]> git.sur5r.net Git - openocd/blob - src/jtag/drivers/ulink.c
Add source code for new ULINK driver
[openocd] / src / jtag / drivers / ulink.c
1 /***************************************************************************
2  *   Copyright (C) 2011 by Martin Schmoelzer                               *
3  *   <martin.schmoelzer@student.tuwien.ac.at>                              *
4  *                                                                         *
5  *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify  *
6  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by  *
7  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or     *
8  *   (at your option) any later version.                                   *
9  *                                                                         *
10  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,       *
11  *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of        *
12  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the         *
13  *   GNU General Public License for more details.                          *
14  *                                                                         *
15  *   You should have received a copy of the GNU General Public License     *
16  *   along with this program; if not, write to the                         *
17  *   Free Software Foundation, Inc.,                                       *
18  *   59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.             *
19  ***************************************************************************/
20
21 #ifdef HAVE_CONFIG_H
22 #include "config.h"
23 #endif
24
25 #include <jtag/interface.h>
26 #include <jtag/commands.h>
27 #include <target/image.h>
28 #include <helper/types.h>
29 #include "usb_common.h"
30 #include "OpenULINK/include/msgtypes.h"
31
32 /** USB Vendor ID of ULINK device in unconfigured state (no firmware loaded
33  *  yet) or with OpenULINK firmware. */
34 #define ULINK_VID                0xC251
35
36 /** USB Product ID of ULINK device in unconfigured state (no firmware loaded
37  *  yet) or with OpenULINK firmware. */
38 #define ULINK_PID                0x2710
39
40 /** Address of EZ-USB CPU Control & Status register. This register can be
41  *  written by issuing a Control EP0 vendor request. */
42 #define CPUCS_REG                0x7F92
43
44 /** USB Control EP0 bRequest: "Firmware Load". */
45 #define REQUEST_FIRMWARE_LOAD    0xA0
46
47 /** Value to write into CPUCS to put EZ-USB into reset. */
48 #define CPU_RESET                0x01
49
50 /** Value to write into CPUCS to put EZ-USB out of reset. */
51 #define CPU_START                0x00
52
53 /** Base address of firmware in EZ-USB code space. */
54 #define FIRMWARE_ADDR            0x0000
55
56 /** USB interface number */
57 #define USB_INTERFACE            0
58
59 /** libusb timeout in ms */
60 #define USB_TIMEOUT              5000
61
62 /** Delay (in microseconds) to wait while EZ-USB performs ReNumeration. */
63 #define ULINK_RENUMERATION_DELAY 1500000
64
65 /** Location of OpenULINK firmware image. TODO: Provide some way of modifying
66  *  this path, maybe in a separate OpenOCD command? */
67 #define ULINK_FIRMWARE_FILE      PKGLIBDIR "/OpenULINK/ulink_firmware.hex"
68
69 /** Maximum size of a single firmware section. Entire EZ-USB code space = 8kB */
70 #define SECTION_BUFFERSIZE       8192
71
72 /** Tuning of OpenOCD SCAN commands split into multiple OpenULINK commands. */
73 #define SPLIT_SCAN_THRESHOLD     10
74
75 /** ULINK hardware type */
76 enum ulink_type
77 {
78   /** Original ULINK adapter, based on Cypress EZ-USB (AN2131):
79    *  Full JTAG support, no SWD support. */
80   ULINK_1,
81
82   /** Newer ULINK adapter, based on NXP LPC2148. Currently unsupported. */
83   ULINK_2,
84
85   /** Newer ULINK adapter, based on EZ-USB FX2 + FPGA. Currently unsupported. */
86   ULINK_PRO,
87
88   /** Newer ULINK adapter, possibly based on ULINK 2. Currently unsupported. */
89   ULINK_ME
90 };
91
92 enum ulink_payload_direction
93 {
94   PAYLOAD_DIRECTION_OUT,
95   PAYLOAD_DIRECTION_IN
96 };
97
98 /**
99  * OpenULINK command (OpenULINK command queue element).
100  *
101  * For the OUT direction payload, things are quite easy: Payload is stored
102  * in a rather small array (up to 63 bytes), the payload is always allocated
103  * by the function generating the command and freed by ulink_clear_queue().
104  *
105  * For the IN direction payload, things get a little bit more complicated:
106  * The maximum IN payload size for a single command is 64 bytes. Assume that
107  * a single OpenOCD command needs to scan 256 bytes. This results in the
108  * generation of four OpenULINK commands. The function generating these
109  * commands shall allocate an uint8_t[256] array. Each command's #payload_in
110  * pointer shall point to the corresponding offset where IN data shall be
111  * placed, while #payload_in_start shall point to the first element of the 256
112  * byte array.
113  * - first command:  #payload_in_start + 0
114  * - second command: #payload_in_start + 64
115  * - third command:  #payload_in_start + 128
116  * - fourth command: #payload_in_start + 192
117  *
118  * The last command sets #needs_postprocessing to true.
119  */
120 struct ulink_cmd {
121   uint8_t id;                 ///< ULINK command ID
122
123   uint8_t *payload_out;       ///< OUT direction payload data
124   uint8_t payload_out_size;   ///< OUT direction payload size for this command
125
126   uint8_t *payload_in_start;  ///< Pointer to first element of IN payload array
127   uint8_t *payload_in;        ///< Pointer where IN payload shall be stored
128   uint8_t payload_in_size;    ///< IN direction payload size for this command
129
130   /** Indicates if this command needs post-processing */
131   bool needs_postprocessing;
132
133   /** Indicates if ulink_clear_queue() should free payload_in_start  */
134   bool free_payload_in_start;
135
136   /** Pointer to corresponding OpenOCD command for post-processing */
137   struct jtag_command *cmd_origin;
138
139   struct ulink_cmd *next;    ///< Pointer to next command (linked list)
140 };
141
142 typedef struct ulink_cmd ulink_cmd_t;
143
144 /** Describes one driver instance */
145 struct ulink
146 {
147   struct usb_dev_handle *usb_handle;
148   enum ulink_type type;
149
150   int commands_in_queue;     ///< Number of commands in queue
151   ulink_cmd_t *queue_start;  ///< Pointer to first command in queue
152   ulink_cmd_t *queue_end;    ///< Pointer to last command in queue
153 };
154
155 /**************************** Function Prototypes *****************************/
156
157 /* USB helper functions */
158 int ulink_usb_open(struct ulink **device);
159 int ulink_usb_close(struct ulink **device);
160
161 /* ULINK MCU (Cypress EZ-USB) specific functions */
162 int ulink_cpu_reset(struct ulink *device, char reset_bit);
163 int ulink_load_firmware_and_renumerate(struct ulink **device, char *filename,
164     uint32_t delay);
165 int ulink_load_firmware(struct ulink *device, char *filename);
166 int ulink_write_firmware_section(struct ulink *device,
167     struct image *firmware_image, int section_index);
168
169 /* Generic helper functions */
170 void ulink_print_signal_states(uint8_t input_signals, uint8_t output_signals);
171
172 /* OpenULINK command generation helper functions */
173 int ulink_allocate_payload(ulink_cmd_t *ulink_cmd, int size,
174     enum ulink_payload_direction direction);
175
176 /* OpenULINK command queue helper functions */
177 int ulink_get_queue_size(struct ulink *device,
178     enum ulink_payload_direction direction);
179 void ulink_clear_queue(struct ulink *device);
180 int ulink_append_queue(struct ulink *device, ulink_cmd_t *ulink_cmd);
181 int ulink_execute_queued_commands(struct ulink *device, int timeout);
182
183 #ifdef _DEBUG_JTAG_IO_
184 const char * ulink_cmd_id_string(uint8_t id);
185 void ulink_print_command(ulink_cmd_t *ulink_cmd);
186 void ulink_print_queue(struct ulink *device);
187 #endif
188
189 int ulink_append_scan_cmd(struct ulink *device, enum scan_type scan_type,
190     int scan_size_bits, uint8_t *tdi, uint8_t *tdo_start, uint8_t *tdo,
191     uint8_t tms_count_start, uint8_t tms_sequence_start, uint8_t tms_count_end,
192     uint8_t tms_sequence_end, struct jtag_command *origin, bool postprocess);
193 int ulink_append_clock_tms_cmd(struct ulink *device, uint8_t count,
194     uint8_t sequence);
195 int ulink_append_clock_tck_cmd(struct ulink *device, uint16_t count);
196 int ulink_append_get_signals_cmd(struct ulink *device);
197 int ulink_append_set_signals_cmd(struct ulink *device, uint8_t low,
198     uint8_t high);
199 int ulink_append_sleep_cmd(struct ulink *device, uint32_t us);
200 int ulink_append_configure_tck_cmd(struct ulink *device, uint8_t delay_scan,
201     uint8_t delay_tck, uint8_t delay_tms);
202 int ulink_append_led_cmd(struct ulink *device, uint8_t led_state);
203 int ulink_append_test_cmd(struct ulink *device);
204
205 /* Interface between OpenULINK and OpenOCD */
206 int ulink_queue_scan(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd);
207 int ulink_queue_statemove(struct ulink *device);
208 int ulink_queue_reset(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd);
209 int ulink_queue_runtest(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd);
210 int ulink_queue_tlr_reset(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd);
211 int ulink_queue_pathmove(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd);
212 int ulink_queue_sleep(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd);
213
214 static void ulink_set_end_state(tap_state_t endstate);
215
216 int ulink_post_process_scan(ulink_cmd_t *ulink_cmd);
217 int ulink_post_process_queue(struct ulink *device);
218
219 /* JTAG driver functions (registered in struct jtag_interface) */
220 static int ulink_execute_queue(void);
221 static int ulink_khz(int khz, int *jtag_speed);
222 static int ulink_speed(int speed);
223 static int ulink_speed_div(int speed, int *khz);
224 static int ulink_init(void);
225 static int ulink_quit(void);
226
227 /****************************** Global Variables ******************************/
228
229 struct ulink *ulink_handle;
230
231 /**************************** USB helper functions ****************************/
232
233 /**
234  * Opens the ULINK device and claims its USB interface.
