]> sigrok.org Git - libsigrok.git/blob - src/hardware/asix-sigma/protocol.c
asix-sigma: improve error propagation, increase robustness
[libsigrok.git] / src / hardware / asix-sigma / protocol.c
1 /*
2  * This file is part of the libsigrok project.
3  *
4  * Copyright (C) 2010-2012 Håvard Espeland <gus@ping.uio.no>,
5  * Copyright (C) 2010 Martin Stensgård <mastensg@ping.uio.no>
6  * Copyright (C) 2010 Carl Henrik Lunde <chlunde@ping.uio.no>
7  * Copyright (C) 2020 Gerhard Sittig <gerhard.sittig@gmx.net>
8  *
9  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
11  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
12  * (at your option) any later version.
13  *
14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17  * GNU General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
20  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
21  */
22
23 /*
24  * ASIX SIGMA/SIGMA2 logic analyzer driver
25  */
26
27 #include <config.h>
28 #include "protocol.h"
29
30 /*
31  * The ASIX SIGMA hardware supports fixed 200MHz and 100MHz sample rates
32  * (by means of separate firmware images). As well as 50MHz divided by
33  * an integer divider in the 1..256 range (by the "typical" firmware).
34  * Which translates to a strict lower boundary of around 195kHz.
35  *
36  * This driver "suggests" a subset of the available rates by listing a
37  * few discrete values, while setter routines accept any user specified
38  * rate that is supported by the hardware.
39  */
40 SR_PRIV const uint64_t samplerates[] = {
41         /* 50MHz and integer divider. 1/2/5 steps (where possible). */
42         SR_KHZ(200), SR_KHZ(500),
43         SR_MHZ(1), SR_MHZ(2), SR_MHZ(5),
44         SR_MHZ(10), SR_MHZ(25), SR_MHZ(50),
45         /* 100MHz/200MHz, fixed rates in special firmware. */
46         SR_MHZ(100), SR_MHZ(200),
47 };
48
49 SR_PRIV const size_t samplerates_count = ARRAY_SIZE(samplerates);
50
51 static const char *firmware_files[] = {
52         [SIGMA_FW_50MHZ] = "asix-sigma-50.fw", /* 50MHz, 8bit divider. */
53         [SIGMA_FW_100MHZ] = "asix-sigma-100.fw", /* 100MHz, fixed. */
54         [SIGMA_FW_200MHZ] = "asix-sigma-200.fw", /* 200MHz, fixed. */
55         [SIGMA_FW_SYNC] = "asix-sigma-50sync.fw", /* Sync from external pin. */
56         [SIGMA_FW_FREQ] = "asix-sigma-phasor.fw", /* Frequency counter. */
57 };
58
59 #define SIGMA_FIRMWARE_SIZE_LIMIT (256 * 1024)
60
61 /*
62  * BEWARE! Error propagation is important, as are kinds of return values.
63  *
64  * - Raw USB tranport communicates the number of sent or received bytes,
65  *   or negative error codes in the external library's(!) range of codes.
66  * - Internal routines at the "sigrok driver level" communicate success
67  *   or failure in terms of SR_OK et al error codes.
68  * - Main loop style receive callbacks communicate booleans which arrange
69  *   for repeated calls to drive progress during acquisition.
70  *
71  * Careful consideration by maintainers is essential, because all of the
72  * above kinds of values are assignment compatbile from the compiler's
73  * point of view. Implementation errors will go unnoticed at build time.
74  */
75
76 static int sigma_read_raw(struct dev_context *devc, void *buf, size_t size)
77 {
78         int ret;
79
80         ret = ftdi_read_data(&devc->ftdic, (unsigned char *)buf, size);
81         if (ret < 0) {
82                 sr_err("USB data read failed: %s",
83                         ftdi_get_error_string(&devc->ftdic));
84         }
85
86         return ret;
87 }
88
89 static int sigma_write_raw(struct dev_context *devc, const void *buf, size_t size)
90 {
91         int ret;
92
93         ret = ftdi_write_data(&devc->ftdic, buf, size);
94         if (ret < 0) {
95                 sr_err("USB data write failed: %s",
96                         ftdi_get_error_string(&devc->ftdic));
97         } else if ((size_t)ret != size) {
98                 sr_err("USB data write length mismatch.");
99         }
100
101         return ret;
102 }
103
104 static int sigma_read_sr(struct dev_context *devc, void *buf, size_t size)
105 {
106         int ret;
107
108         ret = sigma_read_raw(devc, buf, size);
109         if (ret < 0 || (size_t)ret != size)
110                 return SR_ERR_IO;
111
112         return SR_OK;
113 }
114
115 static int sigma_write_sr(struct dev_context *devc, const void *buf, size_t size)
116 {
117         int ret;
118
119         ret = sigma_write_raw(devc, buf, size);
120         if (ret < 0 || (size_t)ret != size)
121                 return SR_ERR_IO;
122
123         return SR_OK;
124 }
125
126 /*
127  * Implementor's note: The local write buffer's size shall suffice for
128  * any know FPGA register transaction that is involved in the supported
129  * feature set of this sigrok device driver. If the length check trips,
130  * that's a programmer's error and needs adjustment in the complete call
131  * stack of the respective code path.
132  */
133 SR_PRIV int sigma_write_register(struct dev_context *devc,
134         uint8_t reg, uint8_t *data, size_t len)
135 {
136         uint8_t buf[80], *wrptr;
137         size_t idx;
138
139         if (2 + 2 * len > sizeof(buf)) {
140                 sr_err("Short write buffer for %zu bytes to reg %u.", len, reg);
141                 return SR_ERR_BUG;
142         }
143
144         wrptr = buf;
145         write_u8_inc(&wrptr, REG_ADDR_LOW | (reg & 0xf));
146         write_u8_inc(&wrptr, REG_ADDR_HIGH | (reg >> 4));
147         for (idx = 0; idx < len; idx++) {
148                 write_u8_inc(&wrptr, REG_DATA_LOW | (data[idx] & 0xf));
149                 write_u8_inc(&wrptr, REG_DATA_HIGH_WRITE | (data[idx] >> 4));
150         }
151
152         return sigma_write_sr(devc, buf, wrptr - buf);
153 }
154
155 SR_PRIV int sigma_set_register(struct dev_context *devc,
156         uint8_t reg, uint8_t value)
157 {
158         return sigma_write_register(devc, reg, &value, sizeof(value));
159 }
160
161 static int sigma_read_register(struct dev_context *devc,
162         uint8_t reg, uint8_t *data, size_t len)
163 {
164         uint8_t buf[3], *wrptr;
165         int ret;
166
167         wrptr = buf;
168         write_u8_inc(&wrptr, REG_ADDR_LOW | (reg & 0xf));
169         write_u8_inc(&wrptr, REG_ADDR_HIGH | (reg >> 4));
170         write_u8_inc(&wrptr, REG_READ_ADDR);
171         ret = sigma_write_sr(devc, buf, wrptr - buf);
172         if (ret != SR_OK)
173                 return ret;
174
175         return sigma_read_sr(devc, data, len);
176 }
177
178 static int sigma_read_pos(struct dev_context *devc,
179         uint32_t *stoppos, uint32_t *triggerpos, uint8_t *mode)
180 {
181         /*
182          * Read 7 registers starting at trigger position LSB.
183          * Which yields two 24bit counter values, and mode flags.
184          */
185         const uint8_t buf[] = {
186                 /* Setup first register address. */
187                 REG_ADDR_LOW | READ_TRIGGER_POS_LOW,
188                 /* Retrieve trigger position. */
189                 REG_READ_ADDR | REG_ADDR_INC,
190                 REG_READ_ADDR | REG_ADDR_INC,
191                 REG_READ_ADDR | REG_ADDR_INC,
192                 /* Retrieve stop position. */
193                 REG_READ_ADDR | REG_ADDR_INC,
194                 REG_READ_ADDR | REG_ADDR_INC,
195                 REG_READ_ADDR | REG_ADDR_INC,
196                 /* Retrieve mode register. */
197                 REG_READ_ADDR | REG_ADDR_INC,
198         }, *rdptr;
199         uint8_t result[7];
200         uint32_t v32;
201         uint8_t v8;
202         int ret;
203
204         ret = sigma_write_sr(devc, buf, sizeof(buf));
205         if (ret != SR_OK)
206                 return ret;
207
208         ret = sigma_read_sr(devc, result, sizeof(result));
209         if (ret != SR_OK)
210                 return ret;
211
212         rdptr = &result[0];
213         v32 = read_u24le_inc(&rdptr);
214         if (triggerpos)
215                 *triggerpos = v32;
216         v32 = read_u24le_inc(&rdptr);
217         if (stoppos)
218                 *stoppos = v32;
219         v8 = read_u8_inc(&rdptr);
220         if (mode)
221                 *mode = v8;
222
223         /*
224          * These positions consist of "the memory row" in the MSB fields,
225          * and "an event index" within the row in the LSB fields. Part
226          * of the memory row's content is sample data, another part is
227          * timestamps.
