4; JTAG
 223          * and SWD access primitves pass address bits 3:2; bits 1:0 are zero.
 224          */
 225         uint32_t dp_bank_value;
 226
 227         /* information about current pending SWjDP-AHBAP transaction */
 228         uint8_t  ack;
 229
 230         /**
 231          * Holds the pointer to the destination word for the last queued read,
 232          * for use with posted AP read sequence optimization.
 233          */
 234         uint32_t *last_read;
 235
 236         /* The TI TMS470 and TMS570 series processors use a BE-32 memory ordering
 237          * despite lack of support in the ARMv7 architecture. Memory access through
 238          * the AHB-AP has strange byte ordering these processors, and we need to
 239          * swizzle appropriately. */
 240         bool ti_be_32_quirks;
 241
 242         /**
 243          * Signals that an attempt to reestablish communication afresh
 244          * should be performed before the next access.
 245          */
 246         bool do_reconnect;
 247 };
 248
 249 /**
 250  * Transport-neutral representation of queued DAP transactions, supporting
 251  * both JTAG and SWD transports.  All submitted transactions are logically
 252  * queued, until the queue is executed by run().  Some implementations might
 253  * execute transactions as soon as they're submitted, but no status is made
 254  * available until run().
 255  */
 256 struct dap_ops {
 257         /** DP register read. */
 258         int (*queue_dp_read)(struct adiv5_dap *dap, unsigned reg,
 259                         uint32_t *data);
 260         /** DP register write. */
 261         int (*queue_dp_write)(struct adiv5_dap *dap, unsigned reg,
 262                         uint32_t data);
 263
 264         /** AP register read. */
 265         int (*queue_ap_read)(struct adiv5_dap *dap, unsigned reg,
 266                         uint32_t *data);
 267         /** AP register write. */
 268         int (*queue_ap_write)(struct adiv5_dap *dap, unsigned reg,
 269                         uint32_t data);
 270
 271         /** AP operation abort. */
 272         int (*queue_ap_abort)(struct adiv5_dap *dap, uint8_t *ack);
 273
 274         /** Executes all queued DAP operations. */
 275         int (*run)(struct adiv5_dap *dap);
 276 };
 277
 278 /*
 279  * Access Port types
 280  */
 281 enum ap_type {
 282         AP_TYPE_JTAG_AP = 0x0,  /* JTAG-AP - JTAG master for controlling other JTAG devices */
 283         AP_TYPE_AHB_AP  = 0x1,  /* AHB Memory-AP */
 284         AP_TYPE_APB_AP  = 0x2,  /* APB Memory-AP */
 285         AP_TYPE_AXI_AP  = 0x4,  /* AXI Memory-AP */
 286 };
 287
 288 /**
 289  * Queue a DP register read.
 290  * Note that not all DP registers are readable; also, that JTAG and SWD
 291  * have slight differences in DP register support.
 292  *
 293  * @param dap The DAP used for reading.
 294  * @param reg The two-bit number of the DP register being read.
 295  * @param data Pointer saying where to store the register's value
 296  * (in host endianness).
 297  *
 298  * @return ERROR_OK for success, else a fault code.
 299  */
 300 static inline int dap_queue_dp_read(struct adiv5_dap *dap,
 301                 unsigned reg, uint32_t *data)
 302 {
 303         assert(dap->ops != NULL);
 304         return dap->ops->queue_dp_read(dap, reg, data);
 305 }
 306
 307 /**
 308  * Queue a DP register write.
 309  * Note that not all DP registers are writable; also, that JTAG and SWD
 310  * have slight differences in DP register support.
 311  *
 312  * @param dap The DAP used for writing.
 313  * @param reg The two-bit number of the DP register being written.
 314  * @param data Value being written (host endianness)
 315  *
 316  * @return ERROR_OK for success, else a fault code.