235  *
236  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
237  * @return on success: ERROR_OK
238  * @return on failure: ERROR_FAIL
239  */
240 int ulink_usb_open(struct ulink **device)
241 {
242   int ret;
243   struct usb_dev_handle *usb_handle;
244
245   /* Currently, only original ULINK is supported */
246   uint16_t vids[] = { ULINK_VID, 0 };
247   uint16_t pids[] = { ULINK_PID, 0 };
248
249   ret = jtag_usb_open(vids, pids, &usb_handle);
250
251   if (ret != ERROR_OK) {
252     return ret;
253   }
254
255   ret = usb_claim_interface(usb_handle, 0);
256
257   if (ret != 0) {
258     return ret;
259   }
260
261   (*device)->usb_handle = usb_handle;
262   (*device)->type = ULINK_1;
263
264   return ERROR_OK;
265 }
266
267 /**
268  * Releases the ULINK interface and closes the USB device handle.
269  *
270  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
271  * @return on success: ERROR_OK
272  * @return on failure: ERROR_FAIL
273  */
274 int ulink_usb_close(struct ulink **device)
275 {
276   if (usb_release_interface((*device)->usb_handle, 0) != 0) {
277     return ERROR_FAIL;
278   }
279
280   if (usb_close((*device)->usb_handle) != 0) {
281     return ERROR_FAIL;
282   }
283
284   (*device)->usb_handle = NULL;
285
286   return ERROR_OK;
287 }
288
289 /******************* ULINK CPU (EZ-USB) specific functions ********************/
290
291 /**
292  * Writes '0' or '1' to the CPUCS register, putting the EZ-USB CPU into reset
293  * or out of reset.
294  *
295  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
296  * @param reset_bit 0 to put CPU into reset, 1 to put CPU out of reset.
297  * @return on success: ERROR_OK
298  * @return on failure: ERROR_FAIL
299  */
300 int ulink_cpu_reset(struct ulink *device, char reset_bit)
301 {
302   int ret;
303
304   ret = usb_control_msg(device->usb_handle,
305       (USB_ENDPOINT_OUT | USB_TYPE_VENDOR | USB_RECIP_DEVICE),
306       REQUEST_FIRMWARE_LOAD, CPUCS_REG, 0, &reset_bit, 1, USB_TIMEOUT);
307
308   /* usb_control_msg() returns the number of bytes transferred during the
309    * DATA stage of the control transfer - must be exactly 1 in this case! */
310   if (ret != 1) {
311     return ERROR_FAIL;
312   }
313   return ERROR_OK;
314 }
315
316 /**
317  * Puts the ULINK's EZ-USB microcontroller into reset state, downloads
318  * the firmware image, resumes the microcontroller and re-enumerates
319  * USB devices.
320  *
321  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
322  *  The usb_handle member will be modified during re-enumeration.
323  * @param filename path to the Intel HEX file containing the firmware image.
324  * @param delay the delay to wait for the device to re-enumerate.
325  * @return on success: ERROR_OK
326  * @return on failure: ERROR_FAIL
327  */
328 int ulink_load_firmware_and_renumerate(struct ulink **device,
329     char *filename, uint32_t delay)
330 {
331   int ret;
332
333   /* Basic process: After downloading the firmware, the ULINK will disconnect
334    * itself and re-connect after a short amount of time so we have to close
335    * the handle and re-enumerate USB devices */
336
337   ret = ulink_load_firmware(*device, filename);
338   if (ret != ERROR_OK) {
339     return ret;
340   }
341
342   ret = ulink_usb_close(device);
343   if (ret != ERROR_OK) {
344     return ret;
345   }
346
347   usleep(delay);
348
349   ret = ulink_usb_open(device);
350   if (ret != ERROR_OK) {
351     return ret;
352   }
353
354   return ERROR_OK;
355 }
356
357 /**
358  * Downloads a firmware image to the ULINK's EZ-USB microcontroller
359  * over the USB bus.
360  *
361  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
362  * @param filename an absolute or relative path to the Intel HEX file
363  *  containing the firmware image.
364  * @return on success: ERROR_OK
365  * @return on failure: ERROR_FAIL
366  */
367 int ulink_load_firmware(struct ulink *device, char *filename)
368 {
369   struct image ulink_firmware_image;
370   int ret, i;
371
372   ret = ulink_cpu_reset(device, CPU_RESET);
373   if (ret != ERROR_OK) {
374     LOG_ERROR("Could not halt ULINK CPU");
375     return ret;
376   }
377
378   ulink_firmware_image.base_address = 0;
379   ulink_firmware_image.base_address_set = 0;
380
381   ret = image_open(&ulink_firmware_image, ULINK_FIRMWARE_FILE, "ihex");
382   if (ret != ERROR_OK) {
383     return ret;
384   }
385
386   /* Download all sections in the image to ULINK */
387   for (i = 0; i < ulink_firmware_image.num_sections; i++) {
388     ret = ulink_write_firmware_section(device, &ulink_firmware_image, i);
389     if (ret != ERROR_OK) {
390       return ret;
391     }
392   }
393
394   image_close(&ulink_firmware_image);
395
396   ret = ulink_cpu_reset(device, CPU_START);
397   if (ret != ERROR_OK) {
398     LOG_ERROR("Could not restart ULINK CPU");
399     return ret;
400   }
401
402   return ERROR_OK;
403 }
404
405 /**
406  * Send one contiguous firmware section to the ULINK's EZ-USB microcontroller
407  * over the USB bus.
408  *
409  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
410  * @param firmware_image pointer to the firmware image that contains the section
411  *  which should be sent to the ULINK's EZ-USB microcontroller.
412  * @param section_index index of the section within the firmware image.
