decoders/jtag_stm32/jtag_stm32.py

   1 ##
   2 ## This file is part of the sigrok project.
   3 ##
   4 ## Copyright (C) 2012 Uwe Hermann <uwe@hermann-uwe.de>
   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, write to the Free Software
  18 ## Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301 USA
  19 ##
  20
  21 # ST STM32 JTAG protocol decoder
  22
  23 import sigrokdecode as srd
  24
  25 # JTAG debug port data registers (in IR[3:0]) and their sizes (in bits)
  26 # Note: The ARM DAP-DP is not IEEE 1149.1 (JTAG) compliant (as per ARM docs),
  27 #       as it does not implement the EXTEST, SAMPLE, and PRELOAD instructions.
  28 #       Instead, BYPASS is decoded for any of these instructions.
  29 ir = {
  30     '1111': ['BYPASS', 1],  # Bypass register
  31     '1110': ['IDCODE', 32], # ID code register
  32     '1010': ['DPACC', 35],  # Debug port access register
  33     '1011': ['APACC', 35],  # Access port access register
  34     '1000': ['ABORT', 35],  # Abort register # TODO: 32 bits? Datasheet typo?
  35 }
  36
  37 # ARM Cortex-M3 r1p1-01rel0 ID code
  38 cm3_idcode = 0x3ba00477
  39
  40 # JTAG ID code in the STM32F10xxx BSC (boundary scan) TAP
  41 jtag_idcode = {
  42     0x06412041: 'Low-density device, rev. A',
  43     0x06410041: 'Medium-density device, rev. A',
  44     0x16410041: 'Medium-density device, rev. B/Z/Y',
  45     0x06414041: 'High-density device, rev. A/Z/Y',
  46     0x06430041: 'XL-density device, rev. A',
  47     0x06418041: 'Connectivity-line device, rev. A/Z',
  48 }
  49
  50 # ACK[2:0] in the DPACC/APACC registers
  51 ack_val = {
  52     '000': 'Reserved',
  53     '001': 'WAIT',
  54     '010': 'OK/FAULT',
  55     '011': 'Reserved',
  56     '100': 'Reserved',
  57     '101': 'Reserved',
  58     '110': 'Reserved',
  59     '111': 'Reserved',
  60 }
  61
  62 # 32bit debug port registers (addressed via A[3:2])
  63 reg = {
  64     '00': 'Reserved', # Must be kept at reset value
  65     '01': 'DP CTRL/STAT',
  66     '10': 'DP SELECT',
  67     '11': 'DP RDBUFF',
  68 }
  69
  70 # TODO: All start/end sample values in self.put() calls are bogus.
  71
  72 # Bits[31:28]: Version (here: 0x3)
  73 #              JTAG-DP: 0x3, SW-DP: 0x2
  74 # Bits[27:12]: Part number (here: 0xba00)
  75 #              JTAG-DP: 0xba00, SW-DP: 0xba10
  76 # Bits[11:1]:  JEDEC (JEP-106) manufacturer ID (here: 0x23b)
  77 #              Bits[11:8]: Continuation code ('ARM Limited': 0x04)
  78 #              Bits[7:1]: Identity code ('ARM Limited': 0x3b)
  79 # Bits[0:0]:   Reserved (here: 0x1)
  80 def decode_device_id_code(bits):
  81     id_hex = '0x%x' % int('0b' + bits, 2)
  82     ver =    '0x%x' % int('0b' + bits[-32:-28], 2)
  83     part =   '0x%x' % int('0b' + bits[-28:-12], 2)
  84     manuf =  '0x%x' % int('0b' + bits[-12:-1], 2)
  85     res =    '0x%x' % int('0b' + bits[-1], 2)
  86     return (id_hex, ver, part, manuf, res)
  87
  88 def dpacc_data_in(bits):
  89     data, a, rnw = bits[:-3], bits[-3:-1], bits[-1]
  90     data_hex = '0x%x' % int('0b' + data, 2)
  91     r = 'Read request' if (rnw == '1') else 'Write request'
  92     return 'DATA: %s, A: %s, RnW: %s' % (data_hex, reg[a], r)
  93
  94 def dpacc_data_out(bits):
  95     data, ack = bits[:-3], bits[-3:]
  96     data_hex = '0x%x' % int('0b' + data, 2)
  97     ack_meaning = ack_val[ack]
  98     return 'DATA: %s, ACK: %s' % (data_hex, ack_meaning)
  99
 100 class Decoder(srd.Decoder):
 101     api_version = 1
 102     id = 'jtag_stm32'
 103     name = 'JTAG / STM32'
 104     longname = 'Joint Test Action Group / ST STM32'
 105     desc = 'ST STM32-specific JTAG protocol.'
 106     license = 'gplv2+'
 107     inputs = ['jtag']
 108     outputs = ['jtag_stm32']
 109     probes = []
 110     optional_probes = []
 111     options = {}
 112     annotations = [
 113         ['Text', 'Human-readable text'],
 114     ]
 115
 116     def __init__(self, **kwargs):
 117         self.state = 'IDLE'
 118         # self.state = 'BYPASS'
 119
 120     def start(self, metadata):
 121         # self.out_proto = self.add(srd.OUTPUT_PROTO, 'jtag_stm32')
 122         self.out_ann = self.add(srd.OUTPUT_ANN, 'jtag_stm32')
 123
 124     def report(self):
 125         pass
 126
 127     def handle_reg_bypass(self, bits):
 128         # TODO
 129         self.put(self.ss, self.es, self.out_ann, [0, ['BYPASS: ' + bits]])
 130
 131     def handle_reg_idcode(self, bits):
 132         # TODO
 133         # IDCODE is a read-only register which is always accessible.
