decoders/jtag_ejtag/pd.py

   1 ##
   2 ## This file is part of the libsigrokdecode project.
   3 ##
   4 ## Copyright (C) 2018 Vladislav Ivanov <vlad.ivanov@lab-systems.ru>
   5 ##
   6 ## This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 ## it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 ## the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9 ## (at your option) any later version.
  10 ##
  11 ## This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12 ## but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 ## MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14 ## GNU General Public License for more details.
  15 ##
  16 ## You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 ## along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 ##
  19
  20 import sigrokdecode as srd
  21 from common.srdhelper import bin2int
  22
  23 class Instruction(object):
  24     IDCODE            = 0x01
  25     IMPCODE           = 0x03
  26     ADDRESS           = 0x08
  27     DATA              = 0x09
  28     CONTROL           = 0x0A
  29     ALL               = 0x0B
  30     EJTAGBOOT         = 0x0C
  31     NORMALBOOT        = 0x0D
  32     FASTDATA          = 0x0E
  33     TCBCONTROLA       = 0x10
  34     TCBCONTROLB       = 0x11
  35     TCBDATA           = 0x12
  36     TCBCONTROLC       = 0x13
  37     PCSAMPLE          = 0x14
  38     TCBCONTROLD       = 0x15
  39     TCBCONTROLE       = 0x16
  40
  41 class State(object):
  42     RESET             = 0
  43     DEVICE_ID         = 1
  44     IMPLEMENTATION    = 2
  45     DATA              = 3
  46     ADDRESS           = 4
  47     CONTROL           = 5
  48     FASTDATA          = 6
  49     PC_SAMPLE         = 7
  50     BYPASS            = 8
  51
  52 class ControlReg(object):
  53     PRACC             = (1 << 18)
  54     PRNW              = (1 << 19)
  55
  56 class Ann(object):
  57     INSTRUCTION       = 0
  58     REGISTER          = 1
  59     CONTROL_FIELD_IN  = 10
  60     CONTROL_FIELD_OUT = 11
  61     PRACC             = 12
  62
  63 ejtag_insn = {
  64     0x00: ['Free',        'Boundary scan'],
  65     0x01: ['IDCODE',      'Select Device Identification (ID) register'],
  66     0x02: ['Free',        'Boundary scan'],
  67     0x03: ['IMPCODE',     'Select Implementation register'],
  68     0x08: ['ADDRESS',     'Select Address register'],
  69     0x09: ['DATA',        'Select Data register'],
  70     0x0A: ['CONTROL',     'Select EJTAG Control register'],
  71     0x0B: ['ALL',         'Select the Address, Data and EJTAG Control registers'],
  72     0x0C: ['EJTAGBOOT',   'Fetch code from the debug exception vector after reset'],
  73     0x0D: ['NORMALBOOT',  'Execute the reset handler after reset'],
  74     0x0E: ['FASTDATA',    'Select the Data and Fastdata registers'],
  75     0x0F: ['Reserved',    'Reserved'],
  76     0x10: ['TCBCONTROLA', 'Select the control register TCBTraceControl'],
  77     0x11: ['TCBCONTROLB', 'Selects trace control block register B'],
  78     0x12: ['TCBDATA',     'Access the registers specified by TCBCONTROLB'],
  79     0x13: ['TCBCONTROLC', 'Select trace control block register C'],
  80     0x14: ['PCSAMPLE',    'Select the PCsample register'],
  81     0x15: ['TCBCONTROLD', 'Select trace control block register D'],
  82     0x16: ['TCBCONTROLE', 'Select trace control block register E'],
  83     0x17: ['FDC',         'Select Fast Debug Channel'],
  84     0x1C: ['Free',        'Boundary scan'],
  85 }
  86
  87 ejtag_reg = {
  88     0x00: 'RESET',
  89     0x01: 'DEVICE_ID',
  90     0x02: 'IMPLEMENTATION',