228          *
229          * The retrieved register values point to after the captured
230          * position. So they need to get decremented, and adjusted to
231          * cater for the timestamps when the decrement carries over to
232          * a different memory row.
233          */
234         if (stoppos && (--*stoppos & ROW_MASK) == ROW_MASK)
235                 *stoppos -= CLUSTERS_PER_ROW;
236         if (triggerpos && (--*triggerpos & ROW_MASK) == ROW_MASK)
237                 *triggerpos -= CLUSTERS_PER_ROW;
238
239         return SR_OK;
240 }
241
242 static int sigma_read_dram(struct dev_context *devc,
243         uint16_t startchunk, size_t numchunks, uint8_t *data)
244 {
245         uint8_t buf[128], *wrptr;
246         size_t chunk;
247         int sel, ret;
248         gboolean is_last;
249
250         if (2 + 3 * numchunks > ARRAY_SIZE(buf)) {
251                 sr_err("Short write buffer for %zu DRAM row reads.", numchunks);
252                 return SR_ERR_BUG;
253         }
254
255         /* Communicate DRAM start address (memory row, aka samples line). */
256         wrptr = buf;
257         write_u8_inc(&wrptr, startchunk >> 8);
258         write_u8_inc(&wrptr, startchunk & 0xff);
259         ret = sigma_write_register(devc, WRITE_MEMROW, buf, wrptr - buf);
260         if (ret != SR_OK)
261                 return ret;
262
263         /*
264          * Access DRAM content. Fetch from DRAM to FPGA's internal RAM,
265          * then transfer via USB. Interleave the FPGA's DRAM access and
266          * USB transfer, use alternating buffers (0/1) in the process.
267          */
268         wrptr = buf;
269         write_u8_inc(&wrptr, REG_DRAM_BLOCK);
270         write_u8_inc(&wrptr, REG_DRAM_WAIT_ACK);
271         for (chunk = 0; chunk < numchunks; chunk++) {
272                 sel = chunk % 2;
273                 is_last = chunk == numchunks - 1;
274                 if (!is_last)
275                         write_u8_inc(&wrptr, REG_DRAM_BLOCK | REG_DRAM_SEL_BOOL(!sel));
276                 write_u8_inc(&wrptr, REG_DRAM_BLOCK_DATA | REG_DRAM_SEL_BOOL(sel));
277                 if (!is_last)
278                         write_u8_inc(&wrptr, REG_DRAM_WAIT_ACK);
279         }
280         ret = sigma_write_sr(devc, buf, wrptr - buf);
281         if (ret != SR_OK)
282                 return ret;
283
284         return sigma_read_sr(devc, data, numchunks * ROW_LENGTH_BYTES);
285 }
286
287 /* Upload trigger look-up tables to Sigma. */
288 SR_PRIV int sigma_write_trigger_lut(struct dev_context *devc,
289         struct triggerlut *lut)
290 {
291         int i;
292         uint8_t tmp[2];
293         uint16_t bit;
294         uint8_t buf[6], *wrptr, regval;
295         int ret;
296
297         /* Transpose the table and send to Sigma. */
298         for (i = 0; i < 16; i++) {
299                 bit = 1 << i;
300
301                 tmp[0] = tmp[1] = 0;
302
303                 if (lut->m2d[0] & bit)
304                         tmp[0] |= 0x01;
305                 if (lut->m2d[1] & bit)
306                         tmp[0] |= 0x02;
307                 if (lut->m2d[2] & bit)
308                         tmp[0] |= 0x04;
309                 if (lut->m2d[3] & bit)
310                         tmp[0] |= 0x08;
311
312                 if (lut->m3 & bit)
313                         tmp[0] |= 0x10;
314                 if (lut->m3s & bit)
315                         tmp[0] |= 0x20;
316                 if (lut->m4 & bit)
317                         tmp[0] |= 0x40;
318
319                 if (lut->m0d[0] & bit)
320                         tmp[1] |= 0x01;
321                 if (lut->m0d[1] & bit)
322                         tmp[1] |= 0x02;
323                 if (lut->m0d[2] & bit)
324                         tmp[1] |= 0x04;
325                 if (lut->m0d[3] & bit)
326                         tmp[1] |= 0x08;
327
328                 if (lut->m1d[0] & bit)
329                         tmp[1] |= 0x10;
330                 if (lut->m1d[1] & bit)
331                         tmp[1] |= 0x20;
332                 if (lut->m1d[2] & bit)
333                         tmp[1] |= 0x40;
334                 if (lut->m1d[3] & bit)
335                         tmp[1] |= 0x80;
336
337                 /*
338                  * This logic seems redundant, but separates the value
339                  * determination from the wire format, and is useful
340                  * during future maintenance and research.
341                  */
342                 wrptr = buf;
343                 write_u8_inc(&wrptr, tmp[0]);
344                 write_u8_inc(&wrptr, tmp[1]);
345                 ret = sigma_write_register(devc, WRITE_TRIGGER_SELECT, buf, wrptr - buf);
346                 if (ret != SR_OK)
347                         return ret;
348                 ret = sigma_set_register(devc, WRITE_TRIGGER_SELECT2, 0x30 | i);
349                 if (ret != SR_OK)
350                         return ret;
351         }
352
353         /* Send the parameters */
354         wrptr = buf;
355         regval = 0;
356         regval |= lut->params.selc << 6;
357         regval |= lut->params.selpresc << 0;
358         write_u8_inc(&wrptr, regval);
359         regval = 0;
360         regval |= lut->params.selinc << 6;
361         regval |= lut->params.selres << 4;
362         regval |= lut->params.sela << 2;
363         regval |= lut->params.selb << 0;
364         write_u8_inc(&wrptr, regval);
365         write_u16le_inc(&wrptr, lut->params.cmpb);
366         write_u16le_inc(&wrptr, lut->params.cmpa);
367         ret = sigma_write_register(devc, WRITE_TRIGGER_SELECT, buf, wrptr - buf);
368         if (ret != SR_OK)
369                 return ret;
370
371         return SR_OK;
372 }
373
374 /*
375  * See Xilinx UG332 for Spartan-3 FPGA configuration. The SIGMA device
376  * uses FTDI bitbang mode for netlist download in slave serial mode.
377  * (LATER: The OMEGA device's cable contains a more capable FTDI chip
378  * and uses MPSSE mode for bitbang. -- Can we also use FT232H in FT245
379  * compatible bitbang mode? For maximum code re-use and reduced libftdi
380  * dependency? See section 3.5.5 of FT232H: D0 clk, D1 data (out), D2
381  * data (in), D3 select, D4-7 GPIOL. See section 3.5.7 for MCU FIFO.)
382  *
383  * 750kbps rate (four times the speed of sigmalogan) works well for
384  * netlist download. All pins except INIT_B are output pins during
385  * configuration download.
386  *
387  * Some pins are inverted as a byproduct of level shifting circuitry.
388  * That's why high CCLK level (from the cable's point of view) is idle
389  * from the FPGA's perspective.
390  *
391  * The vendor's literature discusses a "suicide sequence" which ends
392  * regular FPGA execution and should be sent before entering bitbang
393  * mode and sending configuration data. Set D7 and toggle D2, D3, D4
394  * a few times.
395  */
396 #define BB_PIN_CCLK (1 << 0) /* D0, CCLK */
397 #define BB_PIN_PROG (1 << 1) /* D1, PROG */
398 #define BB_PIN_D2   (1 << 2) /* D2, (part of) SUICIDE */
399 #define BB_PIN_D3   (1 << 3) /* D3, (part of) SUICIDE */
400 #define BB_PIN_D4   (1 << 4) /* D4, (part of) SUICIDE (unused?) */
401 #define BB_PIN_INIT (1 << 5) /* D5, INIT, input pin */
402 #define BB_PIN_DIN  (1 << 6) /* D6, DIN */
403 #define BB_PIN_D7   (1 << 7) /* D7, (part of) SUICIDE */
404
405 #define BB_BITRATE (750 * 1000)
406 #define BB_PINMASK (0xff & ~BB_PIN_INIT)
407
408 /*
409  * Initiate slave serial mode for configuration download. Which is done
410  * by pulsing PROG_B and sensing INIT_B. Make sure CCLK is idle before
411  * initiating the configuration download.
