jtag/drivers/buspirate: add JTAG_STABLECLOCKS cmd
[openocd.git] / src / jtag / drivers / buspirate.c
index 3a368ebbfadc3e115bb9d425d16ebacb237ad364..554d3e0ef1073aae06e3a7a6c1e43d69454a99eb 100644 (file)
@@ -1,6 +1,7 @@
 /***************************************************************************
  *   Copyright (C) 2010 by Michal Demin                                    *
  *   based on usbprog.c and arm-jtag-ew.c                                  *
+ *   Several fixes by R. Diez in 2013.                                     *
  *                                                                         *
  *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify  *
  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by  *
@@ -15,7 +16,7 @@
  *   You should have received a copy of the GNU General Public License     *
  *   along with this program; if not, write to the                         *
  *   Free Software Foundation, Inc.,                                       *
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+ *   51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.           *
  ***************************************************************************/
 
 #ifdef HAVE_CONFIG_H
@@ -32,8 +33,6 @@
 #undef DEBUG_SERIAL
 /*#define DEBUG_SERIAL */
 static int buspirate_execute_queue(void);
-static int buspirate_speed(int speed);
-static int buspirate_khz(int khz, int *jtag_speed);
 static int buspirate_init(void);
 static int buspirate_quit(void);
 
@@ -43,7 +42,7 @@ static void buspirate_path_move(int num_states, tap_state_t *path);
 static void buspirate_runtest(int num_cycles);
 static void buspirate_scan(bool ir_scan, enum scan_type type,
        uint8_t *buffer, int scan_size, struct scan_command *command);
-
+static void buspirate_stableclocks(int num_cycles);
 
 #define CMD_UNKNOWN       0x00
 #define CMD_PORT_MODE     0x01
@@ -84,6 +83,8 @@ enum {
        SERIAL_FAST = 1
 };
 
+static const cc_t SHORT_TIMEOUT  = 1; /* Must be at least 1. */
+static const cc_t NORMAL_TIMEOUT = 10;
 
 static int buspirate_fd = -1;
 static int buspirate_pinmode = MODE_JTAG_OD;
@@ -92,6 +93,8 @@ static int buspirate_vreg;
 static int buspirate_pullup;
 static char *buspirate_port;
 
+static enum tap_state last_tap_state = TAP_RESET;
+
 
 /* TAP interface */
 static void buspirate_tap_init(void);
@@ -114,25 +117,12 @@ static void buspirate_jtag_get_adcs(int);
 
 /* low level HW communication interface */
 static int buspirate_serial_open(char *port);
-static int buspirate_serial_setspeed(int fd, char speed);
+static int buspirate_serial_setspeed(int fd, char speed, cc_t timeout);
 static int buspirate_serial_write(int fd, char *buf, int size);
 static int buspirate_serial_read(int fd, char *buf, int size);
 static void buspirate_serial_close(int fd);
 static void buspirate_print_buffer(char *buf, int size);
 
-static int buspirate_speed(int speed)
-{
-       /* TODO */
-       LOG_INFO("Want to set speed to %dkHz, but not implemented yet", speed);
-       return ERROR_OK;
-}
-
-static int buspirate_khz(int khz, int *jtag_speed)
-{
-       *jtag_speed = khz;
-       return ERROR_OK;
-}
-
 static int buspirate_execute_queue(void)
 {
        /* currently processed command */
@@ -203,6 +193,10 @@ static int buspirate_execute_queue(void)
                        buspirate_tap_execute();
                        jtag_sleep(cmd->cmd.sleep->us);
                                break;
+               case JTAG_STABLECLOCKS:
+                       DEBUG_JTAG_IO("stable clock %i cycles", cmd->cmd.stableclocks->num_cycles);
+                       buspirate_stableclocks(cmd->cmd.stableclocks->num_cycles);
+                               break;
                default:
                        LOG_ERROR("BUG: unknown JTAG command type encountered");
                        exit(-1);
@@ -214,6 +208,54 @@ static int buspirate_execute_queue(void)
        return buspirate_tap_execute();
 }
 