 317  */
 318 static inline int dap_queue_dp_write(struct adiv5_dap *dap,
 319                 unsigned reg, uint32_t data)
 320 {
 321         assert(dap->ops != NULL);
 322         return dap->ops->queue_dp_write(dap, reg, data);
 323 }
 324
 325 /**
 326  * Queue an AP register read.
 327  *
 328  * @param dap The DAP used for reading.
 329  * @param reg The number of the AP register being read.
 330  * @param data Pointer saying where to store the register's value
 331  * (in host endianness).
 332  *
 333  * @return ERROR_OK for success, else a fault code.
 334  */
 335 static inline int dap_queue_ap_read(struct adiv5_dap *dap,
 336                 unsigned reg, uint32_t *data)
 337 {
 338         assert(dap->ops != NULL);
 339         return dap->ops->queue_ap_read(dap, reg, data);
 340 }
 341
 342 /**
 343  * Queue an AP register write.
 344  *
 345  * @param dap The DAP used for writing.
 346  * @param reg The number of the AP register being written.
 347  * @param data Value being written (host endianness)
 348  *
 349  * @return ERROR_OK for success, else a fault code.
 350  */
 351 static inline int dap_queue_ap_write(struct adiv5_dap *dap,
 352                 unsigned reg, uint32_t data)
 353 {
 354         assert(dap->ops != NULL);
 355         return dap->ops->queue_ap_write(dap, reg, data);
 356 }
 357
 358 /**
 359  * Queue an AP abort operation.  The current AP transaction is aborted,
 360  * including any update of the transaction counter.  The AP is left in
 361  * an unknown state (so it must be re-initialized).  For use only after
 362  * the AP has reported WAIT status for an extended period.
 363  *
 364  * @param dap The DAP used for writing.
 365  * @param ack Pointer to where transaction status will be stored.
 366  *
 367  * @return ERROR_OK for success, else a fault code.
 368  */
 369 static inline int dap_queue_ap_abort(struct adiv5_dap *dap, uint8_t *ack)
 370 {
 371         assert(dap->ops != NULL);
 372         return dap->ops->queue_ap_abort(dap, ack);
 373 }
 374
 375 /**
 376  * Perform all queued DAP operations, and clear any errors posted in the
 377  * CTRL_STAT register when they are done.  Note that if more than one AP
 378  * operation will be queued, one of the first operations in the queue
 379  * should probably enable CORUNDETECT in the CTRL/STAT register.
 380  *
 381  * @param dap The DAP used.
 382  *
 383  * @return ERROR_OK for success, else a fault code.
 384  */
 385 static inline int dap_run(struct adiv5_dap *dap)
 386 {
 387         assert(dap->ops != NULL);
 388         return dap->ops->run(dap);
 389 }
 390
 391 static inline int dap_dp_read_atomic(struct adiv5_dap *dap, unsigned reg,
 392                                      uint32_t *value)
 393 {
 394         int retval;
 395
 396         retval = dap_queue_dp_read(dap, reg, value);
 397         if (retval != ERROR_OK)
 398                 return retval;
 399
 400         return dap_run(dap);
 401 }
 402
 403 static inline int dap_dp_poll_register(struct adiv5_dap *dap, unsigned reg,
 404                                        uint32_t mask, uint32_t value, int timeout)
 405 {
 406         assert(timeout > 0);
 407         assert((value & mask) == value);
 408
 409         int ret;
 410         uint32_t regval;
 411         LOG_DEBUG("DAP: poll %x, mask 0x%08" PRIx32 ", value 0x%08" PRIx32,
 412                   reg, mask, value);
 413         do {
 414                 ret = dap_dp_read_atomic(dap, reg, &regval);
 415                 if (ret != ERROR_OK)