413  * @return on success: ERROR_OK
414  * @return on failure: ERROR_FAIL
415  */
416 int ulink_write_firmware_section(struct ulink *device,
417     struct image *firmware_image, int section_index)
418 {
419   uint16_t addr, size, bytes_remaining, chunk_size;
420   uint8_t data[SECTION_BUFFERSIZE];
421   uint8_t *data_ptr = data;
422   size_t size_read;
423   int ret;
424
425   size = (uint16_t)firmware_image->sections[section_index].size;
426   addr = (uint16_t)firmware_image->sections[section_index].base_address;
427
428   LOG_DEBUG("section %02i at addr 0x%04x (size 0x%04x)", section_index, addr,
429       size);
430
431   if (data == NULL) {
432     return ERROR_FAIL;
433   }
434
435   /* Copy section contents to local buffer */
436   ret = image_read_section(firmware_image, section_index, 0, size, data,
437       &size_read);
438
439   if ((ret != ERROR_OK) || (size_read != size)) {
440     /* Propagating the return code would return '0' (misleadingly indicating
441      * successful execution of the function) if only the size check fails. */
442     return ERROR_FAIL;
443   }
444
445   bytes_remaining = size;
446
447   /* Send section data in chunks of up to 64 bytes to ULINK */
448   while (bytes_remaining > 0) {
449     if (bytes_remaining > 64) {
450       chunk_size = 64;
451     }
452     else {
453       chunk_size = bytes_remaining;
454     }
455
456     ret = usb_control_msg(device->usb_handle,
457         (USB_ENDPOINT_OUT | USB_TYPE_VENDOR | USB_RECIP_DEVICE),
458         REQUEST_FIRMWARE_LOAD, addr, FIRMWARE_ADDR, (char *)data_ptr,
459         chunk_size, USB_TIMEOUT);
460
461     if (ret != (int)chunk_size) {
462       /* Abort if libusb sent less data than requested */
463       return ERROR_FAIL;
464     }
465
466     bytes_remaining -= chunk_size;
467     addr += chunk_size;
468     data_ptr += chunk_size;
469   }
470
471   return ERROR_OK;
472 }
473
474 /************************** Generic helper functions **************************/
475
476 /**
477  * Print state of interesting signals via LOG_INFO().
478  *
479  * @param input_signals input signal states as returned by CMD_GET_SIGNALS
480  * @param output_signals output signal states as returned by CMD_GET_SIGNALS
481  */
482 void ulink_print_signal_states(uint8_t input_signals, uint8_t output_signals)
483 {
484   LOG_INFO("ULINK signal states: TDI: %i, TDO: %i, TMS: %i, TCK: %i, TRST: %i,"
485       " SRST: %i",
486       (output_signals & SIGNAL_TDI   ? 1 : 0),
487       (input_signals  & SIGNAL_TDO   ? 1 : 0),
488       (output_signals & SIGNAL_TMS   ? 1 : 0),
489       (output_signals & SIGNAL_TCK   ? 1 : 0),
490       (output_signals & SIGNAL_TRST  ? 0 : 1),  // TRST and RESET are inverted
491       (output_signals & SIGNAL_RESET ? 0 : 1)); // by hardware
492 }
493
494 /**************** OpenULINK command generation helper functions ***************/
495
496 /**
497  * Allocate and initialize space in memory for OpenULINK command payload.
498  *
499  * @param ulink_cmd pointer to command whose payload should be allocated.
500  * @param size the amount of memory to allocate (bytes).
501  * @param direction which payload to allocate.
502  * @return on success: ERROR_OK
503  * @return on failure: ERROR_FAIL
504  */
505 int ulink_allocate_payload(ulink_cmd_t *ulink_cmd, int size,
506     enum ulink_payload_direction direction)
507 {
508   uint8_t *payload;
509
510   payload = calloc(size, sizeof(uint8_t));
511
512   if (payload == NULL) {
513     LOG_ERROR("Could not allocate OpenULINK command payload: out of memory");
514     return ERROR_FAIL;
515   }
516
517   switch (direction) {
518   case PAYLOAD_DIRECTION_OUT:
519     if (ulink_cmd->payload_out != NULL) {
520       LOG_ERROR("BUG: Duplicate payload allocation for OpenULINK command");
521       return ERROR_FAIL;
522     }
523     else {
524       ulink_cmd->payload_out = payload;
525       ulink_cmd->payload_out_size = size;
526     }
527     break;
528   case PAYLOAD_DIRECTION_IN:
529     if (ulink_cmd->payload_in_start != NULL) {
530       LOG_ERROR("BUG: Duplicate payload allocation for OpenULINK command");
531       return ERROR_FAIL;
532     }
533     else {
534       ulink_cmd->payload_in_start = payload;
535       ulink_cmd->payload_in = payload;
536       ulink_cmd->payload_in_size = size;
537
538       /* By default, free payload_in_start in ulink_clear_queue(). Commands
539        * that do not want this behavior (e. g. split scans) must turn it off
540        * separately! */
541       ulink_cmd->free_payload_in_start = true;
542     }
543     break;
544   }
545
546   return ERROR_OK;
547 }
548
549 /****************** OpenULINK command queue helper functions ******************/
550
551 /**
552  * Get the current number of bytes in the queue, including command IDs.
553  *
554  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
555  * @param direction the transfer direction for which to get byte count.
556  * @return the number of bytes currently stored in the queue for the specified
557  *  direction.
558  */
559 int ulink_get_queue_size(struct ulink *device,
560     enum ulink_payload_direction direction)
561 {
562   ulink_cmd_t *current = device->queue_start;
563   int sum = 0;
564
565   while (current != NULL) {
566     switch (direction) {
567     case PAYLOAD_DIRECTION_OUT:
568       sum += current->payload_out_size + 1; // + 1 byte for Command ID
569       break;
570     case PAYLOAD_DIRECTION_IN:
571       sum += current->payload_in_size;
572       break;
573     }
574
575     current = current->next;
576   }
577
578   return sum;
579 }
580
581 /**
582  * Clear the OpenULINK command queue.
583  *
584  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
585  * @return on success: ERROR_OK
586  * @return on failure: ERROR_FAIL
587  */
588 void ulink_clear_queue(struct ulink *device)
589 {
590   ulink_cmd_t *current = device->queue_start;
591   ulink_cmd_t *next = NULL;
592
593   while (current != NULL) {
594     /* Save pointer to next element */
595     next = current->next;
596
597     /* Free payloads: OUT payload can be freed immediately */
598     free(current->payload_out);
599     current->payload_out = NULL;
600
601     /* IN payload MUST be freed ONLY if no other commands use the
602      * payload_in_start buffer */
603     if (current->free_payload_in_start == true) {
604       free(current->payload_in_start);
605       current->payload_in_start = NULL;
606       current->payload_in = NULL;
607     }
608
609     /* Free queue element */
610     free(current);
611
612     /* Proceed with next element */
613     current = next;
614   }
615
616   device->commands_in_queue = 0;
617   device->queue_start = NULL;
618   device->queue_end = NULL;
619 }
620
621 /**
622  * Add a command to the OpenULINK command queue.
623  *
624  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
625  * @param ulink_cmd pointer to command that shall be appended to the OpenULINK
626  *  command queue.
627  * @return on success: ERROR_OK
628  * @return on failure: ERROR_FAIL
629  */
630 int ulink_append_queue(struct ulink *device, ulink_cmd_t *ulink_cmd)
631 {
632   int newsize_out, newsize_in;
633   int ret;
634
635   newsize_out = ulink_get_queue_size(device, PAYLOAD_DIRECTION_OUT) + 1
636       + ulink_cmd->payload_out_size;
637
638   newsize_in = ulink_get_queue_size(device, PAYLOAD_DIRECTION_IN)
639       + ulink_cmd->payload_in_size;
640
641   /* Check if the current command can be appended to the queue */
642   if ((newsize_out > 64) || (newsize_in > 64)) {
643     /* New command does not fit. Execute all commands in queue before starting
644      * new queue with the current command as first entry. */
645     ret = ulink_execute_queued_commands(device, USB_TIMEOUT);
646     if (ret != ERROR_OK) {
647       return ret;
648     }
649
650     ret = ulink_post_process_queue(device);
651     if (ret != ERROR_OK) {
652       return ret;
653     }
654
655     ulink_clear_queue(device);
656   }
657
658   if (device->queue_start == NULL) {
659     /* Queue was empty */
660     device->commands_in_queue = 1;
661
662     device->queue_start = ulink_cmd;
663     device->queue_end = ulink_cmd;
664   }
665   else {
666     /* There are already commands in the queue */
667     device->commands_in_queue++;
668
669     device->queue_end->next = ulink_cmd;
670     device->queue_end = ulink_cmd;
671   }
672
673   return ERROR_OK;
674 }
675
676 /**
677  * Sends all queued OpenULINK commands to the ULINK for execution.