+
+/* Returns true if successful, false if error. */
+
+static bool read_and_discard_all_data(const int fd)
+{
+       /* LOG_INFO("Discarding any stale data from a previous connection..."); */
+
+       bool was_msg_already_printed = false;
+
+       for ( ; ; ) {
+               char buffer[1024];  /* Any size will do, it's a trade-off between stack size and performance. */
+
+               const ssize_t read_count = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
+
+               if (read_count == 0) {
+                       /* This is the "end of file" or "connection closed at the other end" condition. */
+                       return true;
+               }
+
+               if (read_count > 0) {
+                       if (!was_msg_already_printed)   {
+                               LOG_INFO("Some stale data from a previous connection was discarded.");
+                               was_msg_already_printed = true;
+                       }
+
+                       continue;
+               }
+
+               assert(read_count == -1);  /* According to the specification. */
+
+               const int errno_code = errno;
+
+               if (errno_code == EINTR)
+                       continue;
+
+               if (errno_code == EAGAIN ||
+                       errno_code == EWOULDBLOCK) {
+                       /* We know that the file descriptor has been opened with O_NONBLOCK or O_NDELAY,
+                          and these codes mean that there is no data to read at present. */
+                       return true;
+               }
+
+               /* Some other error has occurred. */
+               return false;
+       }
+}
+
+
 static int buspirate_init(void)
 {
        if (buspirate_port == NULL) {
@@ -227,7 +269,33 @@ static int buspirate_init(void)
                return ERROR_JTAG_INIT_FAILED;
        }
 
-       buspirate_serial_setspeed(buspirate_fd, SERIAL_NORMAL);
+       /* The Operating System or the device itself may deliver stale data from the last connection,
+          so discard all available bytes right after the new connection has been established.
+          After all, we are implementing here a master/slave protocol, so the slave should have nothing
+          to say until the master sends the first command.
+
+          In the past, there was a tcflush() call in buspirate_serial_setspeed(), but that
+          was not enough. I guess you must actively read from the serial port to trigger any
+          data collection from the device and/or lower USB layers. If you disable the serial port
+          read timeout (if you set SHORT_TIMEOUT to 0), then the discarding does not work any more.
+
+          Note that we are lowering the serial port timeout for this first read operation,
+          otherwise the normal initialisation would be delayed for too long. */
+
+       if (-1 == buspirate_serial_setspeed(buspirate_fd, SERIAL_NORMAL, SHORT_TIMEOUT)) {
+               LOG_ERROR("Error configuring the serial port.");
+               return ERROR_JTAG_INIT_FAILED;
+       }
+
+       if (!read_and_discard_all_data(buspirate_fd)) {
+               LOG_ERROR("Error while attempting to discard any stale data right after establishing the connection.");
+               return ERROR_JTAG_INIT_FAILED;
+       }
+
+       if (-1 == buspirate_serial_setspeed(buspirate_fd, SERIAL_NORMAL, NORMAL_TIMEOUT)) {
+               LOG_ERROR("Error configuring the serial port.");
+               return ERROR_JTAG_INIT_FAILED;
+       }
 
        buspirate_jtag_enable(buspirate_fd);
 
@@ -279,10 +347,8 @@ COMMAND_HANDLER(buspirate_handle_adc_command)
 
 COMMAND_HANDLER(buspirate_handle_vreg_command)
 {
-       if (CMD_ARGC < 1) {
-               LOG_ERROR("usage: buspirate_vreg <1|0>");
-               return ERROR_OK;
-       }
+       if (CMD_ARGC < 1)
+               return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
 
        if (atoi(CMD_ARGV[0]) == 1)
                buspirate_vreg = 1;
@@ -297,10 +363,8 @@ COMMAND_HANDLER(buspirate_handle_vreg_command)
 
 COMMAND_HANDLER(buspirate_handle_pullup_command)
 {
-       if (CMD_ARGC < 1) {
-               LOG_ERROR("usage: buspirate_pullup <1|0>");
-               return ERROR_OK;
-       }
+       if (CMD_ARGC < 1)
+               return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
 
        if (atoi(CMD_ARGV[0]) == 1)
                buspirate_pullup = 1;
@@ -315,10 +379,8 @@ COMMAND_HANDLER(buspirate_handle_pullup_command)
 
 COMMAND_HANDLER(buspirate_handle_led_command)
 {
-       if (CMD_ARGC < 1) {
-               LOG_ERROR("usage: buspirate_led <1|0>");
-               return ERROR_OK;
-       }
+       if (CMD_ARGC < 1)
+               return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
 
        if (atoi(CMD_ARGV[0]) == 1) {
                /* enable led */
@@ -338,10 +400,8 @@ COMMAND_HANDLER(buspirate_handle_led_command)
 
