decoders/spiflash/pd.py

   1 ##
   2 ## This file is part of the libsigrokdecode project.
   3 ##
   4 ## Copyright (C) 2011-2016 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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 ##
  19
  20 import sigrokdecode as srd
  21 from .lists import *
  22
  23 L = len(cmds)
  24
  25 # Don't forget to keep this in sync with 'cmds' is lists.py.
  26 class Ann:
  27     WRSR, PP, READ, WRDI, RDSR, WREN, FAST_READ, SE, RDSCUR, WRSCUR, \
  28     RDSR2, CE, ESRY, DSRY, REMS, RDID, RDP_RES, CP, ENSO, DP, READ2X, \
  29     EXSO, CE2, BE, REMS2, \
  30     BIT, FIELD, WARN = range(L + 3)
  31
  32 def cmd_annotation_classes():
  33     return tuple([tuple([cmd[0].lower(), cmd[1]]) for cmd in cmds.values()])
  34
  35 def decode_dual_bytes(sio0, sio1):
  36     # Given a byte in SIO0 (MOSI) of even bits and a byte in
  37     # SIO1 (MISO) of odd bits, return a tuple of two bytes.
  38     def combine_byte(even, odd):
  39         result = 0
  40         for bit in range(4):
  41             if even & (1 << bit):
  42                 result |= 1 << (bit*2)
  43             if odd & (1 << bit):
  44                 result |= 1 << ((bit*2) + 1)
  45         return result
  46     return (combine_byte(sio0 >> 4, sio1 >> 4), combine_byte(sio0, sio1))
  47
  48 def decode_status_reg(data):
  49     # TODO: Additional per-bit(s) self.put() calls with correct start/end.
  50
  51     # Bits[0:0]: WIP (write in progress)
  52     s = 'W' if (data & (1 << 0)) else 'No w'
  53     ret = '%srite operation in progress.\n' % s
  54
  55     # Bits[1:1]: WEL (write enable latch)
  56     s = '' if (data & (1 << 1)) else 'not '
  57     ret += 'Internal write enable latch is %sset.\n' % s
  58
  59     # Bits[5:2]: Block protect bits
  60     # TODO: More detailed decoding (chip-dependent).
  61     ret += 'Block protection bits (BP3-BP0): 0x%x.\n' % ((data & 0x3c) >> 2)
  62
  63     # Bits[6:6]: Continuously program mode (CP mode)
  64     s = '' if (data & (1 << 6)) else 'not '
  65     ret += 'Device is %sin continuously program mode (CP mode).\n' % s
  66
  67     # Bits[7:7]: SRWD (status register write disable)
  68     s = 'not ' if (data & (1 << 7)) else ''
  69     ret += 'Status register writes are %sallowed.\n' % s
  70
  71     return ret
  72
  73 class Decoder(srd.Decoder):
  74     api_version = 2
  75     id = 'spiflash'
  76     name = 'SPI flash'
  77     longname = 'SPI flash chips'
  78     desc = 'xx25 series SPI (NOR) flash chip protocol.'
  79     license = 'gplv2+'
  80     inputs = ['spi']
  81     outputs = ['spiflash']
  82     annotations = cmd_annotation_classes() + (
  83         ('bit', 'Bit'),
  84         ('field', 'Field'),
  85         ('warning', 'Warning'),
  86     )
  87     annotation_rows = (
  88         ('bits', 'Bits', (L + 0,)),
  89         ('fields', 'Fields', (L + 1,)),
  90         ('commands', 'Commands', tuple(range(len(cmds)))),
  91         ('warnings', 'Warnings', (L + 2,)),
  92     )
  93     options = (
  94         {'id': 'chip', 'desc': 'Chip', 'default': tuple(chips.keys())[0],
  95             'values': tuple(chips.keys())},
  96         {'id': 'format', 'desc': 'Data format', 'default': 'hex',
  97             'values': ('hex', 'ascii')},
  98     )
  99
 100     def __init__(self):
 101         self.device_id = -1
 102         self.on_end_transaction = None
 103         self.end_current_transaction()
 104
 105         # Build dict mapping command keys to handler functions. Each
 106         # command in 'cmds' (defined in lists.py) has a matching
 107         # handler self.handle_<shortname>.
 108         def get_handler(cmd):
 109             s = 'handle_%s' % cmds[cmd][0].lower().replace('/', '_')
 110             return getattr(self, s)
 111         self.cmd_handlers = dict((cmd, get_handler(cmd)) for cmd in cmds.keys())
 112
 113     def end_current_transaction(self):
 114         if self.on_end_transaction is not None: # Callback for CS# transition.