678  *
679  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
680  * @return on success: ERROR_OK
681  * @return on failure: ERROR_FAIL
682  */
683 int ulink_execute_queued_commands(struct ulink *device, int timeout)
684 {
685   ulink_cmd_t *current;
686   int ret, i, index_out, index_in, count_out, count_in;
687   uint8_t buffer[64];
688
689 #ifdef _DEBUG_JTAG_IO_
690   ulink_print_queue(device);
691 #endif
692
693   index_out = 0;
694   count_out = 0;
695   count_in = 0;
696
697   for (current = device->queue_start; current; current = current->next) {
698     /* Add command to packet */
699     buffer[index_out] = current->id;
700     index_out++;
701     count_out++;
702
703     for (i = 0; i < current->payload_out_size; i++) {
704       buffer[index_out + i] = current->payload_out[i];
705     }
706     index_out += current->payload_out_size;
707     count_in += current->payload_in_size;
708     count_out += current->payload_out_size;
709   }
710
711   /* Send packet to ULINK */
712   ret = usb_bulk_write(device->usb_handle, (2 | USB_ENDPOINT_OUT),
713       (char *)buffer, count_out, timeout);
714   if (ret < 0) {
715     return ERROR_FAIL;
716   }
717   if (ret != count_out) {
718     return ERROR_FAIL;
719   }
720
721   /* Wait for response if commands contain IN payload data */
722   if (count_in > 0) {
723     ret = usb_bulk_read(device->usb_handle, (2 | USB_ENDPOINT_IN),
724         (char *)buffer, 64, timeout);
725     if (ret < 0) {
726       return ERROR_FAIL;
727     }
728     if (ret != count_in) {
729       return ERROR_FAIL;
730     }
731
732     /* Write back IN payload data */
733     index_in = 0;
734     for (current = device->queue_start; current; current = current->next) {
735       for (i = 0; i < current->payload_in_size; i++) {
736         current->payload_in[i] = buffer[index_in];
737         index_in++;
738       }
739     }
740   }
741
742   return ERROR_OK;
743 }
744
745 #ifdef _DEBUG_JTAG_IO_
746
747 /**
748  * Convert an OpenULINK command ID (\a id) to a human-readable string.
749  *
750  * @param id the OpenULINK command ID.
751  * @return the corresponding human-readable string.
752  */
753 const char * ulink_cmd_id_string(uint8_t id)
754 {
755   switch (id) {
756   case CMD_SCAN_IN:
757     return "CMD_SCAN_IN";
758     break;
759   case CMD_SLOW_SCAN_IN:
760     return "CMD_SLOW_SCAN_IN";
761     break;
762   case CMD_SCAN_OUT:
763     return "CMD_SCAN_OUT";
764     break;
765   case CMD_SLOW_SCAN_OUT:
766     return "CMD_SLOW_SCAN_OUT";
767     break;
768   case CMD_SCAN_IO:
769     return "CMD_SCAN_IO";
770     break;
771   case CMD_SLOW_SCAN_IO:
772     return "CMD_SLOW_SCAN_IO";
773     break;
774   case CMD_CLOCK_TMS:
775     return "CMD_CLOCK_TMS";
776     break;
777   case CMD_SLOW_CLOCK_TMS:
778     return "CMD_SLOW_CLOCK_TMS";
779     break;
780   case CMD_CLOCK_TCK:
781     return "CMD_CLOCK_TCK";
782     break;
783   case CMD_SLEEP_US:
784     return "CMD_SLEEP_US";
785     break;
786   case CMD_SLEEP_MS:
787     return "CMD_SLEEP_MS";
788     break;
789   case CMD_GET_SIGNALS:
790     return "CMD_GET_SIGNALS";
791     break;
792   case CMD_SET_SIGNALS:
793     return "CMD_SET_SIGNALS";
794     break;
795   case CMD_CONFIGURE_TCK_FREQ:
796     return "CMD_CONFIGURE_TCK_FREQ";
797     break;
798   case CMD_SET_LEDS:
799     return "CMD_SET_LEDS";
800     break;
801   case CMD_TEST:
802     return "CMD_TEST";
803     break;
804   default:
805     return "CMD_UNKNOWN";
806     break;
807   }
808 }
809
810 /**
811  * Print one OpenULINK command to stdout.
812  *
813  * @param ulink_cmd pointer to OpenULINK command.
814  */
815 void ulink_print_command(ulink_cmd_t *ulink_cmd)
816 {
817   int i;
818
819   printf("  %-22s | OUT size = %i, bytes = 0x", ulink_cmd_id_string(ulink_cmd->id),
820       ulink_cmd->payload_out_size);
821
822   for (i = 0; i < ulink_cmd->payload_out_size; i++) {
823     printf("%02X ", ulink_cmd->payload_out[i]);
824   }
825   printf("\n                         | IN size  = %i\n", ulink_cmd->payload_in_size);
826 }
827
828 /**
829  * Print the OpenULINK command queue to stdout.
830  *
831  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
832  */
833 void ulink_print_queue(struct ulink *device)
834 {
835   ulink_cmd_t *current;
836
837   printf("OpenULINK command queue:\n");
838
839   for (current = device->queue_start; current; current = current->next) {
840     ulink_print_command(current);
841   }
842 }
843
844 #endif /* _DEBUG_JTAG_IO_ */
845
846 /**
847  * Perform JTAG scan
848  *
849  * Creates and appends a JTAG scan command to the OpenULINK command queue.
850  * A JTAG scan consists of three steps:
851  * - Move to the desired SHIFT state, depending on scan type (IR/DR scan).
852  * - Shift TDI data into the JTAG chain, optionally reading the TDO pin.
853  * - Move to the desired end state.
854  *
855  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
856  * @param scan_type the type of the scan (IN, OUT, IO (bidirectional)).
857  * @param scan_size_bits number of bits to shift into the JTAG chain.
858  * @param tdi pointer to array containing TDI data.
859  * @param tdo_start pointer to first element of array where TDO data shall be
860  *  stored. See #ulink_cmd for details.
861  * @param tdo pointer to array where TDO data shall be stored
862  * @param tms_count_start number of TMS state transitions to perform BEFORE
863  *  shifting data into the JTAG chain.
864  * @param tms_sequence_start sequence of TMS state transitions that will be
865  *  performed BEFORE shifting data into the JTAG chain.
866  * @param tms_count_end number of TMS state transitions to perform AFTER
867  *  shifting data into the JTAG chain.
868  * @param tms_sequence_end sequence of TMS state transitions that will be
869  *  performed AFTER shifting data into the JTAG chain.
870  * @param origin pointer to OpenOCD command that generated this scan command.
871  * @param postprocess whether this command needs to be post-processed after
872  *  execution.
873  * @return on success: ERROR_OK
874  * @return on failure: ERROR_FAIL
875  */
876 int ulink_append_scan_cmd(struct ulink *device, enum scan_type scan_type,
877     int scan_size_bits, uint8_t *tdi, uint8_t *tdo_start, uint8_t *tdo,
878     uint8_t tms_count_start, uint8_t tms_sequence_start, uint8_t tms_count_end,
879     uint8_t tms_sequence_end, struct jtag_command *origin, bool postprocess)
880 {
881   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
882   int ret, i, scan_size_bytes;
883   uint8_t bits_last_byte;
884
885   if (cmd == NULL) {
886     return ERROR_FAIL;
887   }
888
889   /* Check size of command. USB buffer can hold 64 bytes, 1 byte is command ID,
890    * 5 bytes are setup data -> 58 remaining payload bytes for TDI data */
891   if (scan_size_bits > (58 * 8)) {
892     LOG_ERROR("BUG: Tried to create CMD_SCAN_IO OpenULINK command with too"
893         " large payload");
894     return ERROR_FAIL;
895   }
896
897   scan_size_bytes = DIV_ROUND_UP(scan_size_bits, 8);
898
899   bits_last_byte = scan_size_bits % 8;
900   if (bits_last_byte == 0) {
901     bits_last_byte = 8;
902   }
903
904   /* Allocate out_payload depending on scan type */
905   // TODO: set command ID depending on interface speed settings (slow scan)
906   switch (scan_type) {
907   case SCAN_IN:
908     cmd->id = CMD_SCAN_IN;
909     ret = ulink_allocate_payload(cmd, 5, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
910     break;
911   case SCAN_OUT:
912     cmd->id = CMD_SCAN_OUT;
913     ret = ulink_allocate_payload(cmd, scan_size_bytes + 5, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
914     break;
915   case SCAN_IO:
916     cmd->id = CMD_SCAN_IO;
917     ret = ulink_allocate_payload(cmd, scan_size_bytes + 5, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
918     break;
919   default:
920     LOG_ERROR("BUG: ulink_append_scan_cmd() encountered an unknown scan type");
921     ret = ERROR_FAIL;
922   }
923
924   if (ret != ERROR_OK) {
925     return ret;
926   }
927
928   /* Build payload_out that is common to all scan types */
929   cmd->payload_out[0] = scan_size_bytes & 0xFF;
930   cmd->payload_out[1] = bits_last_byte & 0xFF;
931   cmd->payload_out[2] = ((tms_count_start & 0x0F) << 4) | (tms_count_end & 0x0F);
932   cmd->payload_out[3] = tms_sequence_start;
933   cmd->payload_out[4] = tms_sequence_end;
934
935   /* Setup payload_out for types with OUT transfer */
936   if ((scan_type == SCAN_OUT) || (scan_type == SCAN_IO)) {
937     for (i = 0; i < scan_size_bytes; i++) {
938       cmd->payload_out[i + 5] = tdi[i];
939     }
940   }
941
942   /* Setup payload_in pointers for types with IN transfer */
943   if ((scan_type == SCAN_IN) || (scan_type == SCAN_IO)) {
944     cmd->payload_in_start = tdo_start;
945     cmd->payload_in = tdo;
946     cmd->payload_in_size = scan_size_bytes;
947   }
948
949   cmd->needs_postprocessing = postprocess;
950   cmd->cmd_origin = origin;
951
952   /* For scan commands, we free payload_in_start only when the command is
953    * the last in a series of split commands or a stand-alone command */
954   cmd->free_payload_in_start = postprocess;
955
956   return ulink_append_queue(device, cmd);
957 }
958
959 /**
960  * Perform TAP state transitions
961  *
962  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
963  * @param count defines the number of TCK clock cycles generated (up to 8).
