]> git.sur5r.net Git - openocd/blob - src/jtag/jtag.h
0d7d15e9a5e95f8dde3aecf8bfaa8d5422e30f3e
[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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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 *   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 /// The TAP state in which DR scans should end.
108 extern tap_state_t cmd_queue_end_state;
109
110 /**
111  * This structure defines a single scan field in the scan. It provides
112  * fields for the field's width and pointers to scan input and output
113  * values.
114  *
115  * In addition, this structure includes a value and mask that is used by
116  * jtag_add_dr_scan_check() to validate the value that was scanned out.
117  *
118  * The allocated, modified, and intmp fields are internal work space.
119  */
120 typedef struct scan_field_s
121 {
122         /// A pointer to the tap structure to which this field refers.
123         jtag_tap_t* tap;
124
125         /// The number of bits this field specifies (up to 32)
126         int num_bits;
127         /// A pointer to value to be scanned into the device
128         u8* out_value;
129         /// A pointer to a 32-bit memory location for data scanned out
130         u8* in_value;
131
132         /// The value used to check the data scanned out.
133         u8* check_value;
134         /// The mask to go with check_value
135         u8* check_mask;
136
137         /// in_value has been allocated for the queue
138         int allocated;
139         /// Indicates we modified the in_value.
140         int modified;
141         /// temporary storage for performing value checks synchronously
142         u8 intmp[4];
143 } scan_field_t;
144
145 typedef struct jtag_tap_event_action_s jtag_tap_event_action_t;
146
147 /* this is really: typedef jtag_tap_t */
148 /* But - the typedef is done in "types.h" */
149 /* due to "forward decloration reasons" */
150 struct jtag_tap_s
151 {
152         const char* chip;
153         const char* tapname;
154         const char* dotted_name;
155         int abs_chain_position;
156         /// Is this TAP enabled?
157         int enabled;
158         int ir_length; /**< size of instruction register */
159         u32 ir_capture_value;
160         u8* expected; /**< Capture-IR expected value */
161         u32 ir_capture_mask;
162         u8* expected_mask; /**< Capture-IR expected mask */
163         u32 idcode;
164         /**< device identification code */
165
166         /// Array of expected identification codes */
167         u32* expected_ids;
168         /// Number of expected identification codes
169         u8 expected_ids_cnt;
170
171         /// current instruction
172         u8* cur_instr;
173         /// Bypass register selected
174         int bypass;
175
176         jtag_tap_event_action_t *event_action;
177
178         jtag_tap_t* next_tap;
179 };
180 extern jtag_tap_t* jtag_AllTaps(void);
181 extern jtag_tap_t* jtag_TapByPosition(int n);
182 extern jtag_tap_t* jtag_TapByString(const char* dotted_name);
183 extern jtag_tap_t* jtag_TapByJimObj(Jim_Interp* interp, Jim_Obj* obj);
184 extern jtag_tap_t* jtag_TapByAbsPosition(int abs_position);
185 extern int jtag_NumEnabledTaps(void);
186 extern int jtag_NumTotalTaps(void);
187
188 static __inline__ jtag_tap_t* jtag_NextEnabledTap(jtag_tap_t* p)
189 {
190         if (p == NULL)
191         {
192                 /* start at the head of list */
193                 p = jtag_AllTaps();
194         }
195         else
196         {
197                 /* start *after* this one */
198                 p = p->next_tap;
199         }
200         while (p)
201         {
202                 if (p->enabled)
203                 {
204                         break;
205                 }
206                 else
207                 {
208                         p = p->next_tap;
209                 }
210         }
211
212         return p;
213 }
214
215
216 enum reset_line_mode {
217         LINE_OPEN_DRAIN = 0x0,
218         LINE_PUSH_PULL  = 0x1,
219 };
220
221 /* 
222  * There are three cases when JTAG_TRST_ASSERTED callback is invoked. The
223  * event is invoked *after* TRST is asserted(or queued rather). It is illegal 
224  * to communicate with the JTAG interface during the callback(as there is 
225  * currently a queue being built).