 115             self.on_end_transaction()
 116             self.on_end_transaction = None
 117         self.state = None
 118         self.cmdstate = 1
 119         self.addr = 0
 120         self.data = []
 121
 122     def start(self):
 123         self.out_ann = self.register(srd.OUTPUT_ANN)
 124         self.chip = chips[self.options['chip']]
 125         self.vendor = self.options['chip'].split('_')[0]
 126
 127     def putx(self, data):
 128         # Simplification, most annotations span exactly one SPI byte/packet.
 129         self.put(self.ss, self.es, self.out_ann, data)
 130
 131     def putf(self, data):
 132         self.put(self.ss_field, self.es_field, self.out_ann, data)
 133
 134     def putc(self, data):
 135         self.put(self.ss_cmd, self.es_cmd, self.out_ann, data)
 136
 137     def device(self):
 138         return device_name[self.vendor].get(self.device_id, 'Unknown')
 139
 140     def vendor_device(self):
 141         return '%s %s' % (self.chip['vendor'], self.device())
 142
 143     def cmd_ann_list(self):
 144         x, s = cmds[self.state][0], cmds[self.state][1]
 145         return ['Command: %s (%s)' % (s, x), 'Command: %s' % s,
 146                 'Cmd: %s' % s, 'Cmd: %s' % x, x]
 147
 148     def cmd_vendor_dev_list(self):
 149         c, d = cmds[self.state], 'Device = %s' % self.vendor_device()
 150         return ['%s (%s): %s' % (c[1], c[0], d), '%s: %s' % (c[1], d),
 151                 '%s: %s' % (c[0], d), d, self.vendor_device()]
 152
 153     def emit_cmd_byte(self):
 154         self.ss_cmd = self.ss
 155         self.putx([Ann.FIELD, self.cmd_ann_list()])
 156         self.addr = 0
 157
 158     def emit_addr_bytes(self, mosi):
 159         self.addr |= (mosi << ((4 - self.cmdstate) * 8))
 160         b = ((3 - (self.cmdstate - 2)) * 8) - 1
 161         self.putx([Ann.BIT,
 162             ['Address bits %d..%d: 0x%02x' % (b, b - 7, mosi),
 163              'Addr bits %d..%d: 0x%02x' % (b, b - 7, mosi),
 164              'Addr bits %d..%d' % (b, b - 7), 'A%d..A%d' % (b, b - 7)]])
 165         if self.cmdstate == 2:
 166             self.ss_field = self.ss
 167         if self.cmdstate == 4:
 168             self.es_field = self.es
 169             self.putf([Ann.FIELD, ['Address: 0x%06x' % self.addr,
 170                 'Addr: 0x%06x' % self.addr, '0x%06x' % self.addr]])
 171
 172     def handle_wren(self, mosi, miso):
 173         self.putx([Ann.WREN, self.cmd_ann_list()])
 174         self.state = None
 175
 176     def handle_wrdi(self, mosi, miso):
 177         pass # TODO
 178
 179     def handle_rdid(self, mosi, miso):
 180         if self.cmdstate == 1:
 181             # Byte 1: Master sends command ID.
 182             self.emit_cmd_byte()
 183         elif self.cmdstate == 2:
 184             # Byte 2: Slave sends the JEDEC manufacturer ID.
 185             self.putx([Ann.FIELD, ['Manufacturer ID: 0x%02x' % miso]])
 186         elif self.cmdstate == 3:
 187             # Byte 3: Slave sends the memory type.
 188             self.putx([Ann.FIELD, ['Memory type: 0x%02x' % miso]])
 189         elif self.cmdstate == 4:
 190             # Byte 4: Slave sends the device ID.
 191             self.device_id = miso
 192             self.putx([Ann.FIELD, ['Device ID: 0x%02x' % miso]])
 193
 194         if self.cmdstate == 4:
 195             self.es_cmd = self.es
 196             self.putc([Ann.RDID, self.cmd_vendor_dev_list()])
 197             self.state = None
 198         else:
 199             self.cmdstate += 1
 200
 201     def handle_rdsr(self, mosi, miso):
 202         # Read status register: Master asserts CS#, sends RDSR command,
 203         # reads status register byte. If CS# is kept asserted, the status
 204         # register can be read continuously / multiple times in a row.
 205         # When done, the master de-asserts CS# again.
 206         if self.cmdstate == 1:
 207             # Byte 1: Master sends command ID.