964  * @param sequence defines the TMS pin levels for each state transition. The
965  *  Least-Significant Bit is read first.
966  * @return on success: ERROR_OK
967  * @return on failure: ERROR_FAIL
968  */
969 int ulink_append_clock_tms_cmd(struct ulink *device, uint8_t count,
970     uint8_t sequence)
971 {
972   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
973   int ret;
974
975   if (cmd == NULL) {
976     return ERROR_FAIL;
977   }
978
979   cmd->id = CMD_CLOCK_TMS;
980
981   /* CMD_CLOCK_TMS has two OUT payload bytes and zero IN payload bytes */
982   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 2, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
983   if (ret != ERROR_OK) {
984     return ret;
985   }
986
987   cmd->payload_out[0] = count;
988   cmd->payload_out[1] = sequence;
989
990   return ulink_append_queue(device, cmd);
991 }
992
993 /**
994  * Generate a defined amount of TCK clock cycles
995  *
996  * All other JTAG signals are left unchanged.
997  *
998  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
999  * @param count the number of TCK clock cycles to generate.
1000  * @return on success: ERROR_OK
1001  * @return on failure: ERROR_FAIL
1002  */
1003 int ulink_append_clock_tck_cmd(struct ulink *device, uint16_t count)
1004 {
1005   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1006   int ret;
1007
1008   if (cmd == NULL) {
1009     return ERROR_FAIL;
1010   }
1011
1012   cmd->id = CMD_CLOCK_TCK;
1013
1014   /* CMD_CLOCK_TCK has two OUT payload bytes and zero IN payload bytes */
1015   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 2, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
1016   if (ret != ERROR_OK) {
1017     return ret;
1018   }
1019
1020   cmd->payload_out[0] = count & 0xff;
1021   cmd->payload_out[1] = (count >> 8) & 0xff;
1022
1023   return ulink_append_queue(device, cmd);
1024 }
1025
1026 /**
1027  * Read JTAG signals.
1028  *
1029  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1030  * @return on success: ERROR_OK
1031  * @return on failure: ERROR_FAIL
1032  */
1033 int ulink_append_get_signals_cmd(struct ulink *device)
1034 {
1035   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1036   int ret;
1037
1038   if (cmd == NULL) {
1039     return ERROR_FAIL;
1040   }
1041
1042   cmd->id = CMD_GET_SIGNALS;
1043   cmd->needs_postprocessing = true;
1044
1045   /* CMD_GET_SIGNALS has two IN payload bytes */
1046   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 2, PAYLOAD_DIRECTION_IN);
1047
1048   if (ret != ERROR_OK) {
1049     return ret;
1050   }
1051
1052   return ulink_append_queue(device, cmd);
1053 }
1054
1055 /**
1056  * Arbitrarily set JTAG output signals.
1057  *
1058  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1059  * @param low defines which signals will be de-asserted. Each bit corresponds
1060  *  to a JTAG signal:
1061  *  - SIGNAL_TDI
1062  *  - SIGNAL_TMS
1063  *  - SIGNAL_TCK
1064  *  - SIGNAL_TRST
1065  *  - SIGNAL_BRKIN
1066  *  - SIGNAL_RESET
1067  *  - SIGNAL_OCDSE
1068  * @param high defines which signals will be asserted.
1069  * @return on success: ERROR_OK
1070  * @return on failure: ERROR_FAIL
1071  */
1072 int ulink_append_set_signals_cmd(struct ulink *device, uint8_t low,
1073     uint8_t high)
1074 {
1075   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1076   int ret;
1077
1078   if (cmd == NULL) {
1079     return ERROR_FAIL;
1080   }
1081
1082   cmd->id = CMD_SET_SIGNALS;
1083
1084   /* CMD_SET_SIGNALS has two OUT payload bytes and zero IN payload bytes */
1085   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 2, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
1086
1087   if (ret != ERROR_OK) {
1088     return ret;
1089   }
1090
1091   cmd->payload_out[0] = low;
1092   cmd->payload_out[1] = high;
1093
1094   return ulink_append_queue(device, cmd);;
1095 }
1096
1097 /**
1098  * Sleep for a pre-defined number of microseconds
1099  *
1100  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1101  * @param us the number microseconds to sleep.
1102  * @return on success: ERROR_OK
1103  * @return on failure: ERROR_FAIL
1104  */
1105 int ulink_append_sleep_cmd(struct ulink *device, uint32_t us)
1106 {
1107   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1108   int ret;
1109
1110   if (cmd == NULL) {
1111     return ERROR_FAIL;
1112   }
1113
1114   cmd->id = CMD_SLEEP_US;
1115
1116   /* CMD_SLEEP_US has two OUT payload bytes and zero IN payload bytes */
1117   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 2, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
1118
1119   if (ret != ERROR_OK) {
1120     return ret;
1121   }
1122
1123   cmd->payload_out[0] = us & 0x00ff;
1124   cmd->payload_out[1] = (us >> 8) & 0x00ff;
1125
1126   return ulink_append_queue(device, cmd);
1127 }
1128
1129 /**
1130  * Set TCK delay counters
1131  *
1132  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1133  * @param delay_scan delay count top value in jtag_slow_scan() functions
1134  * @param delay_tck delay count top value in jtag_clock_tck() function
1135  * @param delay_tms delay count top value in jtag_slow_clock_tms() function
1136  * @return on success: ERROR_OK
1137  * @return on failure: ERROR_FAIL
1138  */
1139 int ulink_append_configure_tck_cmd(struct ulink *device, uint8_t delay_scan,
1140     uint8_t delay_tck, uint8_t delay_tms)
1141 {
1142   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1143   int ret;
1144
1145   if (cmd == NULL) {
1146     return ERROR_FAIL;
1147   }
1148
1149   cmd->id = CMD_CONFIGURE_TCK_FREQ;
1150
1151   /* CMD_CONFIGURE_TCK_FREQ has three OUT payload bytes and zero
1152    * IN payload bytes */
1153   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 3, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
1154   if (ret != ERROR_OK) {
1155     return ret;
1156   }
1157
1158   cmd->payload_out[0] = delay_scan;
1159   cmd->payload_out[1] = delay_tck;
1160   cmd->payload_out[2] = delay_tms;
1161
1162   return ulink_append_queue(device, cmd);
1163 }
1164
1165 /**
1166  * Turn on/off ULINK LEDs.
1167  *
1168  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1169  * @param led_state which LED(s) to turn on or off. The following bits
1170  *  influence the LEDS:
1171  *  - Bit 0: Turn COM LED on
1172  *  - Bit 1: Turn RUN LED on
1173  *  - Bit 2: Turn COM LED off
1174  *  - Bit 3: Turn RUN LED off
1175  *  If both the on-bit and the off-bit for the same LED is set, the LED is
1176  *  turned off.