226  * 
227  * - TMS reset
228  * - SRST pulls TRST
229  * - TRST asserted
230  * 
231  **/
232 enum jtag_event {
233         JTAG_TRST_ASSERTED
234 };
235
236 extern char* jtag_event_strings[];
237
238 enum jtag_tap_event {
239         JTAG_TAP_EVENT_ENABLE,
240         JTAG_TAP_EVENT_DISABLE
241 };
242
243 extern const Jim_Nvp nvp_jtag_tap_event[];
244
245 struct jtag_tap_event_action_s
246 {
247         enum jtag_tap_event      event;
248         Jim_Obj*                 body;
249         jtag_tap_event_action_t* next;
250 };
251
252 extern int jtag_trst;
253 extern int jtag_srst;
254
255 typedef struct jtag_event_callback_s
256 {
257         int (*callback)(enum jtag_event event, void* priv);
258         void*                         priv;
259         struct jtag_event_callback_s* next;
260 } jtag_event_callback_t;
261
262 extern jtag_event_callback_t* jtag_event_callbacks;
263
264 extern int jtag_speed;
265 extern int jtag_speed_post_reset;
266
267 enum reset_types {
268         RESET_NONE            = 0x0,
269         RESET_HAS_TRST        = 0x1,
270         RESET_HAS_SRST        = 0x2,
271         RESET_TRST_AND_SRST   = 0x3,
272         RESET_SRST_PULLS_TRST = 0x4,
273         RESET_TRST_PULLS_SRST = 0x8,
274         RESET_TRST_OPEN_DRAIN = 0x10,
275         RESET_SRST_PUSH_PULL  = 0x20,
276 };
277
278 extern enum reset_types jtag_reset_config;
279
280 /**
281  * Initialize interface upon startup.  Return a successful no-op upon
282  * subsequent invocations.
283  */
284 extern int  jtag_interface_init(struct command_context_s* cmd_ctx);
285
286 /// Shutdown the JTAG interface upon program exit.
287 extern int  jtag_interface_quit(void);
288
289 /**
290  * Initialize JTAG chain using only a RESET reset. If init fails,
291  * try reset + init.
292  */
293 extern int  jtag_init(struct command_context_s* cmd_ctx);
294
295 /// reset, then initialize JTAG chain
296 extern int  jtag_init_reset(struct command_context_s* cmd_ctx);
297 extern int  jtag_register_commands(struct command_context_s* cmd_ctx);
298
299 /**
300  * @file
301  * The JTAG interface can be implemented with a software or hardware fifo.
302  *
303  * TAP_DRSHIFT and TAP_IRSHIFT are illegal end states; however,
304  * TAP_DRSHIFT/IRSHIFT can be emulated as end states, by using longer
305  * scans.
306  *
307  * Code that is relatively insensitive to the path taken through state
308  * machine (as long as it is JTAG compliant) can use @a endstate for
309  * jtag_add_xxx_scan(). Otherwise, the pause state must be specified as
310  * end state and a subsequent jtag_add_pathmove() must be issued.
311  */
312
313 extern void jtag_add_ir_scan(int num_fields, scan_field_t* fields, tap_state_t endstate);
314 /**
315  * The same as jtag_add_ir_scan except no verification is performed out
316  * the output values.
317  */
318 extern void jtag_add_ir_scan_noverify(int num_fields, const scan_field_t *fields, tap_state_t state);
319
320
321 /**
322  * Set in_value to point to 32 bits of memory to scan into. This
323  * function is a way to handle the case of synchronous and asynchronous
324  * JTAG queues.
325  *
326  * In the event of an asynchronous queue execution the queue buffer
327  * allocation method is used, for the synchronous case the temporary 32
328  * bits come from the input field itself.