  91     0x03: 'DATA',
  92     0x04: 'ADDRESS',
  93     0x05: 'CONTROL',
  94     0x06: 'FASTDATA',
  95     0x07: 'PC_SAMPLE',
  96     0x08: 'BYPASS',
  97 }
  98
  99 ejtag_control_reg = [
 100     [31, 31, 'Rocc', [
 101         # Read
 102         ['No reset ocurred', 'Reset ocurred'],
 103         # Write
 104         ['Acknowledge reset', 'No effect'],
 105     ]],
 106     [30, 29, 'Psz', [
 107         ['Access: byte', 'Access: halfword', 'Access: word', 'Access: triple'],
 108     ]],
 109     [23, 23, 'VPED', [
 110         ['VPE disabled', 'VPE enabled'],
 111     ]],
 112     [22, 22, 'Doze', [
 113         ['Processor is not in low-power mode', 'Processor is in low-power mode'],
 114     ]],
 115     [21, 21, 'Halt', [
 116         ['Internal system bus clock is running', 'Internal system bus clock is stopped'],
 117     ]],
 118     [20, 20, 'Per Rst', [
 119         ['No peripheral reset applied', 'Peripheral reset applied'],
 120         ['Deassert peripheral reset', 'Assert peripheral reset'],
 121     ]],
 122     [19, 19, 'PRn W', [
 123         ['Read processor access', 'Write processor access'],
 124     ]],
 125     [18, 18, 'Pr Acc', [
 126         ['No pending processor access', 'Pending processor access'],
 127         ['Finish processor access', 'Don\'t finish processor access'],
 128     ]],
 129     [16, 16, 'Pr Rst', [
 130         ['No processor reset applied', 'Processor reset applied'],
 131         ['Deassert processor reset', 'Assert system reset'],
 132     ]],
 133     [15, 15, 'Prob En', [
 134         ['Probe will not serve processor accesses', 'Probe will service processor accesses'],
 135     ]],
 136     [14, 14, 'Prob Trap', [
 137         ['Default location', 'DMSEG fetch'],
 138         ['Set to default location', 'Set to DMSEG fetch'],
 139     ]],
 140     [13, 13, 'ISA On Debug', [
 141         ['MIPS32/MIPS64 ISA', 'microMIPS ISA'],
 142         ['Set to MIPS32/MIPS64 ISA', 'Set to microMIPS ISA'],
 143     ]],
 144     [12, 12, 'EJTAG Brk', [
 145         ['No pending debug interrupt', 'Pending debug interrupt'],
 146         ['No effect', 'Request debug interrupt'],
 147     ]],
 148     [3, 3, 'DM', [
 149         ['Not in debug mode', 'In debug mode'],
 150     ]],
 151 ]
 152
 153 ejtag_state_map = {
 154     Instruction.IDCODE: State.DEVICE_ID,
 155     Instruction.IMPCODE: State.IMPLEMENTATION,
 156     Instruction.DATA: State.DATA,
 157     Instruction.ADDRESS: State.ADDRESS,
 158     Instruction.CONTROL: State.CONTROL,
 159     Instruction.FASTDATA: State.FASTDATA,
 160 }
 161
 162 class RegData(object):
 163     def __init__(self):
 164         self.ss = None
 165         self.es = None
 166         self.data = None
 167
 168 class LastData(object):
 169     def __init__(self):
 170         self.data_in = RegData()
 171         self.data_out = RegData()
 172
 173 class PraccState(object):
 174     def reset(self):
 175         self.address_in = None
 176         self.address_out = None
 177         self.data_in = None
 178         self.data_out = None
 179         self.write = False
 180         self.ss = 0
 181         self.es = 0
 182
 183     def __init__(self):
 184         self.reset()
 185
 186 regs_items = {
 187     'ann': tuple([tuple([s.lower(), s]) for s in list(ejtag_reg.values())]),
 188     'rows_range': tuple(range(1, 1 + 9)),
 189 }
 190
 191 class Decoder(srd.Decoder):
 192     api_version = 3
 193     id = 'jtag_ejtag'
 194     name = 'JTAG / EJTAG (MIPS)'
 195     longname = 'Joint Test Action Group / EJTAG (MIPS)'
 196     desc = 'MIPS EJTAG protocol.'