412  *
413  * Run a "suicide sequence" first to terminate the regular FPGA operation
414  * before reconfiguration. The FTDI cable is single channel, and shares
415  * pins which are used for data communication in FIFO mode with pins that
416  * are used for FPGA configuration in bitbang mode. Hardware defaults for
417  * unconfigured hardware, and runtime conditions after FPGA configuration
418  * need to cooperate such that re-configuration of the FPGA can start.
419  */
420 static int sigma_fpga_init_bitbang_once(struct dev_context *devc)
421 {
422         const uint8_t suicide[] = {
423                 BB_PIN_D7 | BB_PIN_D2,
424                 BB_PIN_D7 | BB_PIN_D2,
425                 BB_PIN_D7 |           BB_PIN_D3,
426                 BB_PIN_D7 | BB_PIN_D2,
427                 BB_PIN_D7 |           BB_PIN_D3,
428                 BB_PIN_D7 | BB_PIN_D2,
429                 BB_PIN_D7 |           BB_PIN_D3,
430                 BB_PIN_D7 | BB_PIN_D2,
431         };
432         const uint8_t init_array[] = {
433                 BB_PIN_CCLK,
434                 BB_PIN_CCLK | BB_PIN_PROG,
435                 BB_PIN_CCLK | BB_PIN_PROG,
436                 BB_PIN_CCLK,
437                 BB_PIN_CCLK,
438                 BB_PIN_CCLK,
439                 BB_PIN_CCLK,
440                 BB_PIN_CCLK,
441                 BB_PIN_CCLK,
442                 BB_PIN_CCLK,
443         };
444         int retries, ret;
445         uint8_t data;
446
447         /* Section 2. part 1), do the FPGA suicide. */
448         ret = SR_OK;
449         ret |= sigma_write_sr(devc, suicide, sizeof(suicide));
450         ret |= sigma_write_sr(devc, suicide, sizeof(suicide));
451         ret |= sigma_write_sr(devc, suicide, sizeof(suicide));
452         ret |= sigma_write_sr(devc, suicide, sizeof(suicide));
453         if (ret != SR_OK)
454                 return SR_ERR_IO;
455         g_usleep(10 * 1000);
456
457         /* Section 2. part 2), pulse PROG. */
458         ret = sigma_write_sr(devc, init_array, sizeof(init_array));
459         if (ret != SR_OK)
460                 return ret;
461         g_usleep(10 * 1000);
462         ftdi_usb_purge_buffers(&devc->ftdic);
463
464         /*
465          * Wait until the FPGA asserts INIT_B. Check in a maximum number
466          * of bursts with a given delay between them. Read as many pin
467          * capture results as the combination of FTDI chip and FTID lib
468          * may provide. Cope with absence of pin capture data in a cycle.
469          * This approach shall result in fast reponse in case of success,
470          * low cost of execution during wait, reliable error handling in
471          * the transport layer, and robust response to failure or absence
472          * of result data (hardware inactivity after stimulus).
473          */
474         retries = 10;
475         while (retries--) {
476                 do {
477                         ret = sigma_read_raw(devc, &data, sizeof(data));
478                         if (ret < 0)
479                                 return SR_ERR_IO;
480                         if (ret == sizeof(data) && (data & BB_PIN_INIT))
481                                 return SR_OK;
482                 } while (ret == sizeof(data));
483                 if (retries)
484                         g_usleep(10 * 1000);
485         }
486
487         return SR_ERR_TIMEOUT;
488 }
489
490 /*
491  * This is belt and braces. Re-run the bitbang initiation sequence a few
492  * times should first attempts fail. Failure is rare but can happen (was
493  * observed during driver development).
494  */
495 static int sigma_fpga_init_bitbang(struct dev_context *devc)
496 {
497         size_t retries;
498         int ret;
499
500         retries = 10;
501         while (retries--) {
502                 ret = sigma_fpga_init_bitbang_once(devc);
503                 if (ret == SR_OK)
504                         return ret;
505                 if (ret != SR_ERR_TIMEOUT)
506                         return ret;
507         }
508         return ret;
509 }
510
511 /*
512  * Configure the FPGA for logic-analyzer mode.
513  */
514 static int sigma_fpga_init_la(struct dev_context *devc)
515 {
516         uint8_t buf[16], *wrptr;
517         uint8_t data_55, data_aa, mode;
518         uint8_t result[3];
519         const uint8_t *rdptr;
520         int ret;
521
522         wrptr = buf;
523
524         /* Read ID register. */
525         write_u8_inc(&wrptr, REG_ADDR_LOW | (READ_ID & 0xf));
526         write_u8_inc(&wrptr, REG_ADDR_HIGH | (READ_ID >> 4));
527         write_u8_inc(&wrptr, REG_READ_ADDR);
528
529         /* Write 0x55 to scratch register, read back. */
530         data_55 = 0x55;
531         write_u8_inc(&wrptr, REG_ADDR_LOW | (WRITE_TEST & 0xf));
532         write_u8_inc(&wrptr, REG_DATA_LOW | (data_55 & 0xf));
533         write_u8_inc(&wrptr, REG_DATA_HIGH_WRITE | (data_55 >> 4));
534         write_u8_inc(&wrptr, REG_READ_ADDR);
535
536         /* Write 0xaa to scratch register, read back. */
537         data_aa = 0xaa;
538         write_u8_inc(&wrptr, REG_ADDR_LOW | (WRITE_TEST & 0xf));
539         write_u8_inc(&wrptr, REG_DATA_LOW | (data_aa & 0xf));
540         write_u8_inc(&wrptr, REG_DATA_HIGH_WRITE | (data_aa >> 4));
541         write_u8_inc(&wrptr, REG_READ_ADDR);
542
543         /* Initiate SDRAM initialization in mode register. */
544         mode = WMR_SDRAMINIT;
545         write_u8_inc(&wrptr, REG_ADDR_LOW | (WRITE_MODE & 0xf));
546         write_u8_inc(&wrptr, REG_DATA_LOW | (mode & 0xf));
547         write_u8_inc(&wrptr, REG_DATA_HIGH_WRITE | (mode >> 4));
548
549         /*
550          * Send the command sequence which contains 3 READ requests.
551          * Expect to see the corresponding 3 response bytes.
552          */
553         ret = sigma_write_sr(devc, buf, wrptr - buf);
554         if (ret != SR_OK) {
555                 sr_err("Could not request LA start response.");
556                 return ret;
557         }
558         ret = sigma_read_sr(devc, result, ARRAY_SIZE(result));
559         if (ret != SR_OK) {
560                 sr_err("Could not receive LA start response.");
561                 return SR_ERR_IO;
562         }
563         rdptr = result;
564         if (read_u8_inc(&rdptr) != 0xa6) {
565                 sr_err("Unexpected ID response.");
566                 return SR_ERR_DATA;
567         }
568         if (read_u8_inc(&rdptr) != data_55) {
569                 sr_err("Unexpected scratch read-back (55).");
570                 return SR_ERR_DATA;
571         }
572         if (read_u8_inc(&rdptr) != data_aa) {
573                 sr_err("Unexpected scratch read-back (aa).");
574                 return SR_ERR_DATA;
575         }
576
577         return SR_OK;
578 }
579
580 /*
581  * Read the firmware from a file and transform it into a series of bitbang
582  * pulses used to program the FPGA. Note that the *bb_cmd must be free()'d
583  * by the caller of this function.
584  */
585 static int sigma_fw_2_bitbang(struct sr_context *ctx, const char *name,
586         uint8_t **bb_cmd, gsize *bb_cmd_size)
587 {
588         uint8_t *firmware;
589         size_t file_size;
590         uint8_t *p;
591         size_t l;
592         uint32_t imm;
593         size_t bb_size;
594         uint8_t *bb_stream, *bbs, byte, mask, v;
595
596         /* Retrieve the on-disk firmware file content. */
597         firmware = sr_resource_load(ctx, SR_RESOURCE_FIRMWARE, name,
598                 &file_size, SIGMA_FIRMWARE_SIZE_LIMIT);
599         if (!firmware)
600                 return SR_ERR_IO;
601
602         /* Unscramble the file content (XOR with "random" sequence). */
603         p = firmware;
604         l = file_size;
605         imm = 0x3f6df2ab;
606         while (l--) {
607                 imm = (imm + 0xa853753) % 177 + (imm * 0x8034052);
608                 *p++ ^= imm & 0xff;
609         }
610
611         /*
612          * Generate a sequence of bitbang samples. With two samples per
613          * FPGA configuration bit, providing the level for the DIN signal
614          * as well as two edges for CCLK. See Xilinx UG332 for details
615          * ("slave serial" mode).