329  */
330 extern void jtag_alloc_in_value32(scan_field_t *field);
331
332 extern void jtag_add_dr_scan(int num_fields, const scan_field_t* fields, tap_state_t endstate);
333 /// A version of jtag_add_dr_scan() that uses the check_value/mask fields
334 extern void jtag_add_dr_scan_check(int num_fields, scan_field_t* fields, tap_state_t endstate);
335 extern void jtag_add_plain_ir_scan(int num_fields, const scan_field_t* fields, tap_state_t endstate);
336 extern void jtag_add_plain_dr_scan(int num_fields, const scan_field_t* fields, tap_state_t endstate);
337
338
339 /**
340  * Defines a simple JTAG callback that can allow conversions on data
341  * scanned in from an interface.
342  *
343  * This callback should only be used for conversion that cannot fail.
344  * For conversion types or checks that can fail, use the more complete
345  * variant: jtag_callback_t.
346  */
347 typedef void (*jtag_callback1_t)(u8 *in);
348
349 /// A simpler version of jtag_add_callback4().
350 extern void jtag_add_callback(jtag_callback1_t, u8 *in);
351
352
353 /**
354  * Defines the type of data passed to the jtag_callback_t interface.
355  * The underlying type must allow storing an @c int or pointer type.
356  */
357 typedef intptr_t jtag_callback_data_t;
358
359 /**
360  * Defines the interface of the JTAG callback mechanism.
361  *
362  * @param in the pointer to the data clocked in
363  * @param data1 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
364  * @param data2 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
365  * @param data3 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
366  * @returns an error code
367  */
368 typedef int (*jtag_callback_t)(u8 *in, jtag_callback_data_t data1, jtag_callback_data_t data2, jtag_callback_data_t data3);
369
370
371 /**
372  * This callback can be executed immediately the queue has been flushed.
373  *
374  * The JTAG queue can be executed synchronously or asynchronously.
375  * Typically for USB, the queue is executed asynchronously.  For
376  * low-latency interfaces, the queue may be executed synchronously.
377  *
378  * The callback mechanism is very general and does not make many
379  * assumptions about what the callback does or what its arguments are.
380  * These callbacks are typically executed *after* the *entire* JTAG
381  * queue has been executed for e.g. USB interfaces, and they are
382  * guaranteeed to be invoked in the order that they were queued.
383  *
384  * If the execution of the queue fails before the callbacks, then --
385  * depending on driver implementation -- the callbacks may or may not be
386  * invoked.  @todo Can we make this behavior consistent?
387  *
388  * The strange name is due to C's lack of overloading using function
389  * arguments.
390  *
391  * @param f The callback function to add.
392  * @param in Typically used to point to the data to operate on.
393  * Frequently this will be the data clocked in during a shift operation.
394  * @param data1 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
395  * @param data2 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
396  * @param data3 An integer big enough to use as an @c int or a pointer.
397  *
398  */
399 extern void jtag_add_callback4(jtag_callback_t f, u8 *in,
400                 jtag_callback_data_t data1, jtag_callback_data_t data2,
401                 jtag_callback_data_t data3);
402
403
404 /**
405  * Run a TAP_RESET reset where the end state is TAP_RESET,
406  * regardless of the start state.
407  */
408 extern void jtag_add_tlr(void);
409
410 /**
411  * Application code *must* assume that interfaces will
412  * implement transitions between states with different
413  * paths and path lengths through the state diagram. The
414  * path will vary across interface and also across versions
415  * of the same interface over time. Even if the OpenOCD code
416  * is unchanged, the actual path taken may vary over time
417  * and versions of interface firmware or PCB revisions.
418  *
419  * Use jtag_add_pathmove() when specific transition sequences
420  * are required.
421  *
422  * Do not use jtag_add_pathmove() unless you need to, but do use it
423  * if you have to.
424  *
425  * DANGER! If the target is dependent upon a particular sequence
426  * of transitions for things to work correctly(e.g. as a workaround
427  * for an errata that contradicts the JTAG standard), then pathmove
428  * must be used, even if some jtag interfaces happen to use the
429  * desired path. Worse, the jtag interface used for testing a
430  * particular implementation, could happen to use the "desired"
431  * path when transitioning to/from end
432  * state.