 COMMAND_HANDLER(buspirate_handle_mode_command)
 {
-       if (CMD_ARGC < 1) {
-               LOG_ERROR("usage: buspirate_mode <normal|open-drain>");
-               return ERROR_OK;
-       }
+       if (CMD_ARGC < 1)
+               return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
 
        if (CMD_ARGV[0][0] == 'n')
                buspirate_pinmode = MODE_JTAG;
@@ -356,10 +416,8 @@ COMMAND_HANDLER(buspirate_handle_mode_command)
 
 COMMAND_HANDLER(buspirate_handle_speed_command)
 {
-       if (CMD_ARGC < 1) {
-               LOG_ERROR("usage: buspirate_speed <normal|fast>");
-               return ERROR_OK;
-       }
+       if (CMD_ARGC < 1)
+               return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
 
        if (CMD_ARGV[0][0] == 'n')
                buspirate_baudrate = SERIAL_NORMAL;
@@ -374,10 +432,8 @@ COMMAND_HANDLER(buspirate_handle_speed_command)
 
 COMMAND_HANDLER(buspirate_handle_port_command)
 {
-       if (CMD_ARGC < 1) {
-               LOG_ERROR("usage: buspirate_port /dev/ttyUSB0");
-               return ERROR_OK;
-       }
+       if (CMD_ARGC < 1)
+               return ERROR_COMMAND_SYNTAX_ERROR;
 
        if (buspirate_port == NULL)
                buspirate_port = strdup(CMD_ARGV[0]);
@@ -395,36 +451,42 @@ static const struct command_registration buspirate_command_handlers[] = {
        },
        {
                .name = "buspirate_vreg",
+               .usage = "<1|0>",
                .handler = &buspirate_handle_vreg_command,
                .mode = COMMAND_CONFIG,
                .help = "changes the state of voltage regulators",
        },
        {
                .name = "buspirate_pullup",
+               .usage = "<1|0>",
                .handler = &buspirate_handle_pullup_command,
                .mode = COMMAND_CONFIG,
                .help = "changes the state of pullup",
        },
        {
                .name = "buspirate_led",
+               .usage = "<1|0>",
                .handler = &buspirate_handle_led_command,
                .mode = COMMAND_EXEC,
                .help = "changes the state of led",
        },
        {
                .name = "buspirate_speed",
+               .usage = "<normal|fast>",
                .handler = &buspirate_handle_speed_command,
                .mode = COMMAND_CONFIG,
                .help = "speed of the interface",
        },
        {
                .name = "buspirate_mode",
+               .usage = "<normal|open-drain>",
                .handler = &buspirate_handle_mode_command,
                .mode = COMMAND_CONFIG,
                .help = "pin mode of the interface",
        },
        {
                .name = "buspirate_port",
+               .usage = "/dev/ttyUSB0",
                .handler = &buspirate_handle_port_command,
                .mode = COMMAND_CONFIG,
                .help = "name of the serial port to open",
@@ -435,8 +497,6 @@ static const struct command_registration buspirate_command_handlers[] = {
 struct jtag_interface buspirate_interface = {
        .name = "buspirate",
        .execute_queue = buspirate_execute_queue,
-       .speed = buspirate_speed,
-       .khz = buspirate_khz,
        .commands = buspirate_command_handlers,
        .init = buspirate_init,
        .quit = buspirate_quit
@@ -529,7 +589,10 @@ static void buspirate_scan(bool ir_scan, enum scan_type type,
        saved_end_state = tap_get_end_state();
 
        buspirate_end_state(ir_scan ? TAP_IRSHIFT : TAP_DRSHIFT);
-       buspirate_state_move();
+
+       /* Only move if we're not already there */
+       if (tap_get_state() != tap_get_end_state())
+               buspirate_state_move();
 
        buspirate_tap_append_scan(scan_size, buffer, command);
 
@@ -544,11 +607,33 @@ static void buspirate_scan(bool ir_scan, enum scan_type type,
                buspirate_state_move();
 }
 