616          *
617          * Note that CCLK is inverted in hardware. That's why the
618          * respective bit is first set and then cleared in the bitbang
619          * sample sets. So that the DIN level will be stable when the
620          * data gets sampled at the rising CCLK edge, and the signals'
621          * setup time constraint will be met.
622          *
623          * The caller will put the FPGA into download mode, will send
624          * the bitbang samples, and release the allocated memory.
625          */
626         bb_size = file_size * 8 * 2;
627         bb_stream = g_try_malloc(bb_size);
628         if (!bb_stream) {
629                 sr_err("Memory allocation failed during firmware upload.");
630                 g_free(firmware);
631                 return SR_ERR_MALLOC;
632         }
633         bbs = bb_stream;
634         p = firmware;
635         l = file_size;
636         while (l--) {
637                 byte = *p++;
638                 mask = 0x80;
639                 while (mask) {
640                         v = (byte & mask) ? BB_PIN_DIN : 0;
641                         mask >>= 1;
642                         *bbs++ = v | BB_PIN_CCLK;
643                         *bbs++ = v;
644                 }
645         }
646         g_free(firmware);
647
648         /* The transformation completed successfully, return the result. */
649         *bb_cmd = bb_stream;
650         *bb_cmd_size = bb_size;
651
652         return SR_OK;
653 }
654
655 static int upload_firmware(struct sr_context *ctx, struct dev_context *devc,
656         enum sigma_firmware_idx firmware_idx)
657 {
658         int ret;
659         uint8_t *buf;
660         uint8_t pins;
661         size_t buf_size;
662         const char *firmware;
663
664         /* Check for valid firmware file selection. */
665         if (firmware_idx >= ARRAY_SIZE(firmware_files))
666                 return SR_ERR_ARG;
667         firmware = firmware_files[firmware_idx];
668         if (!firmware || !*firmware)
669                 return SR_ERR_ARG;
670
671         /* Avoid downloading the same firmware multiple times. */
672         if (devc->firmware_idx == firmware_idx) {
673                 sr_info("Not uploading firmware file '%s' again.", firmware);
674                 return SR_OK;
675         }
676
677         devc->state.state = SIGMA_CONFIG;
678
679         /* Set the cable to bitbang mode. */
680         ret = ftdi_set_bitmode(&devc->ftdic, BB_PINMASK, BITMODE_BITBANG);
681         if (ret < 0) {
682                 sr_err("Could not setup cable mode for upload: %s",
683                         ftdi_get_error_string(&devc->ftdic));
684                 return SR_ERR;
685         }
686         ret = ftdi_set_baudrate(&devc->ftdic, BB_BITRATE);
687         if (ret < 0) {
688                 sr_err("Could not setup bitrate for upload: %s",
689                         ftdi_get_error_string(&devc->ftdic));
690                 return SR_ERR;
691         }
692
693         /* Initiate FPGA configuration mode. */
694         ret = sigma_fpga_init_bitbang(devc);
695         if (ret) {
696                 sr_err("Could not initiate firmware upload to hardware");
697                 return ret;
698         }
699
700         /* Prepare wire format of the firmware image. */
701         ret = sigma_fw_2_bitbang(ctx, firmware, &buf, &buf_size);
702         if (ret != SR_OK) {
703                 sr_err("Could not prepare file %s for upload.", firmware);
704                 return ret;
705         }
706
707         /* Write the FPGA netlist to the cable. */
708         sr_info("Uploading firmware file '%s'.", firmware);
709         ret = sigma_write_sr(devc, buf, buf_size);
710         g_free(buf);
711         if (ret != SR_OK) {
712                 sr_err("Could not upload firmware file '%s'.", firmware);
713                 return ret;
714         }
715
716         /* Leave bitbang mode and discard pending input data. */
717         ret = ftdi_set_bitmode(&devc->ftdic, 0, BITMODE_RESET);
718         if (ret < 0) {
719                 sr_err("Could not setup cable mode after upload: %s",
720                         ftdi_get_error_string(&devc->ftdic));
721                 return SR_ERR;
722         }
723         ftdi_usb_purge_buffers(&devc->ftdic);
724         while (sigma_read_raw(devc, &pins, sizeof(pins)) > 0)
725                 ;
726
727         /* Initialize the FPGA for logic-analyzer mode. */
728         ret = sigma_fpga_init_la(devc);
729         if (ret != SR_OK) {
730                 sr_err("Hardware response after firmware upload failed.");
731                 return ret;
732         }
733
734         /* Keep track of successful firmware download completion. */
735         devc->state.state = SIGMA_IDLE;
736         devc->firmware_idx = firmware_idx;
737         sr_info("Firmware uploaded.");
738
739         return SR_OK;
740 }
741
742 /*
743  * The driver supports user specified time or sample count limits. The
744  * device's hardware supports neither, and hardware compression prevents
745  * reliable detection of "fill levels" (currently reached sample counts)
746  * from register values during acquisition. That's why the driver needs
747  * to apply some heuristics:
748  *
749  * - The (optional) sample count limit and the (normalized) samplerate
750  *   get mapped to an estimated duration for these samples' acquisition.
751  * - The (optional) time limit gets checked as well. The lesser of the
752  *   two limits will terminate the data acquisition phase. The exact
753  *   sample count limit gets enforced in session feed submission paths.
754  * - Some slack needs to be given to account for hardware pipelines as
755  *   well as late storage of last chunks after compression thresholds
756  *   are tripped. The resulting data set will span at least the caller
757  *   specified period of time, which shall be perfectly acceptable.
758  *
759  * With RLE compression active, up to 64K sample periods can pass before
760  * a cluster accumulates. Which translates to 327ms at 200kHz. Add two
761  * times that period for good measure, one is not enough to flush the
762  * hardware pipeline (observation from an earlier experiment).
763  */
764 SR_PRIV int sigma_set_acquire_timeout(struct dev_context *devc)
765 {
766         int ret;
767         GVariant *data;
768         uint64_t user_count, user_msecs;
769         uint64_t worst_cluster_time_ms;
770         uint64_t count_msecs, acquire_msecs;
771
772         sr_sw_limits_init(&devc->acq_limits);
773
774         /* Get sample count limit, convert to msecs. */
775         ret = sr_sw_limits_config_get(&devc->cfg_limits,
776                 SR_CONF_LIMIT_SAMPLES, &data);
777         if (ret != SR_OK)
778                 return ret;
779         user_count = g_variant_get_uint64(data);
780         g_variant_unref(data);
781         count_msecs = 0;
782         if (user_count)
783                 count_msecs = 1000 * user_count / devc->samplerate + 1;
784
785         /* Get time limit, which is in msecs. */
786         ret = sr_sw_limits_config_get(&devc->cfg_limits,
787                 SR_CONF_LIMIT_MSEC, &data);
788         if (ret != SR_OK)
789                 return ret;
790         user_msecs = g_variant_get_uint64(data);
791         g_variant_unref(data);
792
793         /* Get the lesser of them, with both being optional. */
794         acquire_msecs = ~0ull;
795         if (user_count && count_msecs < acquire_msecs)
796                 acquire_msecs = count_msecs;
797         if (user_msecs && user_msecs < acquire_msecs)
798                 acquire_msecs = user_msecs;
799         if (acquire_msecs == ~0ull)
800                 return SR_OK;
801
802         /* Add some slack, and use that timeout for acquisition. */
803         worst_cluster_time_ms = 1000 * 65536 / devc->samplerate;
804         acquire_msecs += 2 * worst_cluster_time_ms;
805         data = g_variant_new_uint64(acquire_msecs);
806         ret = sr_sw_limits_config_set(&devc->acq_limits,
807                 SR_CONF_LIMIT_MSEC, data);
808         g_variant_unref(data);
809         if (ret != SR_OK)
810                 return ret;
811
812         sr_sw_limits_acquisition_start(&devc->acq_limits);
813         return SR_OK;
814 }
815
816 /*
817  * Check whether a caller specified samplerate matches the device's
818  * hardware constraints (can be used for acquisition). Optionally yield
819  * a value that approximates the original spec.
820  *
821  * This routine assumes that input specs are in the 200kHz to 200MHz
822  * range of supported rates, and callers typically want to normalize a
823  * given value to the hardware capabilities. Values in the 50MHz range
824  * get rounded up by default, to avoid a more expensive check for the
825  * closest match, while higher sampling rate is always desirable during
826  * measurement. Input specs which exactly match hardware capabilities
827  * remain unaffected. Because 100/200MHz rates also limit the number of
828  * available channels, they are not suggested by this routine, instead
829  * callers need to pick them consciously.