433  *
434  * A list of unambigious single clock state transitions, not
435  * all drivers can support this, but it is required for e.g.
436  * XScale and Xilinx support
437  *
438  * Note! TAP_RESET must not be used in the path!
439  *
440  * Note that the first on the list must be reachable
441  * via a single transition from the current state.
442  *
443  * All drivers are required to implement jtag_add_pathmove().
444  * However, if the pathmove sequence can not be precisely
445  * executed, an interface_jtag_add_pathmove() or jtag_execute_queue()
446  * must return an error. It is legal, but not recommended, that
447  * a driver returns an error in all cases for a pathmove if it
448  * can only implement a few transitions and therefore
449  * a partial implementation of pathmove would have little practical
450  * application.
451  */
452 extern void jtag_add_pathmove(int num_states, const tap_state_t* path);
453
454 /**
455  * Goes to TAP_IDLE (if we're not already there), cycle
456  * precisely num_cycles in the TAP_IDLE state, after which move
457  * to @a endstate (unless it is also TAP_IDLE).
458  *
459  * @param num_cycles Number of cycles in TAP_IDLE state.  This argument
460  *      may be 0, in which case this routine will navigate to @a endstate
461  *      via TAP_IDLE.
462  * @param endstate The final state.
463  */
464 extern void jtag_add_runtest(int num_cycles, tap_state_t endstate);
465
466 /**
467  * A reset of the TAP state machine can be requested.
468  *
469  * Whether tms or trst reset is used depends on the capabilities of
470  * the target and jtag interface(reset_config  command configures this).
471  *
472  * srst can driver a reset of the TAP state machine and vice
473  * versa
474  *
475  * Application code may need to examine value of jtag_reset_config
476  * to determine the proper codepath
477  *
478  * DANGER! Even though srst drives trst, trst might not be connected to
479  * the interface, and it might actually be *harmful* to assert trst in this case.
480  *
481  * This is why combinations such as "reset_config srst_only srst_pulls_trst"
482  * are supported.
483  *
484  * only req_tlr_or_trst and srst can have a transition for a
485  * call as the effects of transitioning both at the "same time"
486  * are undefined, but when srst_pulls_trst or vice versa,
487  * then trst & srst *must* be asserted together.
488  */
489 extern void jtag_add_reset(int req_tlr_or_trst, int srst);
490
491
492 /**
493  * Function jtag_add_stable_clocks
494  *
495  * Set a global variable to \a state if \a state != TAP_INVALID.
496  *
497  * Return the value of the global variable.
498  *
499  **/
500 extern tap_state_t jtag_add_end_state(tap_state_t state);
501 extern void jtag_add_sleep(u32 us);
502
503
504 /**
505  * Function jtag_add_stable_clocks
506  * first checks that the state in which the clocks are to be issued is
507  * stable, then queues up clock_count clocks for transmission.
508  */
509 void jtag_add_clocks(int num_cycles);
510
511
512 /**
513  * For software FIFO implementations, the queued commands can be executed
514  * during this call or earlier. A sw queue might decide to push out
515  * some of the jtag_add_xxx() operations once the queue is "big enough".
516  *
517  * This fn will return an error code if any of the prior jtag_add_xxx()
518  * calls caused a failure, e.g. check failure. Note that it does not
519  * matter if the operation was executed *before* jtag_execute_queue(),
520  * jtag_execute_queue() will still return an error code.
521  *
522  * All jtag_add_xxx() calls that have in_handler!=NULL will have been
523  * executed when this fn returns, but if what has been queued only
524  * clocks data out, without reading anything back, then JTAG could
525  * be running *after* jtag_execute_queue() returns. The API does
526  * not define a way to flush a hw FIFO that runs *after*
527  * jtag_execute_queue() returns.
528  *
529  * jtag_add_xxx() commands can either be executed immediately or
530  * at some time between the jtag_add_xxx() fn call and jtag_execute_queue().