 208             self.emit_cmd_byte()
 209         elif self.cmdstate >= 2:
 210             # Bytes 2-x: Slave sends status register as long as master clocks.
 211             self.es_cmd = self.es
 212             self.putx([Ann.BIT, [decode_status_reg(miso)]])
 213             self.putx([Ann.FIELD, ['Status register']])
 214             self.putc([Ann.RDSR, self.cmd_ann_list()])
 215         self.cmdstate += 1
 216
 217     def handle_rdsr2(self, mosi, miso):
 218         # Read status register 2: Master asserts CS#, sends RDSR2 command,
 219         # reads status register 2 byte. If CS# is kept asserted, the status
 220         # register 2 can be read continuously / multiple times in a row.
 221         # When done, the master de-asserts CS# again.
 222         if self.cmdstate == 1:
 223             # Byte 1: Master sends command ID.
 224             self.emit_cmd_byte()
 225         elif self.cmdstate >= 2:
 226             # Bytes 2-x: Slave sends status register 2 as long as master clocks.
 227             self.es_cmd = self.es
 228             # TODO: Decode status register 2 correctly.
 229             self.putx([Ann.BIT, [decode_status_reg(miso)]])
 230             self.putx([Ann.FIELD, ['Status register 2']])
 231             self.putc([Ann.RDSR2, self.cmd_ann_list()])
 232         self.cmdstate += 1
 233
 234     def handle_wrsr(self, mosi, miso):
 235         # Write status register: Master asserts CS#, sends WRSR command,
 236         # writes 1 or 2 status register byte(s).
 237         # When done, the master de-asserts CS# again. If this doesn't happen
 238         # the WRSR command will not be executed.
 239         if self.cmdstate == 1:
 240             # Byte 1: Master sends command ID.
 241             self.emit_cmd_byte()
 242         elif self.cmdstate == 2:
 243             # Byte 2: Master sends status register 1.
 244             self.putx([Ann.BIT, [decode_status_reg(miso)]])
 245             self.putx([Ann.FIELD, ['Status register 1']])
 246         elif self.cmdstate == 3:
 247             # Byte 3: Master sends status register 2.
 248             # TODO: Decode status register 2 correctly.
 249             self.putx([Ann.BIT, [decode_status_reg(miso)]])
 250             self.putx([Ann.FIELD, ['Status register 2']])
 251             self.es_cmd = self.es
 252             self.putc([Ann.WRSR, self.cmd_ann_list()])
 253         self.cmdstate += 1
 254
 255     def handle_read(self, mosi, miso):
 256         # Read data bytes: Master asserts CS#, sends READ command, sends
 257         # 3-byte address, reads >= 1 data bytes, de-asserts CS#.
 258         if self.cmdstate == 1:
 259             # Byte 1: Master sends command ID.
 260             self.emit_cmd_byte()
 261         elif self.cmdstate in (2, 3, 4):
 262             # Bytes 2/3/4: Master sends read address (24bits, MSB-first).
 263             self.emit_addr_bytes(mosi)
 264         elif self.cmdstate >= 5:
 265             # Bytes 5-x: Master reads data bytes (until CS# de-asserted).
 266             self.es_field = self.es # Will be overwritten for each byte.
 267             if self.cmdstate == 5:
 268                 self.ss_field = self.ss
 269                 self.on_end_transaction = lambda: self.output_data_block('Data', Ann.READ)
 270             self.data.append(miso)
 271         self.cmdstate += 1
 272
 273     def handle_fast_read(self, mosi, miso):
 274         # Fast read: Master asserts CS#, sends FAST READ command, sends
 275         # 3-byte address + 1 dummy byte, reads >= 1 data bytes, de-asserts CS#.
 276         if self.cmdstate == 1:
 277             # Byte 1: Master sends command ID.
 278             self.emit_cmd_byte()
 279         elif self.cmdstate in (2, 3, 4):
 280             # Bytes 2/3/4: Master sends read address (24bits, MSB-first).
 281             self.emit_addr_bytes(mosi)
 282         elif self.cmdstate == 5:
 283             self.putx([Ann.BIT, ['Dummy byte: 0x%02x' % mosi]])
 284         elif self.cmdstate >= 6:
 285             # Bytes 6-x: Master reads data bytes (until CS# de-asserted).
 286             self.es_field = self.es # Will be overwritten for each byte.