830  */
831 SR_PRIV int sigma_normalize_samplerate(uint64_t want_rate, uint64_t *have_rate)
832 {
833         uint64_t div, rate;
834
835         /* Accept exact matches for 100/200MHz. */
836         if (want_rate == SR_MHZ(200) || want_rate == SR_MHZ(100)) {
837                 if (have_rate)
838                         *have_rate = want_rate;
839                 return SR_OK;
840         }
841
842         /* Accept 200kHz to 50MHz range, and map to near value. */
843         if (want_rate >= SR_KHZ(200) && want_rate <= SR_MHZ(50)) {
844                 div = SR_MHZ(50) / want_rate;
845                 rate = SR_MHZ(50) / div;
846                 if (have_rate)
847                         *have_rate = rate;
848                 return SR_OK;
849         }
850
851         return SR_ERR_ARG;
852 }
853
854 SR_PRIV int sigma_set_samplerate(const struct sr_dev_inst *sdi)
855 {
856         struct dev_context *devc;
857         struct drv_context *drvc;
858         uint64_t samplerate;
859         int ret;
860         int num_channels;
861
862         devc = sdi->priv;
863         drvc = sdi->driver->context;
864
865         /* Accept any caller specified rate which the hardware supports. */
866         ret = sigma_normalize_samplerate(devc->samplerate, &samplerate);
867         if (ret != SR_OK)
868                 return ret;
869
870         /*
871          * Depending on the samplerates of 200/100/50- MHz, specific
872          * firmware is required and higher rates might limit the set
873          * of available channels.
874          */
875         num_channels = devc->num_channels;
876         if (samplerate <= SR_MHZ(50)) {
877                 ret = upload_firmware(drvc->sr_ctx, devc, SIGMA_FW_50MHZ);
878                 num_channels = 16;
879         } else if (samplerate == SR_MHZ(100)) {
880                 ret = upload_firmware(drvc->sr_ctx, devc, SIGMA_FW_100MHZ);
881                 num_channels = 8;
882         } else if (samplerate == SR_MHZ(200)) {
883                 ret = upload_firmware(drvc->sr_ctx, devc, SIGMA_FW_200MHZ);
884                 num_channels = 4;
885         }
886
887         /*
888          * The samplerate affects the number of available logic channels
889          * as well as a sample memory layout detail (the number of samples
890          * which the device will communicate within an "event").
891          */
892         if (ret == SR_OK) {
893                 devc->num_channels = num_channels;
894                 devc->samples_per_event = 16 / devc->num_channels;
895         }
896
897         return ret;
898 }
899
900 /*
901  * Arrange for a session feed submit buffer. A queue where a number of
902  * samples gets accumulated to reduce the number of send calls. Which
903  * also enforces an optional sample count limit for data acquisition.
904  *
905  * The buffer holds up to CHUNK_SIZE bytes. The unit size is fixed (the
906  * driver provides a fixed channel layout regardless of samplerate).
907  */
908
909 #define CHUNK_SIZE      (4 * 1024 * 1024)
910
911 struct submit_buffer {
912         size_t unit_size;
913         size_t max_samples, curr_samples;
914         uint8_t *sample_data;
915         uint8_t *write_pointer;
916         struct sr_dev_inst *sdi;
917         struct sr_datafeed_packet packet;
918         struct sr_datafeed_logic logic;
919 };
920
921 static int alloc_submit_buffer(struct sr_dev_inst *sdi)
922 {
923         struct dev_context *devc;
924         struct submit_buffer *buffer;
925         size_t size;
926
927         devc = sdi->priv;
928
929         buffer = g_malloc0(sizeof(*buffer));
930         devc->buffer = buffer;
931
932         buffer->unit_size = sizeof(uint16_t);
933         size = CHUNK_SIZE;
934         size /= buffer->unit_size;
935         buffer->max_samples = size;
936         size *= buffer->unit_size;
937         buffer->sample_data = g_try_malloc0(size);
938         if (!buffer->sample_data)
939                 return SR_ERR_MALLOC;
940         buffer->write_pointer = buffer->sample_data;
941         sr_sw_limits_init(&devc->feed_limits);
942
943         buffer->sdi = sdi;
944         memset(&buffer->logic, 0, sizeof(buffer->logic));
945         buffer->logic.unitsize = buffer->unit_size;
946         buffer->logic.data = buffer->sample_data;
947         memset(&buffer->packet, 0, sizeof(buffer->packet));
948         buffer->packet.type = SR_DF_LOGIC;
949         buffer->packet.payload = &buffer->logic;
950
951         return SR_OK;
952 }
953
954 static int setup_submit_limit(struct dev_context *devc)
955 {
956         struct sr_sw_limits *limits;
957         int ret;
958         GVariant *data;
959         uint64_t total;
960
961         limits = &devc->feed_limits;
962
963         ret = sr_sw_limits_config_get(&devc->cfg_limits,
964                 SR_CONF_LIMIT_SAMPLES, &data);
965         if (ret != SR_OK)
966                 return ret;
967         total = g_variant_get_uint64(data);
968         g_variant_unref(data);
969
970         sr_sw_limits_init(limits);
971         if (total) {
972                 data = g_variant_new_uint64(total);
973                 ret = sr_sw_limits_config_set(limits,
974                         SR_CONF_LIMIT_SAMPLES, data);
975                 g_variant_unref(data);
976                 if (ret != SR_OK)
977                         return ret;
978         }
979
980         sr_sw_limits_acquisition_start(limits);
981
982         return SR_OK;
983 }
984
985 static void free_submit_buffer(struct dev_context *devc)
986 {
987         struct submit_buffer *buffer;
988
989         if (!devc)
990                 return;
991
992         buffer = devc->buffer;
993         if (!buffer)
994                 return;
995         devc->buffer = NULL;
996
997         g_free(buffer->sample_data);
998         g_free(buffer);
999 }
1000
1001 static int flush_submit_buffer(struct dev_context *devc)
1002 {
1003         struct submit_buffer *buffer;
1004         int ret;
1005
1006         buffer = devc->buffer;
1007
1008         /* Is queued sample data available? */
1009         if (!buffer->curr_samples)
1010                 return SR_OK;
1011
1012         /* Submit to the session feed. */
1013         buffer->logic.length = buffer->curr_samples * buffer->unit_size;
1014         ret = sr_session_send(buffer->sdi, &buffer->packet);
1015         if (ret != SR_OK)
1016                 return ret;
1017
1018         /* Rewind queue position. */
1019         buffer->curr_samples = 0;
1020         buffer->write_pointer = buffer->sample_data;
1021
1022         return SR_OK;
1023 }
1024
1025 static int addto_submit_buffer(struct dev_context *devc,
1026         uint16_t sample, size_t count)
1027 {
1028         struct submit_buffer *buffer;
1029         struct sr_sw_limits *limits;
1030         int ret;
1031
1032         buffer = devc->buffer;
1033         limits = &devc->feed_limits;
1034         if (sr_sw_limits_check(limits))
1035                 count = 0;
1036
1037         /*
1038          * Individually accumulate and check each sample, such that
1039          * accumulation between flushes won't exceed local storage, and
1040          * enforcement of user specified limits is exact.
1041          */
1042         while (count--) {
1043                 write_u16le_inc(&buffer->write_pointer, sample);
1044                 buffer->curr_samples++;
1045                 if (buffer->curr_samples == buffer->max_samples) {
1046                         ret = flush_submit_buffer(devc);
1047                         if (ret != SR_OK)
1048                                 return ret;
1049                 }
1050                 sr_sw_limits_update_samples_read(limits, 1);
1051                 if (sr_sw_limits_check(limits))
1052                         break;
1053         }
1054
1055         return SR_OK;
1056 }
1057
1058 /*
1059  * In 100 and 200 MHz mode, only a single pin rising/falling can be
1060  * set as trigger. In other modes, two rising/falling triggers can be set,
1061  * in addition to value/mask trigger for any number of channels.
1062  *
1063  * The Sigma supports complex triggers using boolean expressions, but this
1064  * has not been implemented yet.