531  */
532 extern int jtag_execute_queue(void);
533
534 /* same as jtag_execute_queue() but does not clear the error flag */
535 extern void jtag_execute_queue_noclear(void);
536
537 /**
538  * The jtag_error variable is set when an error occurs while executing
539  * the queue.
540  *
541  * This flag can also be set from application code, if an error happens
542  * during processing that should be reported during jtag_execute_queue().
543  *
544  * It is cleared by jtag_execute_queue().
545  */
546 extern int jtag_error;
547
548 static __inline__ void jtag_set_error(int error)
549 {
550         if ((error==ERROR_OK)||(jtag_error!=ERROR_OK))
551         {
552                 /* keep first error */
553                 return;
554         }
555         jtag_error=error;
556 }
557
558
559
560 /* can be implemented by hw+sw */
561 extern int jtag_power_dropout(int* dropout);
562 extern int jtag_srst_asserted(int* srst_asserted);
563
564 /* JTAG support functions */
565
566 /**
567  * Execute jtag queue and check value with an optional mask.
568  * @param field Pointer to scan field.
569  * @param value Pointer to scan value.
570  * @param mask Pointer to scan mask; may be NULL.
571  * @returns Nothing, but calls jtag_set_error() on any error.
572  */
573 extern void jtag_check_value_mask(scan_field_t *field, u8 *value, u8 *mask);
574
575 extern void jtag_sleep(u32 us);
576 extern int jtag_call_event_callbacks(enum jtag_event event);
577 extern int jtag_register_event_callback(int (* callback)(enum jtag_event event, void* priv), void* priv);
578
579 extern int jtag_verify_capture_ir;
580
581 void jtag_tap_handle_event(jtag_tap_t* tap, enum jtag_tap_event e);
582
583 /*
584  * The JTAG subsystem defines a number of error codes,
585  * using codes between -100 and -199.
586  */
587 #define ERROR_JTAG_INIT_FAILED       (-100)
588 #define ERROR_JTAG_INVALID_INTERFACE (-101)
589 #define ERROR_JTAG_NOT_IMPLEMENTED   (-102)
590 #define ERROR_JTAG_TRST_ASSERTED     (-103)
591 #define ERROR_JTAG_QUEUE_FAILED      (-104)
592 #define ERROR_JTAG_NOT_STABLE_STATE  (-105)
593 #define ERROR_JTAG_DEVICE_ERROR      (-107)
594
595 /**
596  * jtag_add_dr_out() is a version of jtag_add_dr_scan() which
597  * only scans data out. It operates on 32 bit integers instead
598  * of 8 bit, which makes it a better impedance match with
599  * the calling code which often operate on 32 bit integers.
600  *
601  * Current or end_state can not be TAP_RESET. end_state can be TAP_INVALID
602  *
603  * num_bits[i] is the number of bits to clock out from value[i] LSB first.
604  *
605  * If the device is in bypass, then that is an error condition in
606  * the caller code that is not detected by this fn, whereas
607  * jtag_add_dr_scan() does detect it. Similarly if the device is not in
608  * bypass, data must be passed to it.
609  *
610  * If anything fails, then jtag_error will be set and jtag_execute() will
611  * return an error. There is no way to determine if there was a failure
612  * during this function call.
613  *
614  * This is an inline fn to speed up embedded hosts. Also note that
615  * interface_jtag_add_dr_out() can be a *small* inline function for
616  * embedded hosts.
617  *
618  * There is no jtag_add_dr_outin() version of this fn that also allows
619  * clocking data back in. Patches gladly accepted!
620  */
621 extern void jtag_add_dr_out(jtag_tap_t* tap,
622                 int num_fields, const int* num_bits, const u32* value,
623                 tap_state_t end_state);
624
625
626 /**
627  * jtag_add_statemove() moves from the current state to @a goal_state.
628  *
629  * This function was originally designed to handle the XSTATE command
630  * from the XSVF specification.
631  *
632  * @param goal_state The final TAP state.
633  * @return ERROR_OK on success, or an error code on failure.
634  */
635 extern int jtag_add_statemove(tap_state_t goal_state);
636
637 #endif /* JTAG_H */