 197     license = 'gplv2+'
 198     inputs = ['jtag']
 199     outputs = ['jtag_ejtag']
 200     annotations = (
 201         ('instruction', 'Instruction'),
 202     ) + regs_items['ann'] + (
 203         ('control_field_in', 'Control field in'),
 204         ('control_field_out', 'Control field out'),
 205         ('pracc', 'PrAcc'),
 206     )
 207     annotation_rows = (
 208         ('instructions', 'Instructions', (0,)),
 209         ('regs', 'Registers', regs_items['rows_range']),
 210         ('control_fields_in', 'Control fields in', (10,)),
 211         ('control_fields_out', 'Control fields out', (11,)),
 212         ('pracc', 'PrAcc', (12,)),
 213     )
 214
 215     def __init__(self):
 216         self.reset()
 217
 218     def reset(self):
 219         self.state = State.RESET
 220         self.pracc_state = PraccState()
 221
 222     def put_current(self, data):
 223         self.put(self.ss, self.es, self.out_ann, data)
 224
 225     def put_at(self, ss: int, es: int, data):
 226         self.put(ss, es, self.out_ann, data)
 227
 228     def start(self):
 229         self.out_ann = self.register(srd.OUTPUT_ANN)
 230
 231     def select_reg(self, ir_value: int):
 232         self.state = ejtag_state_map.get(ir_value, State.RESET)
 233
 234     def parse_pracc(self):
 235         control_in = bin2int(self.last_data['in']['data'][0])
 236         control_out = bin2int(self.last_data['out']['data'][0])
 237
 238         # Check if JTAG master acknowledges a pending PrAcc.
 239         if not ((not (control_in & ControlReg.PRACC)) and \
 240                 (control_out & ControlReg.PRACC)):
 241             return
 242
 243         ss, es = self.pracc_state.ss, self.pracc_state.es
 244         pracc_write = (control_out & ControlReg.PRNW) != 0
 245
 246         s = 'PrAcc: '
 247         s += 'Store' if pracc_write else 'Load/Fetch'
 248
 249         if pracc_write:
 250             if self.pracc_state.address_out is not None:
 251                 s += ', A:' + ' 0x{:08X}'.format(self.pracc_state.address_out)
 252             if self.pracc_state.data_out is not None:
 253                 s += ', D:' + ' 0x{:08X}'.format(self.pracc_state.data_out)
 254         else:
 255             if self.pracc_state.address_out is not None:
 256                 s += ', A:' + ' 0x{:08X}'.format(self.pracc_state.address_out)
 257             if self.pracc_state.data_in is not None:
 258                 s += ', D:' + ' 0x{:08X}'.format(self.pracc_state.data_in)
 259
 260         self.pracc_state.reset()
 261
 262         self.put_at(ss, es, [Ann.PRACC, [s]])
 263
 264     def parse_control_reg(self, ann):
 265         reg_write = ann == Ann.CONTROL_FIELD_IN
 266         control_bit_positions = []
 267         data_select = 'in' if (reg_write) else 'out'
 268
 269         control_bit_positions = self.last_data[data_select]['data'][1]
 270         control_data = self.last_data[data_select]['data'][0]
 271
 272         # Annotate control register fields.
 273         for field in ejtag_control_reg:
 274             start_bit = 31 - field[1]
 275             end_bit = 31 - field[0]
 276             comment = field[2]
 277             value_descriptions = []
 278
 279             if reg_write:
 280                 if len(field[3]) < 2:
 281                     continue
 282                 value_descriptions = field[3][1]
 283             else:
 284                 value_descriptions = field[3][0]
 285
 286             ss = control_bit_positions[start_bit][0]
 287             es = control_bit_positions[end_bit][1]
 288
 289             value_str = control_data[end_bit : start_bit + 1]
 290             value_index = bin2int(value_str)
 291
 292             short_desc = comment + ': ' + value_str
 293             long_desc = value_descriptions[value_index] if len(value_descriptions) > value_index else '?'