1065  */
1066 SR_PRIV int sigma_convert_trigger(const struct sr_dev_inst *sdi)
1067 {
1068         struct dev_context *devc;
1069         struct sr_trigger *trigger;
1070         struct sr_trigger_stage *stage;
1071         struct sr_trigger_match *match;
1072         const GSList *l, *m;
1073         int channelbit, trigger_set;
1074
1075         devc = sdi->priv;
1076         memset(&devc->trigger, 0, sizeof(devc->trigger));
1077         trigger = sr_session_trigger_get(sdi->session);
1078         if (!trigger)
1079                 return SR_OK;
1080
1081         trigger_set = 0;
1082         for (l = trigger->stages; l; l = l->next) {
1083                 stage = l->data;
1084                 for (m = stage->matches; m; m = m->next) {
1085                         match = m->data;
1086                         /* Ignore disabled channels with a trigger. */
1087                         if (!match->channel->enabled)
1088                                 continue;
1089                         channelbit = 1 << match->channel->index;
1090                         if (devc->samplerate >= SR_MHZ(100)) {
1091                                 /* Fast trigger support. */
1092                                 if (trigger_set) {
1093                                         sr_err("100/200MHz modes limited to single trigger pin.");
1094                                         return SR_ERR;
1095                                 }
1096                                 if (match->match == SR_TRIGGER_FALLING) {
1097                                         devc->trigger.fallingmask |= channelbit;
1098                                 } else if (match->match == SR_TRIGGER_RISING) {
1099                                         devc->trigger.risingmask |= channelbit;
1100                                 } else {
1101                                         sr_err("100/200MHz modes limited to edge trigger.");
1102                                         return SR_ERR;
1103                                 }
1104
1105                                 trigger_set++;
1106                         } else {
1107                                 /* Simple trigger support (event). */
1108                                 if (match->match == SR_TRIGGER_ONE) {
1109                                         devc->trigger.simplevalue |= channelbit;
1110                                         devc->trigger.simplemask |= channelbit;
1111                                 } else if (match->match == SR_TRIGGER_ZERO) {
1112                                         devc->trigger.simplevalue &= ~channelbit;
1113                                         devc->trigger.simplemask |= channelbit;
1114                                 } else if (match->match == SR_TRIGGER_FALLING) {
1115                                         devc->trigger.fallingmask |= channelbit;
1116                                         trigger_set++;
1117                                 } else if (match->match == SR_TRIGGER_RISING) {
1118                                         devc->trigger.risingmask |= channelbit;
1119                                         trigger_set++;
1120                                 }
1121
1122                                 /*
1123                                  * Actually, Sigma supports 2 rising/falling triggers,
1124                                  * but they are ORed and the current trigger syntax
1125                                  * does not permit ORed triggers.
1126                                  */
1127                                 if (trigger_set > 1) {
1128                                         sr_err("Limited to 1 edge trigger.");
1129                                         return SR_ERR;
1130                                 }
1131                         }
1132                 }
1133         }
1134
1135         return SR_OK;
1136 }
1137
1138 /* Software trigger to determine exact trigger position. */
1139 static int get_trigger_offset(uint8_t *samples, uint16_t last_sample,
1140         struct sigma_trigger *t)
1141 {
1142         const uint8_t *rdptr;
1143         int i;
1144         uint16_t sample;
1145
1146         rdptr = samples;
1147         sample = 0;
1148         for (i = 0; i < 8; i++) {
1149                 if (i > 0)
1150                         last_sample = sample;
1151                 sample = read_u16le_inc(&rdptr);
1152
1153                 /* Simple triggers. */
1154                 if ((sample & t->simplemask) != t->simplevalue)
1155                         continue;
1156
1157                 /* Rising edge. */
1158                 if (((last_sample & t->risingmask) != 0) ||
1159                     ((sample & t->risingmask) != t->risingmask))
1160                         continue;
1161
1162                 /* Falling edge. */
1163                 if ((last_sample & t->fallingmask) != t->fallingmask ||
1164                     (sample & t->fallingmask) != 0)
1165                         continue;
1166
1167                 break;
1168         }
1169
1170         /* If we did not match, return original trigger pos. */
1171         return i & 0x7;
1172 }
1173
1174 static gboolean sample_matches_trigger(struct dev_context *devc, uint16_t sample)
1175 {
1176         /* TODO
1177          * Check whether the combination of this very sample and the
1178          * previous state match the configured trigger condition. This
1179          * improves the resolution of the trigger marker's position.
1180          * The hardware provided position is coarse, and may point to
1181          * a position before the actual match.
1182          *
1183          * See the previous get_trigger_offset() implementation. This
1184          * code needs to get re-used here.
1185          */
1186         (void)devc;
1187         (void)sample;
1188         (void)get_trigger_offset;
1189
1190         return FALSE;
1191 }
1192
1193 static int check_and_submit_sample(struct dev_context *devc,
1194         uint16_t sample, size_t count, gboolean check_trigger)
1195 {
1196         gboolean triggered;
1197         int ret;
1198
1199         triggered = check_trigger && sample_matches_trigger(devc, sample);
1200         if (triggered) {
1201                 ret = flush_submit_buffer(devc);
1202                 if (ret != SR_OK)
1203                         return ret;
1204                 ret = std_session_send_df_trigger(devc->buffer->sdi);
1205                 if (ret != SR_OK)
1206                         return ret;
1207         }
1208
1209         ret = addto_submit_buffer(devc, sample, count);
1210         if (ret != SR_OK)
1211                 return ret;
1212
1213         return SR_OK;
1214 }
1215
1216 /*
1217  * Return the timestamp of "DRAM cluster".
1218  */
1219 static uint16_t sigma_dram_cluster_ts(struct sigma_dram_cluster *cluster)
1220 {
1221         return read_u16le((const uint8_t *)&cluster->timestamp);
1222 }
1223
1224 /*
1225  * Return one 16bit data entity of a DRAM cluster at the specified index.
1226  */
1227 static uint16_t sigma_dram_cluster_data(struct sigma_dram_cluster *cl, int idx)
1228 {
1229         return read_u16le((const uint8_t *)&cl->samples[idx]);
1230 }
1231
1232 /*
1233  * Deinterlace sample data that was retrieved at 100MHz samplerate.
1234  * One 16bit item contains two samples of 8bits each. The bits of
1235  * multiple samples are interleaved.
1236  */
1237 static uint16_t sigma_deinterlace_100mhz_data(uint16_t indata, int idx)
1238 {
1239         uint16_t outdata;
1240
1241         indata >>= idx;
1242         outdata = 0;
1243         outdata |= (indata >> (0 * 2 - 0)) & (1 << 0);
1244         outdata |= (indata >> (1 * 2 - 1)) & (1 << 1);
1245         outdata |= (indata >> (2 * 2 - 2)) & (1 << 2);
1246         outdata |= (indata >> (3 * 2 - 3)) & (1 << 3);
1247         outdata |= (indata >> (4 * 2 - 4)) & (1 << 4);
1248         outdata |= (indata >> (5 * 2 - 5)) & (1 << 5);
1249         outdata |= (indata >> (6 * 2 - 6)) & (1 << 6);
1250         outdata |= (indata >> (7 * 2 - 7)) & (1 << 7);
1251         return outdata;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Deinterlace sample data that was retrieved at 200MHz samplerate.
1256  * One 16bit item contains four samples of 4bits each. The bits of
1257  * multiple samples are interleaved.
1258  */
1259 static uint16_t sigma_deinterlace_200mhz_data(uint16_t indata, int idx)
1260 {
1261         uint16_t outdata;
1262
1263         indata >>= idx;
1264         outdata = 0;
1265         outdata |= (indata >> (0 * 4 - 0)) & (1 << 0);
1266         outdata |= (indata >> (1 * 4 - 1)) & (1 << 1);
1267         outdata |= (indata >> (2 * 4 - 2)) & (1 << 2);
1268         outdata |= (indata >> (3 * 4 - 3)) & (1 << 3);
1269         return outdata;
1270 }
1271
1272 static void sigma_decode_dram_cluster(struct dev_context *devc,
1273         struct sigma_dram_cluster *dram_cluster,
1274         size_t events_in_cluster, gboolean triggered)
1275 {
1276         struct sigma_state *ss;
1277         uint16_t tsdiff, ts, sample, item16;
1278         unsigned int i;
1279
1280         if (!devc->use_triggers || !ASIX_SIGMA_WITH_TRIGGER)
1281                 triggered = FALSE;
1282
1283         /*
1284          * If this cluster is not adjacent to the previously received
1285          * cluster, then send the appropriate number of samples with the
1286          * previous values to the sigrok session. This "decodes RLE".
1287          *
1288          * These samples cannot match the trigger since they just repeat
1289          * the previously submitted data pattern. (This assumption holds
1290          * for simple level and edge triggers. It would not for timed or
1291          * counted conditions, which currently are not supported.)