 287             if self.cmdstate == 6:
 288                 self.ss_field = self.ss
 289                 self.on_end_transaction = lambda: self.output_data_block('Data', Ann.FAST_READ)
 290             self.data.append(miso)
 291         self.cmdstate += 1
 292
 293     def handle_2read(self, mosi, miso):
 294         # 2x I/O read (fast read dual I/O): Master asserts CS#, sends 2READ
 295         # command, sends 3-byte address + 1 dummy byte, reads >= 1 data bytes,
 296         # de-asserts CS#. All data after the command is sent via two I/O pins.
 297         # MOSI = SIO0 = even bits, MISO = SIO1 = odd bits.
 298         if self.cmdstate != 1:
 299             b1, b2 = decode_dual_bytes(mosi, miso)
 300         if self.cmdstate == 1:
 301             # Byte 1: Master sends command ID.
 302             self.emit_cmd_byte()
 303         elif self.cmdstate == 2:
 304             # Bytes 2/3(/4): Master sends read address (24bits, MSB-first).
 305             # Handle bytes 2 and 3 here.
 306             self.emit_addr_bytes(b1)
 307             self.cmdstate = 3
 308             self.emit_addr_bytes(b2)
 309         elif self.cmdstate == 4:
 310             # Byte 5: Dummy byte. Also handle byte 4 (address LSB) here.
 311             self.emit_addr_bytes(b1)
 312             self.cmdstate = 5
 313             self.putx([Ann.BIT, ['Dummy byte: 0x%02x' % b2]])
 314         elif self.cmdstate >= 6:
 315             # Bytes 6-x: Master reads data bytes (until CS# de-asserted).
 316             self.es_field = self.es # Will be overwritten for each byte.
 317             if self.cmdstate == 6:
 318                 self.ss_field = self.ss
 319                 self.on_end_transaction = lambda: self.output_data_block('Data', Ann.READ2X)
 320             self.data.append(b1)
 321             self.data.append(b2)
 322         self.cmdstate += 1
 323
 324     # TODO: Warn/abort if we don't see the necessary amount of bytes.
 325     # TODO: Warn if WREN was not seen before.
 326     def handle_se(self, mosi, miso):
 327         if self.cmdstate == 1:
 328             # Byte 1: Master sends command ID.
 329             self.emit_cmd_byte()
 330         elif self.cmdstate in (2, 3, 4):
 331             # Bytes 2/3/4: Master sends sector address (24bits, MSB-first).
 332             self.emit_addr_bytes(mosi)
 333
 334         if self.cmdstate == 4:
 335             self.es_cmd = self.es
 336             d = 'Erase sector %d (0x%06x)' % (self.addr, self.addr)
 337             self.putc([Ann.SE, [d]])
 338             # TODO: Max. size depends on chip, check that too if possible.
 339             if self.addr % 4096 != 0:
 340                 # Sector addresses must be 4K-aligned (same for all 3 chips).
 341                 self.putc([Ann.WARN, ['Warning: Invalid sector address!']])
 342             self.state = None
 343         else:
 344             self.cmdstate += 1
 345
 346     def handle_be(self, mosi, miso):
 347         pass # TODO
 348
 349     def handle_ce(self, mosi, miso):
 350         pass # TODO
 351
 352     def handle_ce2(self, mosi, miso):
 353         pass # TODO
 354
 355     def handle_pp(self, mosi, miso):
 356         # Page program: Master asserts CS#, sends PP command, sends 3-byte
 357         # page address, sends >= 1 data bytes, de-asserts CS#.
 358         if self.cmdstate == 1:
 359             # Byte 1: Master sends command ID.
 360             self.emit_cmd_byte()
 361         elif self.cmdstate in (2, 3, 4):
 362             # Bytes 2/3/4: Master sends page address (24bits, MSB-first).
 363             self.emit_addr_bytes(mosi)
 364         elif self.cmdstate >= 5:
 365             # Bytes 5-x: Master sends data bytes (until CS# de-asserted).
 366             self.es_field = self.es # Will be overwritten for each byte.
 367             if self.cmdstate == 5:
 368                 self.ss_field = self.ss
 369                 self.on_end_transaction = lambda: self.output_data_block('Data', Ann.PP)
 370             self.data.append(mosi)
 371         self.cmdstate += 1
 372
 373     def handle_cp(self, mosi, miso):
 374         pass # TODO
 375
 376     def handle_dp(self, mosi, miso):
 377         pass # TODO
 378
 379     def handle_rdp_res(self, mosi, miso):
 380         if self.cmdstate == 1:
 381             # Byte 1: Master sends command ID.
 382             self.emit_cmd_byte()
 383         elif self.cmdstate in (2, 3, 4):
 384             # Bytes 2/3/4: Master sends three dummy bytes.