 294
 295             self.put_at(ss, es, [ann, [long_desc, short_desc]])
 296
 297     def check_last_data(self):
 298         if not hasattr(self, 'last_data'):
 299             self.last_data = {'in': {}, 'out': {}}
 300
 301     def handle_fastdata(self, val, ann):
 302         spracc_write_desc = {
 303             0: ['0', 'SPrAcc: 0', 'Request completion of Fastdata access'],
 304             1: ['1', 'SPrAcc: 1', 'No effect'],
 305         }
 306         spracc_read_desc = {
 307             0: ['0', 'SPrAcc: 0', 'Fastdata access failure'],
 308             1: ['1', 'SPrAcc: 1', 'Successful completion of Fastdata access'],
 309         }
 310
 311         bitstring = val[0]
 312         bit_sample_pos = val[1]
 313         fastdata_state = bitstring[32]
 314         data = bin2int(bitstring[0:32])
 315
 316         fastdata_bit_pos = bit_sample_pos[32]
 317         data_pos = [bit_sample_pos[31][0], bit_sample_pos[0][1]]
 318
 319         ss_fastdata, es_fastdata = fastdata_bit_pos
 320         ss_data, es_data = data_pos
 321
 322         display_data = [ann, ['0x{:08X}'.format(data)]]
 323         spracc_display_data = []
 324
 325         if ann == Ann.CONTROL_FIELD_IN:
 326             spracc_display_data = [ann, spracc_write_desc[int(fastdata_state)]]
 327         elif ann == Ann.CONTROL_FIELD_OUT:
 328             spracc_display_data = [ann, spracc_read_desc[int(fastdata_state)]]
 329
 330         self.put_at(ss_fastdata, es_fastdata, spracc_display_data)
 331         self.put_at(ss_data, es_data, display_data)
 332
 333     def handle_dr_tdi(self, val):
 334         value = bin2int(val[0])
 335         self.check_last_data()
 336         self.last_data['in'] = {'ss': self.ss, 'es': self.es, 'data': val}
 337
 338         self.pracc_state.ss, self.pracc_state.es = self.ss, self.es
 339
 340         if self.state == State.ADDRESS:
 341             self.pracc_state.address_in = value
 342         elif self.state == State.DATA:
 343             self.pracc_state.data_in = value
 344         elif self.state == State.FASTDATA:
 345             self.handle_fastdata(val, Ann.CONTROL_FIELD_IN)
 346
 347     def handle_dr_tdo(self, val):
 348         value = bin2int(val[0])
 349         self.check_last_data()
 350         self.last_data['out'] = {'ss': self.ss, 'es': self.es, 'data': val}
 351         if self.state == State.ADDRESS:
 352             self.pracc_state.address_out = value
 353         elif self.state == State.DATA:
 354             self.pracc_state.data_out = value
 355         elif self.state == State.FASTDATA:
 356             self.handle_fastdata(val, Ann.CONTROL_FIELD_OUT)
 357
 358     def handle_ir_tdi(self, val):
 359         code = bin2int(val[0])
 360         hex = '0x{:02X}'.format(code)
 361         if code in ejtag_insn:
 362             # Format instruction name.
 363             insn = ejtag_insn[code]
 364             s_short = insn[0]
 365             s_long = insn[0] + ': ' + insn[1] + ' (' + hex + ')'
 366             # Display it and select data register.
 367             self.put_current([Ann.INSTRUCTION, [s_long, s_short]])
 368         else:
 369             self.put_current([Ann.INSTRUCTION, [hex, 'IR TDI ({})'.format(hex)]])
 370         self.select_reg(code)
 371
 372     def handle_new_state(self, new_state):
 373         if new_state != 'UPDATE-DR' or not hasattr(self, 'last_data'):
 374             return
 375
 376         if self.state == State.RESET:
 377             return
 378
 379         reg_name = ejtag_reg[self.state]
 380         ann_index = Ann.REGISTER + self.state
 381         display_data = [ann_index, [reg_name]]
 382         self.put_at(self.last_data['in']['ss'], self.last_data['in']['es'], display_data)
 383
 384         if self.state == State.CONTROL:
 385             control_bit_positions = self.last_data['in']['data'][1]
 386             bit_count = len(control_bit_positions)
 387             # Check if control register data length is correct.
 388             if bit_count != 32:
 389                 error_display = [Ann.REGISTER, ['Error: length != 32']]
 390                 self.put_at(self.last_data['in']['ss'], self.last_data['in']['es'], error_display)
 391                 return
 392             self.parse_control_reg(Ann.CONTROL_FIELD_IN)
 393             self.parse_control_reg(Ann.CONTROL_FIELD_OUT)
 394             self.parse_pracc()
 395
 396     def decode(self, ss: int, es: int, data):
 397         cmd, val = data
 398         self.ss, self.es = ss, es
 399
 400         if cmd == 'IR TDI':
 401             self.handle_ir_tdi(val)
 402         elif cmd == 'DR TDI':
 403             self.handle_dr_tdi(val)
 404         elif cmd == 'DR TDO':
 405             self.handle_dr_tdo(val)
 406         elif cmd == 'NEW STATE':
 407             self.handle_new_state(val)