1292          */
1293         ss = &devc->state;
1294         ts = sigma_dram_cluster_ts(dram_cluster);
1295         tsdiff = ts - ss->lastts;
1296         if (tsdiff > 0) {
1297                 size_t count;
1298                 sample = ss->lastsample;
1299                 count = tsdiff * devc->samples_per_event;
1300                 (void)check_and_submit_sample(devc, sample, count, FALSE);
1301         }
1302         ss->lastts = ts + EVENTS_PER_CLUSTER;
1303
1304         /*
1305          * Grab sample data from the current cluster and prepare their
1306          * submission to the session feed. Handle samplerate dependent
1307          * memory layout of sample data. Accumulation of data chunks
1308          * before submission is transparent to this code path, specific
1309          * buffer depth is neither assumed nor required here.
1310          */
1311         sample = 0;
1312         for (i = 0; i < events_in_cluster; i++) {
1313                 item16 = sigma_dram_cluster_data(dram_cluster, i);
1314                 if (devc->samplerate == SR_MHZ(200)) {
1315                         sample = sigma_deinterlace_200mhz_data(item16, 0);
1316                         check_and_submit_sample(devc, sample, 1, triggered);
1317                         sample = sigma_deinterlace_200mhz_data(item16, 1);
1318                         check_and_submit_sample(devc, sample, 1, triggered);
1319                         sample = sigma_deinterlace_200mhz_data(item16, 2);
1320                         check_and_submit_sample(devc, sample, 1, triggered);
1321                         sample = sigma_deinterlace_200mhz_data(item16, 3);
1322                         check_and_submit_sample(devc, sample, 1, triggered);
1323                 } else if (devc->samplerate == SR_MHZ(100)) {
1324                         sample = sigma_deinterlace_100mhz_data(item16, 0);
1325                         check_and_submit_sample(devc, sample, 1, triggered);
1326                         sample = sigma_deinterlace_100mhz_data(item16, 1);
1327                         check_and_submit_sample(devc, sample, 1, triggered);
1328                 } else {
1329                         sample = item16;
1330                         check_and_submit_sample(devc, sample, 1, triggered);
1331                 }
1332         }
1333         ss->lastsample = sample;
1334 }
1335
1336 /*
1337  * Decode chunk of 1024 bytes, 64 clusters, 7 events per cluster.
1338  * Each event is 20ns apart, and can contain multiple samples.
1339  *
1340  * For 200 MHz, events contain 4 samples for each channel, spread 5 ns apart.
1341  * For 100 MHz, events contain 2 samples for each channel, spread 10 ns apart.
1342  * For 50 MHz and below, events contain one sample for each channel,
1343  * spread 20 ns apart.
1344  */
1345 static int decode_chunk_ts(struct dev_context *devc,
1346         struct sigma_dram_line *dram_line,
1347         size_t events_in_line, size_t trigger_event)
1348 {
1349         struct sigma_dram_cluster *dram_cluster;
1350         unsigned int clusters_in_line;
1351         unsigned int events_in_cluster;
1352         unsigned int i;
1353         uint32_t trigger_cluster;
1354
1355         clusters_in_line = events_in_line;
1356         clusters_in_line += EVENTS_PER_CLUSTER - 1;
1357         clusters_in_line /= EVENTS_PER_CLUSTER;
1358         trigger_cluster = ~0;
1359
1360         /* Check if trigger is in this chunk. */
1361         if (trigger_event < EVENTS_PER_ROW) {
1362                 if (devc->samplerate <= SR_MHZ(50)) {
1363                         trigger_event -= MIN(EVENTS_PER_CLUSTER - 1,
1364                                              trigger_event);
1365                 }
1366
1367                 /* Find in which cluster the trigger occurred. */
1368                 trigger_cluster = trigger_event / EVENTS_PER_CLUSTER;
1369         }
1370
1371         /* For each full DRAM cluster. */
1372         for (i = 0; i < clusters_in_line; i++) {
1373                 dram_cluster = &dram_line->cluster[i];
1374
1375                 /* The last cluster might not be full. */
1376                 if ((i == clusters_in_line - 1) &&
1377                     (events_in_line % EVENTS_PER_CLUSTER)) {
1378                         events_in_cluster = events_in_line % EVENTS_PER_CLUSTER;
1379                 } else {
1380                         events_in_cluster = EVENTS_PER_CLUSTER;
1381                 }
1382
1383                 sigma_decode_dram_cluster(devc, dram_cluster,
1384                         events_in_cluster, i == trigger_cluster);
1385         }
1386
1387         return SR_OK;
1388 }
1389
1390 static int download_capture(struct sr_dev_inst *sdi)
1391 {
1392         const uint32_t chunks_per_read = 32;
1393
1394         struct dev_context *devc;
1395         struct sigma_dram_line *dram_line;
1396         uint32_t stoppos, triggerpos;
1397         uint8_t modestatus;
1398         uint32_t i;
1399         uint32_t dl_lines_total, dl_lines_curr, dl_lines_done;
1400         uint32_t dl_first_line, dl_line;
1401         uint32_t dl_events_in_line, trigger_event;
1402         uint32_t trg_line, trg_event;
1403         int ret;
1404
1405         devc = sdi->priv;
1406
1407         sr_info("Downloading sample data.");
1408         devc->state.state = SIGMA_DOWNLOAD;
1409
1410         /*
1411          * Ask the hardware to stop data acquisition. Reception of the
1412          * FORCESTOP request makes the hardware "disable RLE" (store
1413          * clusters to DRAM regardless of whether pin state changes) and
1414          * raise the POSTTRIGGERED flag.
1415          */
1416         modestatus = WMR_FORCESTOP | WMR_SDRAMWRITEEN;
1417         ret = sigma_set_register(devc, WRITE_MODE, modestatus);
1418         if (ret != SR_OK)
1419                 return ret;
1420         do {
1421                 ret = sigma_read_register(devc, READ_MODE,
1422                         &modestatus, sizeof(modestatus));
1423                 if (ret != SR_OK) {
1424                         sr_err("Could not poll for post-trigger state.");
1425                         return FALSE;
1426                 }
1427         } while (!(modestatus & RMR_POSTTRIGGERED));
1428
1429         /* Set SDRAM Read Enable. */
1430         ret = sigma_set_register(devc, WRITE_MODE, WMR_SDRAMREADEN);
1431         if (ret != SR_OK)
1432                 return ret;
1433
1434         /* Get the current position. Check if trigger has fired. */
1435         ret = sigma_read_pos(devc, &stoppos, &triggerpos, &modestatus);
1436         if (ret != SR_OK) {
1437                 sr_err("Could not query capture positions/state.");
1438                 return FALSE;
1439         }
1440         trg_line = ~0;
1441         trg_event = ~0;
1442         if (modestatus & RMR_TRIGGERED) {
1443                 trg_line = triggerpos >> ROW_SHIFT;
1444                 trg_event = triggerpos & ROW_MASK;
1445         }
1446
1447         /*
1448          * Determine how many "DRAM lines" of 1024 bytes each we need to
1449          * retrieve from the Sigma hardware, so that we have a complete
1450          * set of samples. Note that the last line need not contain 64
1451          * clusters, it might be partially filled only.
1452          *
1453          * When RMR_ROUND is set, the circular buffer in DRAM has wrapped
1454          * around. Since the status of the very next line is uncertain in
1455          * that case, we skip it and start reading from the next line.