1177  * @return on success: ERROR_OK
1178  * @return on failure: ERROR_FAIL
1179  */
1180 int ulink_append_led_cmd(struct ulink *device, uint8_t led_state)
1181 {
1182   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1183   int ret;
1184
1185   if (cmd == NULL) {
1186     return ERROR_FAIL;
1187   }
1188
1189   cmd->id = CMD_SET_LEDS;
1190
1191   /* CMD_SET_LEDS has one OUT payload byte and zero IN payload bytes */
1192   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 1, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
1193   if (ret != ERROR_OK) {
1194     return ret;
1195   }
1196
1197   cmd->payload_out[0] = led_state;
1198
1199   return ulink_append_queue(device, cmd);
1200 }
1201
1202 /**
1203  * Test command. Used to check if the ULINK device is ready to accept new
1204  * commands.
1205  *
1206  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1207  * @return on success: ERROR_OK
1208  * @return on failure: ERROR_FAIL
1209  */
1210 int ulink_append_test_cmd(struct ulink *device)
1211 {
1212   ulink_cmd_t *cmd = calloc(1, sizeof(ulink_cmd_t));
1213   int ret;
1214
1215   if (cmd == NULL) {
1216     return ERROR_FAIL;
1217   }
1218
1219   cmd->id = CMD_TEST;
1220
1221   /* CMD_TEST has one OUT payload byte and zero IN payload bytes */
1222   ret = ulink_allocate_payload(cmd, 1, PAYLOAD_DIRECTION_OUT);
1223   if (ret != ERROR_OK) {
1224     return ret;
1225   }
1226
1227   cmd->payload_out[0] = 0xAA;
1228
1229   return ulink_append_queue(device, cmd);
1230 }
1231
1232 /******************* Interface between OpenULINK and OpenOCD ******************/
1233
1234 /**
1235  * Perform a scan operation on a JTAG register.
1236  *
1237  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1238  * @param cmd pointer to the command that shall be executed.
1239  * @return on success: ERROR_OK
1240  * @return on failure: ERROR_FAIL
1241  */
1242 int ulink_queue_scan(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd)
1243 {
1244   uint32_t scan_size_bits, scan_size_bytes, bits_last_scan;
1245   uint32_t scans_max_payload, bytecount;
1246   uint8_t *tdi_buffer_start = NULL, *tdi_buffer = NULL;
1247   uint8_t *tdo_buffer_start = NULL, *tdo_buffer = NULL;
1248
1249   uint8_t first_tms_count, first_tms_sequence;
1250   uint8_t last_tms_count, last_tms_sequence;
1251
1252   uint8_t tms_count_pause, tms_sequence_pause;
1253   uint8_t tms_count_resume, tms_sequence_resume;
1254
1255   uint8_t tms_count_start, tms_sequence_start;
1256   uint8_t tms_count_end, tms_sequence_end;
1257
1258   enum scan_type type;
1259   int ret;
1260
1261   /* Determine scan size */
1262   scan_size_bits = jtag_scan_size(cmd->cmd.scan);
1263   scan_size_bytes = DIV_ROUND_UP(scan_size_bits, 8);
1264
1265   /* Determine scan type (IN/OUT/IO) */
1266   type = jtag_scan_type(cmd->cmd.scan);
1267
1268   /* Determine number of scan commands */
1269   scans_max_payload = scan_size_bytes / 58;
1270
1271   /* Determine size of last shift command */
1272   bits_last_scan = scan_size_bits - (scans_max_payload * 58 * 8);
1273
1274   /* Allocate TDO buffer if required */
1275   if ((type == SCAN_IN) || (type == SCAN_IO)) {
1276     tdo_buffer_start = calloc(sizeof(uint8_t), scan_size_bytes);
1277
1278     if (tdo_buffer_start == NULL) {
1279       return ERROR_FAIL;
1280     }
1281
1282     tdo_buffer = tdo_buffer_start;
1283   }
1284
1285   /* Fill TDI buffer if required */
1286   if ((type == SCAN_OUT) || (type == SCAN_IO)) {
1287     jtag_build_buffer(cmd->cmd.scan, &tdi_buffer_start);
1288     tdi_buffer = tdi_buffer_start;
1289   }
1290
1291   /* Get TAP state transitions */
1292   if (cmd->cmd.scan->ir_scan) {
1293     ulink_set_end_state(TAP_IRSHIFT);
1294     first_tms_count = tap_get_tms_path_len(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1295     first_tms_sequence = tap_get_tms_path(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1296
1297     tap_set_state(TAP_IRSHIFT);
1298     tap_set_end_state(cmd->cmd.scan->end_state);
1299     last_tms_count = tap_get_tms_path_len(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1300     last_tms_sequence = tap_get_tms_path(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1301
1302     /* TAP state transitions for split scans */
1303     tms_count_pause = tap_get_tms_path_len(TAP_IRSHIFT, TAP_IRPAUSE);
1304     tms_sequence_pause = tap_get_tms_path(TAP_IRSHIFT, TAP_IRPAUSE);
1305     tms_count_resume = tap_get_tms_path_len(TAP_IRPAUSE, TAP_IRSHIFT);
1306     tms_sequence_resume = tap_get_tms_path(TAP_IRPAUSE, TAP_IRSHIFT);
1307   }
1308   else {
1309     ulink_set_end_state(TAP_DRSHIFT);
1310     first_tms_count = tap_get_tms_path_len(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1311     first_tms_sequence = tap_get_tms_path(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1312
1313     tap_set_state(TAP_DRSHIFT);
1314     tap_set_end_state(cmd->cmd.scan->end_state);
1315     last_tms_count = tap_get_tms_path_len(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1316     last_tms_sequence = tap_get_tms_path(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1317
1318     /* TAP state transitions for split scans */
1319     tms_count_pause = tap_get_tms_path_len(TAP_DRSHIFT, TAP_DRPAUSE);
1320     tms_sequence_pause = tap_get_tms_path(TAP_DRSHIFT, TAP_DRPAUSE);
1321     tms_count_resume = tap_get_tms_path_len(TAP_DRPAUSE, TAP_DRSHIFT);
1322     tms_sequence_resume = tap_get_tms_path(TAP_DRPAUSE, TAP_DRSHIFT);
1323   }
1324
1325   /* Generate scan commands with full payload */
1326   bytecount = scan_size_bytes;
1327   while (bytecount > 0) {
1328     if (bytecount == scan_size_bytes) {
1329       /* This is the first scan */
1330       tms_count_start = first_tms_count;
1331       tms_sequence_start = first_tms_sequence;
1332     }
1333     else {
1334       /* Resume from previous scan */
1335       tms_count_start = tms_count_resume;
1336       tms_sequence_start = tms_sequence_resume;
1337     }
1338
1339     if (bytecount > 58) { /* Full scan, at least one scan will follow */
1340       tms_count_end = tms_count_pause;
1341       tms_sequence_end = tms_sequence_pause;
1342
1343       ret = ulink_append_scan_cmd(device, type, 58 * 8, tdi_buffer,
1344           tdo_buffer_start, tdo_buffer, tms_count_start, tms_sequence_start,
1345           tms_count_end, tms_sequence_end, cmd, false);
1346
1347       bytecount -= 58;
1348
1349       /* Update TDI and TDO buffer pointers */
1350       if (tdi_buffer_start != NULL) {
1351         tdi_buffer += 58;
1352       }
1353       if (tdo_buffer_start != NULL) {
1354         tdo_buffer += 58;
1355       }
1356     }
1357     else if (bytecount == 58) { /* Full scan, no further scans */
1358       tms_count_end = last_tms_count;
1359       tms_sequence_end = last_tms_sequence;
1360
1361       ret = ulink_append_scan_cmd(device, type, 58 * 8, tdi_buffer,
1362           tdo_buffer_start, tdo_buffer, tms_count_start, tms_sequence_start,
1363           tms_count_end, tms_sequence_end, cmd, true);
1364
1365       bytecount = 0;
1366     }
1367     else { /* Scan with less than maximum payload, no further scans */
1368       tms_count_end = last_tms_count;
1369       tms_sequence_end = last_tms_sequence;
1370
1371       ret = ulink_append_scan_cmd(device, type, bits_last_scan, tdi_buffer,
1372           tdo_buffer_start, tdo_buffer, tms_count_start, tms_sequence_start,
1373           tms_count_end, tms_sequence_end, cmd, true);
1374
1375       bytecount = 0;
1376     }
1377
1378     if (ret != ERROR_OK) {
1379       free(tdi_buffer_start);
1380       return ret;
1381     }
1382   }
1383
1384   free(tdi_buffer_start);
1385
1386   /* Set current state to the end state requested by the command */
1387   tap_set_state(cmd->cmd.scan->end_state);
1388
1389   return ERROR_OK;
1390 }
1391
1392 /**
1393  * Sets the end state follower (see interface.h) if \a endstate is a stable
1394  * state.