 416                         return ret;
 417
 418                 if ((regval & mask) == value)
 419                         break;
 420
 421                 alive_sleep(10);
 422         } while (--timeout);
 423
 424         if (!timeout) {
 425                 LOG_DEBUG("DAP: poll %x timeout", reg);
 426                 return ERROR_WAIT;
 427         } else {
 428                 return ERROR_OK;
 429         }
 430 }
 431
 432 /** Accessor for currently selected DAP-AP number (0..255) */
 433 static inline uint8_t dap_ap_get_select(struct adiv5_dap *swjdp)
 434 {
 435         return (uint8_t)(swjdp->ap_current >> 24);
 436 }
 437
 438 /* AP selection applies to future AP transactions */
 439 void dap_ap_select(struct adiv5_dap *dap, uint8_t ap);
 440
 441 /* Queued AP transactions */
 442 int dap_setup_accessport(struct adiv5_dap *swjdp,
 443                 uint32_t csw, uint32_t tar);
 444
 445 /* Queued MEM-AP memory mapped single word transfers with selection of ap */
 446 int mem_ap_sel_read_u32(struct adiv5_dap *swjdp, uint8_t ap,
 447                 uint32_t address, uint32_t *value);
 448 int mem_ap_sel_write_u32(struct adiv5_dap *swjdp, uint8_t ap,
 449                 uint32_t address, uint32_t value);
 450
 451 /* Synchronous MEM-AP memory mapped single word transfers with selection of ap */
 452 int mem_ap_sel_read_atomic_u32(struct adiv5_dap *swjdp, uint8_t ap,
 453                 uint32_t address, uint32_t *value);
 454 int mem_ap_sel_write_atomic_u32(struct adiv5_dap *swjdp, uint8_t ap,
 455                 uint32_t address, uint32_t value);
 456
 457 /* Synchronous MEM-AP memory mapped bus block transfers with selection of ap */
 458 int mem_ap_sel_read_buf(struct adiv5_dap *swjdp, uint8_t ap,
 459                 uint8_t *buffer, uint32_t size, uint32_t count, uint32_t address);
 460 int mem_ap_sel_write_buf(struct adiv5_dap *swjdp, uint8_t ap,
 461                 const uint8_t *buffer, uint32_t size, uint32_t count, uint32_t address);
 462
 463 /* Synchronous, non-incrementing buffer functions for accessing fifos, with
 464  * selection of ap */
 465 int mem_ap_sel_read_buf_noincr(struct adiv5_dap *swjdp, uint8_t ap,
 466                 uint8_t *buffer, uint32_t size, uint32_t count, uint32_t address);
 467 int mem_ap_sel_write_buf_noincr(struct adiv5_dap *swjdp, uint8_t ap,
 468                 const uint8_t *buffer, uint32_t size, uint32_t count, uint32_t address);
 469
 470 /* Create DAP struct */
 471 struct adiv5_dap *dap_init(void);
 472
 473 /* Initialisation of the debug system, power domains and registers */
 474 int ahbap_debugport_init(struct adiv5_dap *swjdp, uint8_t apsel);
 475
 476 /* Probe the AP for ROM Table location */
 477 int dap_get_debugbase(struct adiv5_dap *dap, int ap,
 478                         uint32_t *dbgbase, uint32_t *apid);
 479
 480 /* Probe Access Ports to find a particular type */
 481 int dap_find_ap(struct adiv5_dap *dap,
 482                         enum ap_type type_to_find,
 483                         uint8_t *ap_num_out);
 484
 485 /* Lookup CoreSight component */
 486 int dap_lookup_cs_component(struct adiv5_dap *dap, int ap,
 487                         uint32_t dbgbase, uint8_t type, uint32_t *addr, int32_t *idx);
 488
 489 struct target;
 490
 491 /* Put debug link into SWD mode */
 492 int dap_to_swd(struct target *target);
 493
 494 /* Put debug link into JTAG mode */
 495 int dap_to_jtag(struct target *target);
 496
 497 extern const struct command_registration dap_command_handlers[];
 498
 499 #endif