 385             self.putx([Ann.FIELD, ['Dummy byte: %02x' % mosi]])
 386         elif self.cmdstate == 5:
 387             # Byte 5: Slave sends device ID.
 388             self.es_cmd = self.es
 389             self.device_id = miso
 390             self.putx([Ann.FIELD, ['Device ID: %s' % self.device()]])
 391             d = 'Device = %s' % self.vendor_device()
 392             self.putc([Ann.RDP_RES, self.cmd_vendor_dev_list()])
 393             self.state = None
 394         self.cmdstate += 1
 395
 396     def handle_rems(self, mosi, miso):
 397         if self.cmdstate == 1:
 398             # Byte 1: Master sends command ID.
 399             self.emit_cmd_byte()
 400         elif self.cmdstate in (2, 3):
 401             # Bytes 2/3: Master sends two dummy bytes.
 402             self.putx([Ann.FIELD, ['Dummy byte: 0x%02x' % mosi]])
 403         elif self.cmdstate == 4:
 404             # Byte 4: Master sends 0x00 or 0x01.
 405             # 0x00: Master wants manufacturer ID as first reply byte.
 406             # 0x01: Master wants device ID as first reply byte.
 407             self.manufacturer_id_first = True if (mosi == 0x00) else False
 408             d = 'manufacturer' if (mosi == 0x00) else 'device'
 409             self.putx([Ann.FIELD, ['Master wants %s ID first' % d]])
 410         elif self.cmdstate == 5:
 411             # Byte 5: Slave sends manufacturer ID (or device ID).
 412             self.ids = [miso]
 413             d = 'Manufacturer' if self.manufacturer_id_first else 'Device'
 414             self.putx([Ann.FIELD, ['%s ID: 0x%02x' % (d, miso)]])
 415         elif self.cmdstate == 6:
 416             # Byte 6: Slave sends device ID (or manufacturer ID).
 417             self.ids.append(miso)
 418             d = 'Device' if self.manufacturer_id_first else 'Manufacturer'
 419             self.putx([Ann.FIELD, ['%s ID: 0x%02x' % (d, miso)]])
 420
 421         if self.cmdstate == 6:
 422             id = self.ids[1] if self.manufacturer_id_first else self.ids[0]
 423             self.device_id = id
 424             self.es_cmd = self.es
 425             self.putc([Ann.REMS, self.cmd_vendor_dev_list()])
 426             self.state = None
 427         else:
 428             self.cmdstate += 1
 429
 430     def handle_rems2(self, mosi, miso):
 431         pass # TODO
 432
 433     def handle_enso(self, mosi, miso):
 434         pass # TODO
 435
 436     def handle_exso(self, mosi, miso):
 437         pass # TODO
 438
 439     def handle_rdscur(self, mosi, miso):
 440         pass # TODO
 441
 442     def handle_wrscur(self, mosi, miso):
 443         pass # TODO
 444
 445     def handle_esry(self, mosi, miso):
 446         pass # TODO
 447
 448     def handle_dsry(self, mosi, miso):
 449         pass # TODO
 450
 451     def output_data_block(self, label, idx):
 452         # Print accumulated block of data
 453         # (called on CS# de-assert via self.on_end_transaction callback).
 454         self.es_cmd = self.es # End on the CS# de-assert sample.
 455         if self.options['format'] == 'hex':
 456             s = ' '.join([('%02x' % b) for b in self.data])
 457         else:
 458             s = ''.join(map(chr, self.data))
 459         self.putf([Ann.FIELD, ['%s (%d bytes)' % (label, len(self.data))]])
 460         self.putc([idx, ['%s (addr 0x%06x, %d bytes): %s' % \
 461                    (cmds[self.state][1], self.addr, len(self.data), s)]])
 462
 463     def decode(self, ss, es, data):
 464         ptype, mosi, miso = data
 465
 466         self.ss, self.es = ss, es
 467
 468         if ptype == 'CS-CHANGE':
 469             self.end_current_transaction()
 470
 471         if ptype != 'DATA':
 472             return
 473
 474         # If we encountered a known chip command, enter the resp. state.
 475         if self.state is None:
 476             self.state = mosi
 477             self.cmdstate = 1
 478
 479         # Handle commands.
 480         try:
 481             self.cmd_handlers[self.state](mosi, miso)
 482         except KeyError:
 483             self.putx([Ann.BIT, ['Unknown command: 0x%02x' % mosi]])
 484             self.state = None