1395  *
1396  * @param endstate the state the end state follower should be set to.
1397  */
1398 static void ulink_set_end_state(tap_state_t endstate)
1399 {
1400   if (tap_is_state_stable(endstate)) {
1401     tap_set_end_state(endstate);
1402   }
1403   else {
1404     LOG_ERROR("BUG: %s is not a valid end state", tap_state_name(endstate));
1405     exit( EXIT_FAILURE);
1406   }
1407 }
1408
1409 /**
1410  * Move from the current TAP state to the current TAP end state.
1411  *
1412  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1413  * @return on success: ERROR_OK
1414  * @return on failure: ERROR_FAIL
1415  */
1416 int ulink_queue_statemove(struct ulink *device)
1417 {
1418   uint8_t tms_sequence, tms_count;
1419   int ret;
1420
1421   if (tap_get_state() == tap_get_end_state()) {
1422     /* Do nothing if we are already there */
1423     return ERROR_OK;
1424   }
1425
1426   tms_sequence = tap_get_tms_path(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1427   tms_count = tap_get_tms_path_len(tap_get_state(), tap_get_end_state());
1428
1429   ret = ulink_append_clock_tms_cmd(device, tms_count, tms_sequence);
1430
1431   if (ret == ERROR_OK) {
1432     tap_set_state(tap_get_end_state());
1433   }
1434
1435   return ret;
1436 }
1437
1438 /**
1439  * Execute a JTAG_RESET command
1440  *
1441  * @param cmd pointer to the command that shall be executed.
1442  * @return on success: ERROR_OK
1443  * @return on failure: ERROR_FAIL
1444  */
1445 int ulink_queue_reset(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd)
1446 {
1447   uint8_t low = 0, high = 0;
1448
1449   if (cmd->cmd.reset->trst) {
1450     tap_set_state(TAP_RESET);
1451     high |= SIGNAL_TRST;
1452   }
1453   else {
1454     low |= SIGNAL_TRST;
1455   }
1456
1457   if (cmd->cmd.reset->srst) {
1458     high |= SIGNAL_RESET;
1459   }
1460   else {
1461     low |= SIGNAL_RESET;
1462   }
1463
1464   return ulink_append_set_signals_cmd(device, low, high);
1465 }
1466
1467 /**
1468  * Run Test.
1469  *
1470  * Generate TCK clock cycles while remaining
1471  * in the Run-Test/Idle state.
1472  *
1473  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1474  * @param cmd pointer to the command that shall be executed.
1475  * @return on success: ERROR_OK
1476  * @return on failure: ERROR_FAIL
1477  */
1478 int ulink_queue_runtest(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd)
1479 {
1480   int ret;
1481
1482   /* Only perform statemove if the TAP currently isn't in the TAP_IDLE state */
1483   if (tap_get_state() != TAP_IDLE) {
1484     ulink_set_end_state(TAP_IDLE);
1485     ulink_queue_statemove(device);
1486   }
1487
1488   /* Generate the clock cycles */
1489   ret = ulink_append_clock_tck_cmd(device, cmd->cmd.runtest->num_cycles);
1490   if (ret != ERROR_OK) {
1491     return ret;
1492   }
1493
1494   /* Move to end state specified in command */
1495   if (cmd->cmd.runtest->end_state != tap_get_state()) {
1496     tap_set_end_state(cmd->cmd.runtest->end_state);
1497     ulink_queue_statemove(device);
1498   }
1499
1500   return ERROR_OK;
1501 }
1502
1503 /**
1504  * Move the TAP into the Test Logic Reset state.
1505  *
1506  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1507  * @param cmd pointer to the command that shall be executed.
1508  * @return on success: ERROR_OK
1509  * @return on failure: ERROR_FAIL
1510  */
1511 int ulink_queue_tlr_reset(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd)
1512 {
1513   int ret;
1514
1515   ret = ulink_append_clock_tms_cmd(device, 5, 0xff);
1516
1517   if (ret == ERROR_OK) {
1518     tap_set_state(TAP_RESET);
1519   }
1520
1521   return ret;
1522 }
1523
1524 /**
1525  * Move to one TAP state or several states in succession.
1526  *
1527  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1528  * @param cmd pointer to the command that shall be executed.
1529  * @return on success: ERROR_OK
1530  * @return on failure: ERROR_FAIL
1531  */
1532 int ulink_queue_pathmove(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd)
1533 {
1534   // TODO: Implement this!
1535   return ERROR_OK;
1536 }
1537
1538 /**
1539  * Sleep for a specific amount of time.
1540  *
1541  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1542  * @param cmd pointer to the command that shall be executed.
1543  * @return on success: ERROR_OK
1544  * @return on failure: ERROR_FAIL
1545  */
1546 int ulink_queue_sleep(struct ulink *device, struct jtag_command *cmd)
1547 {
1548   /* IMPORTANT! Due to the time offset in command execution introduced by
1549    * command queueing, this needs to be implemented in the ULINK device */
1550   return ulink_append_sleep_cmd(device, cmd->cmd.sleep->us);
1551 }
1552
1553 /**
1554  * Post-process JTAG_SCAN command
1555  *
1556  * @param ulink_cmd pointer to OpenULINK command that shall be processed.
1557  * @return on success: ERROR_OK
1558  * @return on failure: ERROR_FAIL
1559  */
1560 int ulink_post_process_scan(ulink_cmd_t *ulink_cmd)
1561 {
1562   struct jtag_command *cmd = ulink_cmd->cmd_origin;
1563   int ret;
1564
1565   switch (jtag_scan_type(cmd->cmd.scan)) {
1566   case SCAN_IN:
1567   case SCAN_IO:
1568     ret = jtag_read_buffer(ulink_cmd->payload_in_start, cmd->cmd.scan);
1569     break;
1570   case SCAN_OUT:
1571     /* Nothing to do for OUT scans */
1572     ret = ERROR_OK;
1573     break;
1574   default:
1575     LOG_ERROR("BUG: ulink_post_process_scan() encountered an unknown"
1576         " JTAG scan type");
1577     ret = ERROR_FAIL;
1578     break;
1579   }
1580
1581   return ret;
1582 }
1583
1584 /**
1585  * Perform post-processing of commands after OpenULINK queue has been executed.
1586  *
1587  * @param device pointer to struct ulink identifying ULINK driver instance.
1588  * @return on success: ERROR_OK
1589  * @return on failure: ERROR_FAIL
1590  */
1591 int ulink_post_process_queue(struct ulink *device)
1592 {
1593   ulink_cmd_t *current;
1594   struct jtag_command *openocd_cmd;
1595   int ret;
1596
1597   current = device->queue_start;
1598
1599   while (current != NULL) {
1600     openocd_cmd = current->cmd_origin;
1601
1602     /* Check if a corresponding OpenOCD command is stored for this
1603      * OpenULINK command */
1604     if ((current->needs_postprocessing == true) && (openocd_cmd != NULL)) {
1605       switch (openocd_cmd->type) {
1606       case JTAG_SCAN:
1607         ret = ulink_post_process_scan(current);
1608         break;
1609       case JTAG_RUNTEST:
1610       case JTAG_TLR_RESET:
1611       case JTAG_PATHMOVE:
1612       case JTAG_RESET:
1613       case JTAG_SLEEP:
1614         /* Nothing to do for these commands */
1615         ret = ERROR_OK;
1616         break;
1617       default:
1618         ret = ERROR_FAIL;
1619         LOG_ERROR("BUG: ulink_post_process_queue() encountered unknown JTAG "
1620             "command type");
1621       }
1622
1623       if (ret != ERROR_OK) {
1624         return ret;
1625       }
1626     }
1627
1628     current = current->next;
1629   }
1630
1631   return ERROR_OK;
1632 }
1633
1634 /**************************** JTAG driver functions ***************************/
1635
1636 /**
1637  * Executes the JTAG Command Queue.
1638  *
1639  * This is done in three stages: First, all OpenOCD commands are processed into
1640  * queued OpenULINK commands. Next, the OpenULINK command queue is sent to the
1641  * ULINK device and data received from the ULINK device is cached. Finally,
1642  * the post-processing function writes back data to the corresponding OpenOCD
1643  * commands.