1456          */
1457         dl_first_line = 0;
1458         dl_lines_total = (stoppos >> ROW_SHIFT) + 1;
1459         if (modestatus & RMR_ROUND) {
1460                 dl_first_line = dl_lines_total + 1;
1461                 dl_lines_total = ROW_COUNT - 2;
1462         }
1463         dram_line = g_try_malloc0(chunks_per_read * sizeof(*dram_line));
1464         if (!dram_line)
1465                 return FALSE;
1466         ret = alloc_submit_buffer(sdi);
1467         if (ret != SR_OK)
1468                 return FALSE;
1469         ret = setup_submit_limit(devc);
1470         if (ret != SR_OK)
1471                 return FALSE;
1472         dl_lines_done = 0;
1473         while (dl_lines_total > dl_lines_done) {
1474                 /* We can download only up-to 32 DRAM lines in one go! */
1475                 dl_lines_curr = MIN(chunks_per_read, dl_lines_total - dl_lines_done);
1476
1477                 dl_line = dl_first_line + dl_lines_done;
1478                 dl_line %= ROW_COUNT;
1479                 ret = sigma_read_dram(devc, dl_line, dl_lines_curr,
1480                         (uint8_t *)dram_line);
1481                 if (ret != SR_OK)
1482                         return FALSE;
1483
1484                 /* This is the first DRAM line, so find the initial timestamp. */
1485                 if (dl_lines_done == 0) {
1486                         devc->state.lastts =
1487                                 sigma_dram_cluster_ts(&dram_line[0].cluster[0]);
1488                         devc->state.lastsample = 0;
1489                 }
1490
1491                 for (i = 0; i < dl_lines_curr; i++) {
1492                         /* The last "DRAM line" need not span its full length. */
1493                         dl_events_in_line = EVENTS_PER_ROW;
1494                         if (dl_lines_done + i == dl_lines_total - 1)
1495                                 dl_events_in_line = stoppos & ROW_MASK;
1496
1497                         /* Test if the trigger happened on this line. */
1498                         trigger_event = ~0;
1499                         if (dl_lines_done + i == trg_line)
1500                                 trigger_event = trg_event;
1501
1502                         decode_chunk_ts(devc, dram_line + i,
1503                                 dl_events_in_line, trigger_event);
1504                 }
1505
1506                 dl_lines_done += dl_lines_curr;
1507         }
1508         flush_submit_buffer(devc);
1509         free_submit_buffer(devc);
1510         g_free(dram_line);
1511
1512         std_session_send_df_end(sdi);
1513
1514         devc->state.state = SIGMA_IDLE;
1515         sr_dev_acquisition_stop(sdi);
1516
1517         return TRUE;
1518 }
1519
1520 /*
1521  * Periodically check the Sigma status when in CAPTURE mode. This routine
1522  * checks whether the configured sample count or sample time have passed,
1523  * and will stop acquisition and download the acquired samples.
1524  */
1525 static int sigma_capture_mode(struct sr_dev_inst *sdi)
1526 {
1527         struct dev_context *devc;
1528
1529         devc = sdi->priv;
1530         if (sr_sw_limits_check(&devc->acq_limits))
1531                 return download_capture(sdi);
1532
1533         return TRUE;
1534 }
1535
1536 SR_PRIV int sigma_receive_data(int fd, int revents, void *cb_data)
1537 {
1538         struct sr_dev_inst *sdi;
1539         struct dev_context *devc;
1540
1541         (void)fd;
1542         (void)revents;
1543
1544         sdi = cb_data;
1545         devc = sdi->priv;
1546
1547         if (devc->state.state == SIGMA_IDLE)
1548                 return TRUE;
1549
1550         /*
1551          * When the application has requested to stop the acquisition,
1552          * then immediately start downloading sample data. Otherwise
1553          * keep checking configured limits which will terminate the
1554          * acquisition and initiate download.
1555          */
1556         if (devc->state.state == SIGMA_STOPPING)
1557                 return download_capture(sdi);
1558         if (devc->state.state == SIGMA_CAPTURE)
1559                 return sigma_capture_mode(sdi);
1560
1561         return TRUE;
1562 }
1563
1564 /* Build a LUT entry used by the trigger functions. */
1565 static void build_lut_entry(uint16_t value, uint16_t mask, uint16_t *entry)
1566 {
1567         int i, j, k, bit;
1568
1569         /* For each quad channel. */
1570         for (i = 0; i < 4; i++) {
1571                 entry[i] = 0xffff;
1572
1573                 /* For each bit in LUT. */
1574                 for (j = 0; j < 16; j++) {
1575
1576                         /* For each channel in quad. */
1577                         for (k = 0; k < 4; k++) {
1578                                 bit = 1 << (i * 4 + k);
1579
1580                                 /* Set bit in entry */
1581                                 if ((mask & bit) && ((!(value & bit)) !=
1582                                                         (!(j & (1 << k)))))
1583                                         entry[i] &= ~(1 << j);
1584                         }
1585                 }
1586         }
1587 }
1588
1589 /* Add a logical function to LUT mask. */
1590 static void add_trigger_function(enum triggerop oper, enum triggerfunc func,
1591         int index, int neg, uint16_t *mask)
1592 {
1593         int i, j;
1594         int x[2][2], tmp, a, b, aset, bset, rset;
1595
1596         memset(x, 0, sizeof(x));
1597
1598         /* Trigger detect condition. */
1599         switch (oper) {
1600         case OP_LEVEL:
1601                 x[0][1] = 1;
1602                 x[1][1] = 1;
1603                 break;
1604         case OP_NOT:
1605                 x[0][0] = 1;
1606                 x[1][0] = 1;
1607                 break;
1608         case OP_RISE:
1609                 x[0][1] = 1;
1610                 break;
1611         case OP_FALL:
1612                 x[1][0] = 1;
1613                 break;
1614         case OP_RISEFALL:
1615                 x[0][1] = 1;
1616                 x[1][0] = 1;
1617                 break;
1618         case OP_NOTRISE:
1619                 x[1][1] = 1;
1620                 x[0][0] = 1;
1621                 x[1][0] = 1;
1622                 break;
1623         case OP_NOTFALL:
1624                 x[1][1] = 1;
1625                 x[0][0] = 1;
1626                 x[0][1] = 1;
1627                 break;
1628         case OP_NOTRISEFALL:
1629                 x[1][1] = 1;
1630                 x[0][0] = 1;
1631                 break;
1632         }
1633
1634         /* Transpose if neg is set. */
1635         if (neg) {
1636                 for (i = 0; i < 2; i++) {
1637                         for (j = 0; j < 2; j++) {
1638                                 tmp = x[i][j];
1639                                 x[i][j] = x[1 - i][1 - j];
1640                                 x[1 - i][1 - j] = tmp;
1641                         }
1642                 }
1643         }
1644
1645         /* Update mask with function. */
1646         for (i = 0; i < 16; i++) {
1647                 a = (i >> (2 * index + 0)) & 1;
1648                 b = (i >> (2 * index + 1)) & 1;
1649
1650                 aset = (*mask >> i) & 1;
1651                 bset = x[b][a];
1652
1653                 rset = 0;
1654                 if (func == FUNC_AND || func == FUNC_NAND)
1655                         rset = aset & bset;
1656                 else if (func == FUNC_OR || func == FUNC_NOR)
1657                         rset = aset | bset;
1658                 else if (func == FUNC_XOR || func == FUNC_NXOR)
1659                         rset = aset ^ bset;
1660
1661                 if (func == FUNC_NAND || func == FUNC_NOR || func == FUNC_NXOR)
1662                         rset = !rset;
1663
1664                 *mask &= ~(1 << i);
1665
1666                 if (rset)
1667                         *mask |= 1 << i;
1668         }
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Build trigger LUTs used by 50 MHz and lower sample rates for supporting
1673  * simple pin change and state triggers. Only two transitions (rise/fall) can be
1674  * set at any time, but a full mask and value can be set (0/1).
1675  */
1676 SR_PRIV int sigma_build_basic_trigger(struct dev_context *devc,
1677         struct triggerlut *lut)
1678 {
1679         int i,j;
1680         uint16_t masks[2];
1681
1682         memset(lut, 0, sizeof(*lut));
1683         memset(&masks, 0, sizeof(masks));
1684
1685         /* Constant for simple triggers. */
1686         lut->m4 = 0xa000;
1687
1688         /* Value/mask trigger support. */
1689         build_lut_entry(devc->trigger.simplevalue, devc->trigger.simplemask,
1690                         lut->m2d);
1691
1692         /* Rise/fall trigger support. */
1693         for (i = 0, j = 0; i < 16; i++) {
1694                 if (devc->trigger.risingmask & (1 << i) ||
1695                     devc->trigger.fallingmask & (1 << i))
1696                         masks[j++] = 1 << i;
1697         }
1698
1699         build_lut_entry(masks[0], masks[0], lut->m0d);
1700         build_lut_entry(masks[1], masks[1], lut->m1d);
1701
1702         /* Add glue logic */
1703         if (masks[0] || masks[1]) {
1704                 /* Transition trigger. */
1705                 if (masks[0] & devc->trigger.risingmask)
1706                         add_trigger_function(OP_RISE, FUNC_OR, 0, 0, &lut->m3);
1707                 if (masks[0] & devc->trigger.fallingmask)
1708                         add_trigger_function(OP_FALL, FUNC_OR, 0, 0, &lut->m3);
1709                 if (masks[1] & devc->trigger.risingmask)
1710                         add_trigger_function(OP_RISE, FUNC_OR, 1, 0, &lut->m3);
1711                 if (masks[1] & devc->trigger.fallingmask)
1712                         add_trigger_function(OP_FALL, FUNC_OR, 1, 0, &lut->m3);
1713         } else {
1714                 /* Only value/mask trigger. */
1715                 lut->m3 = 0xffff;
1716         }
1717
1718         /* Triggertype: event. */
1719         lut->params.selres = 3;
1720
1721         return SR_OK;
1722 }