 134         # IR == IDCODE: The device ID code is shifted out via DR next.
 135         self.put(self.ss, self.es, self.out_ann,
 136                  [0, ['IDCODE: %s (ver=%s, part=%s, manuf=%s, res=%s)' % \
 137                  decode_device_id_code(bits)]])
 138
 139     # DPACC is used to access debug port registers (CTRL/STAT, SELECT, RDBUFF).
 140     # When transferring data IN:
 141     #   Bits[34:3] = DATA[31:0]: 32bit data to transfer (write request)
 142     #   Bits[2:1] = A[3:2]: 2-bit address of a debug port register
 143     #   Bits[0:0] = RnW: Read request (1) or write request (0)
 144     # When transferring data OUT:
 145     #   Bits[34:3] = DATA[31:0]: 32bit data which is read (read request)
 146     #   Bits[2:0] = ACK[2:0]: 3-bit acknowledge
 147     def handle_reg_dpacc(self, bits):
 148         self.put(self.ss, self.es, self.out_ann, [0, ['DPACC: ' + bits]])
 149
 150         # TODO: When to use Data IN / Data OUT?
 151         self.put(self.ss, self.es, self.out_ann, [0, [dpacc_data_in(bits)]])
 152         self.put(self.ss, self.es, self.out_ann, [0, [dpacc_data_out(bits)]])
 153
 154     # APACC is used to access all Access Port (AHB-AP) registers.
 155     # When transferring data IN:
 156     #   Bits[34:3] = DATA[31:0]: 32bit data to shift in (write request)
 157     #   Bits[2:1] = A[3:2]: 2-bit address (sub-address AP register)
 158     #   Bits[0:0] = RnW: Read request (1) or write request (0)
 159     # When transferring data OUT:
 160     #   Bits[34:3] = DATA[31:0]: 32bit data which is read (read request)
 161     #   Bits[2:0] = ACK[2:0]: 3-bit acknowledge
 162     def handle_reg_apacc(self, bits):
 163         self.put(self.ss, self.es, self.out_ann, [0, ['APACC: ' + bits]])
 164
 165         # TODO: When to use Data IN / Data OUT?
 166         self.put(self.ss, self.es, self.out_ann, [0, [dpacc_data_in(bits)]])
 167         self.put(self.ss, self.es, self.out_ann, [0, [dpacc_data_out(bits)]])
 168
 169     def handle_reg_abort(self, bits):
 170         # Bits[31:1]: reserved. Bit[0]: DAPABORT.
 171         a = '' if (bits[0] == '1') else 'No '
 172         s = 'DAPABORT = %s: %sDAP abort generated' % (bits[0], a)
 173         self.put(self.ss, self.es, self.out_ann, [0, [s]])
 174
 175         # Warn if DAPABORT[31:1] contains non-zero bits.
 176         if (bits[:-1] != ('0' * 31)):
 177             self.put(self.ss, self.es, self.out_ann,
 178                      [0, ['WARNING: DAPABORT[31:1] reserved!']])
 179
 180     def handle_reg_unknown(self, bits):
 181         self.put(self.ss, self.es, self.out_ann,
 182                  [0, ['Unknown instruction: ' % bits]]) # TODO
 183
 184     def decode(self, ss, es, data):
 185         # Assumption: The right-most char in the 'val' bitstring is the LSB.
 186         cmd, val = data
 187
 188         self.ss, self.es = ss, es
 189
 190         # self.put(self.ss, self.es, self.out_ann, [0, [cmd + ' / ' + val]])
 191
 192         # State machine
 193         if self.state == 'IDLE':
 194             # Wait until a new instruction is shifted into the IR register.
 195             if cmd != 'IR TDI':
 196                 return
 197             # Switch to the state named after the instruction, or 'UNKNOWN'.
 198             self.state = ir.get(val[-4:], ['UNKNOWN', 0])[0]
 199             self.put(self.ss, self.es, self.out_ann, [0, ['IR: ' + self.state]])
 200         elif self.state in ('BYPASS'):
 201             # In these states we're interested in incoming bits (TDI).
 202             if cmd != 'DR TDI':
 203                 return
 204             handle_reg = getattr(self, 'handle_reg_%s' % self.state.lower())
 205             handle_reg(val)
 206             self.state = 'IDLE'
 207         elif self.state in ('IDCODE', 'DPACC', 'APACC', 'ABORT', 'UNKNOWN'):
 208             # In these states we're interested in outgoing bits (TDO).
 209             if cmd != 'DR TDO':
 210             # if cmd not in ('DR TDI', 'DR TDO'):
 211                 return
 212             handle_reg = getattr(self, 'handle_reg_%s' % self.state.lower())
 213             handle_reg(val)
 214             self.state = 'IDLE'
 215         else:
 216             raise Exception('Invalid state: %s' % self.state)
 217