1644  *
1645  * @return on success: ERROR_OK
1646  * @return on failure: ERROR_FAIL
1647  */
1648 static int ulink_execute_queue(void)
1649 {
1650   struct jtag_command *cmd = jtag_command_queue;
1651   int ret;
1652
1653   while (cmd) {
1654     switch (cmd->type) {
1655     case JTAG_SCAN:
1656       ret = ulink_queue_scan(ulink_handle, cmd);
1657       break;
1658     case JTAG_RUNTEST:
1659       ret = ulink_queue_runtest(ulink_handle, cmd);
1660       break;
1661     case JTAG_TLR_RESET:
1662       ret = ulink_queue_tlr_reset(ulink_handle, cmd);
1663       break;
1664     case JTAG_PATHMOVE:
1665       ret = ulink_queue_pathmove(ulink_handle, cmd);
1666       break;
1667     case JTAG_RESET:
1668       ret = ulink_queue_reset(ulink_handle, cmd);
1669       break;
1670     case JTAG_SLEEP:
1671       ret = ulink_queue_sleep(ulink_handle, cmd);
1672       break;
1673     default:
1674       ret = ERROR_FAIL;
1675       LOG_ERROR("BUG: encountered unknown JTAG command type");
1676     }
1677
1678     cmd = cmd->next;
1679   }
1680
1681   if (ulink_handle->commands_in_queue > 0) {
1682     ret = ulink_execute_queued_commands(ulink_handle, USB_TIMEOUT);
1683     if (ret != ERROR_OK) {
1684       return ret;
1685     }
1686
1687     ret = ulink_post_process_queue(ulink_handle);
1688     if (ret != ERROR_OK) {
1689       return ret;
1690     }
1691
1692     ulink_clear_queue(ulink_handle);
1693   }
1694
1695   return ERROR_OK;
1696 }
1697
1698 /**
1699  * Set the TCK frequency of the ULINK adapter.
1700  *
1701  * @param khz ???
1702  * @param jtag_speed ???
1703  * @return on success: ERROR_OK
1704  * @return on failure: ERROR_FAIL
1705  */
1706 static int ulink_khz(int khz, int *jtag_speed)
1707 {
1708   if (khz == 0) {
1709     LOG_ERROR("RCLK not supported");
1710     return ERROR_FAIL;
1711   }
1712
1713   LOG_INFO("ulink_khz: %i kHz", khz);
1714
1715   /* ULINK maximum TCK frequency is ~ 150 kHz */
1716   if (khz > 150) {
1717     return ERROR_FAIL;
1718   }
1719
1720   *jtag_speed = 0;
1721
1722   return ERROR_OK;
1723 }
1724
1725 /**
1726  * Set the TCK frequency of the ULINK adapter.
1727  *
1728  * @param speed ???
1729  * @return on success: ERROR_OK
1730  * @return on failure: ERROR_FAIL
1731  */
1732 static int ulink_speed(int speed)
1733 {
1734   return ERROR_OK;
1735 }
1736
1737 /**
1738  *
1739  */
1740 static int ulink_speed_div(int speed, int *khz)
1741 {
1742   LOG_INFO("ulink_speed_div: %i", speed);
1743
1744   switch (speed) {
1745   case 0:
1746     *khz = 150;
1747     break;
1748   case 1:
1749     *khz = 100;
1750     break;
1751   }
1752
1753   return ERROR_OK;
1754 }
1755
1756 /**
1757  * Initiates the firmware download to the ULINK adapter and prepares
1758  * the USB handle.
1759  *
1760  * @return on success: ERROR_OK
1761  * @return on failure: ERROR_FAIL
1762  */
1763 static int ulink_init(void)
1764 {
1765   int ret;
1766   char str_manufacturer[20];
1767   bool download_firmware = false;
1768   uint8_t *dummy;
1769   uint8_t input_signals, output_signals;
1770
1771   ulink_handle = calloc(1, sizeof(struct ulink));
1772   if (ulink_handle == NULL) {
1773     return ERROR_FAIL;
1774   }
1775
1776   usb_init();
1777
1778   ret = ulink_usb_open(&ulink_handle);
1779   if (ret != ERROR_OK) {
1780     LOG_ERROR("Could not open ULINK device");
1781     return ret;
1782   }
1783
1784   /* Get String Descriptor to determine if firmware needs to be loaded */
1785   ret = usb_get_string_simple(ulink_handle->usb_handle, 1, str_manufacturer, 20);
1786   if (ret < 0) {
1787     /* Could not get descriptor -> Unconfigured or original Keil firmware */
1788     download_firmware = true;
1789   }
1790   else {
1791     /* We got a String Descriptor, check if it is the correct one */
1792     if (strncmp(str_manufacturer, "OpenULINK", 9) != 0) {
1793       download_firmware = true;
1794     }
1795   }
1796
1797   if (download_firmware == true) {
1798     LOG_INFO("Loading OpenULINK firmware. This is reversible by power-cycling"
1799         " ULINK device.");
1800     ret = ulink_load_firmware_and_renumerate(&ulink_handle,
1801         ULINK_FIRMWARE_FILE, ULINK_RENUMERATION_DELAY);
1802     if (ret != ERROR_OK) {
1803       LOG_ERROR("Could not download firmware and re-numerate ULINK");
1804       return ret;
1805     }
1806   }
1807   else {
1808     LOG_INFO("ULINK device is already running OpenULINK firmware");
1809   }
1810
1811   /* Initialize OpenULINK command queue */
1812   ulink_clear_queue(ulink_handle);
1813
1814   /* Issue one test command with short timeout */
1815   ret = ulink_append_test_cmd(ulink_handle);
1816   if (ret != ERROR_OK) {
1817     return ret;
1818   }
1819
1820   ret = ulink_execute_queued_commands(ulink_handle, 200);
1821   if (ret != ERROR_OK) {
1822     /* Sending test command failed. The ULINK device may be forever waiting for
1823      * the host to fetch an USB Bulk IN packet (e. g. OpenOCD crashed or was
1824      * shut down by the user via Ctrl-C. Try to retrieve this Bulk IN packet. */
1825     dummy = calloc(64, sizeof(uint8_t));
1826
1827     ret = usb_bulk_read(ulink_handle->usb_handle, (2 | USB_ENDPOINT_IN),
1828         (char *)dummy, 64, 200);
1829
1830     free(dummy);
1831
1832     if (ret < 0) {
1833       /* Bulk IN transfer failed -> unrecoverable error condition */
1834       LOG_ERROR("Cannot communicate with ULINK device. Disconnect ULINK from "
1835           "the USB port and re-connect, then re-run OpenOCD");
1836       return ERROR_FAIL;
1837     }
1838 #ifdef _DEBUG_USB_COMMS_
1839     else {
1840       /* Successfully received Bulk IN packet -> continue */
1841       LOG_INFO("Recovered from lost Bulk IN packet");
1842     }
1843 #endif
1844   }
1845   ulink_clear_queue(ulink_handle);
1846
1847   ulink_append_get_signals_cmd(ulink_handle);
1848   ulink_execute_queued_commands(ulink_handle, 200);
1849
1850   /* Post-process the single CMD_GET_SIGNALS command */
1851   input_signals = ulink_handle->queue_start->payload_in[0];
1852   output_signals = ulink_handle->queue_start->payload_in[1];
1853
1854   ulink_print_signal_states(input_signals, output_signals);
1855
1856   ulink_clear_queue(ulink_handle);
1857
1858   return ERROR_OK;
1859 }
1860
1861 /**
1862  * Closes the USB handle for the ULINK device.
1863  *
1864  * @return on success: ERROR_OK
1865  * @return on failure: ERROR_FAIL
1866  */
1867 static int ulink_quit(void)
1868 {
1869   int ret;
1870
1871   ret = ulink_usb_close(&ulink_handle);
1872   free(ulink_handle);
1873
1874   return ret;
1875 }
1876
1877 /*************************** Command Registration **************************/
1878
1879 struct jtag_interface ulink_interface = {
1880   .name = "ulink",
1881   .transports = jtag_only,
1882
1883   .execute_queue = ulink_execute_queue,
1884   .khz = ulink_khz,
1885   .speed = ulink_speed,
1886   .speed_div = ulink_speed_div,
1887
1888   .init = ulink_init,
1889   .quit = ulink_quit
1890 };