+static void buspirate_stableclocks(int num_cycles)
+{
+       int i;
+       int tms = (tap_get_state() == TAP_RESET ? 1 : 0);
+
+       buspirate_tap_make_space(0, num_cycles);
+
+       for (i = 0; i < num_cycles; i++)
+               buspirate_tap_append(tms, 0);
+}
 
 /************************* TAP related stuff **********/
 
+/* This buffer size matches the maximum CMD_TAP_SHIFT bit length in the Bus Pirate firmware,
+   look for constant 0x2000 in OpenOCD.c . */
 #define BUSPIRATE_BUFFER_SIZE 1024
-#define BUSPIRATE_MAX_PENDING_SCANS 32
+
+/* The old value of 32 scans was not enough to achieve near 100% utilisation ratio
+   for the current BUSPIRATE_BUFFER_SIZE value of 1024.
+   With 128 scans I am getting full USB 2.0 high speed packets (512 bytes long) when
+   using the JtagDue firmware on the Arduino Due instead of the Bus Pirate, which
+   amounts approximately to a 10% overall speed gain. Bigger packets should also
+   benefit the Bus Pirate, but the speed difference is much smaller.
+   Unfortunately, each 512-byte packet is followed by a 329-byte one, which is not ideal.
+   However, increasing BUSPIRATE_BUFFER_SIZE for the benefit of the JtagDue would
+   make it incompatible with the Bus Pirate firmware. */
+#define BUSPIRATE_MAX_PENDING_SCANS 128
 
 static char tms_chain[BUSPIRATE_BUFFER_SIZE]; /* send */
 static char tdi_chain[BUSPIRATE_BUFFER_SIZE]; /* send */
@@ -574,6 +659,8 @@ static void buspirate_tap_init(void)
 
 static int buspirate_tap_execute(void)
 {
+       static const int CMD_TAP_SHIFT_HEADER_LEN = 3;
+
        char tmp[4096];
        uint8_t *in_buf;
        int i;
@@ -587,13 +674,13 @@ static int buspirate_tap_execute(void)
        LOG_DEBUG("executing tap num bits = %i scans = %i",
                        tap_chain_index, tap_pending_scans_num);
 
-       bytes_to_send = (tap_chain_index+7) / 8;
+       bytes_to_send = DIV_ROUND_UP(tap_chain_index, 8);
 
        tmp[0] = CMD_TAP_SHIFT; /* this command expects number of bits */
        tmp[1] = (char)(tap_chain_index >> 8);  /* high */
        tmp[2] = (char)(tap_chain_index);  /* low */
 
-       fill_index = 3;
+       fill_index = CMD_TAP_SHIFT_HEADER_LEN;
        for (i = 0; i < bytes_to_send; i++) {
                tmp[fill_index] = tdi_chain[i];
                fill_index++;
@@ -601,14 +688,26 @@ static int buspirate_tap_execute(void)
                fill_index++;
        }
 
-       ret = buspirate_serial_write(buspirate_fd, tmp, 3 + bytes_to_send*2);
-       if (ret != bytes_to_send*2+3) {
+       /* jlink.c calls the routine below, which may be useful for debugging purposes.
+          For example, enabling this allows you to compare the log outputs from jlink.c
+          and from this module for JTAG development or troubleshooting purposes. */
+       if (false) {
+               last_tap_state = jtag_debug_state_machine(tms_chain, tdi_chain,
+                                                                                                 tap_chain_index, last_tap_state);
+       }
+
+       ret = buspirate_serial_write(buspirate_fd, tmp, CMD_TAP_SHIFT_HEADER_LEN + bytes_to_send*2);
+       if (ret != bytes_to_send*2+CMD_TAP_SHIFT_HEADER_LEN) {
                LOG_ERROR("error writing :(");
                return ERROR_JTAG_DEVICE_ERROR;
        }
 
-       ret = buspirate_serial_read(buspirate_fd, tmp, bytes_to_send + 3);
-       in_buf = (uint8_t *)(&tmp[3]);
+       ret = buspirate_serial_read(buspirate_fd, tmp, bytes_to_send + CMD_TAP_SHIFT_HEADER_LEN);
+       if (ret != bytes_to_send + CMD_TAP_SHIFT_HEADER_LEN) {
+               LOG_ERROR("error reading");
+               return ERROR_FAIL;
+       }
+       in_buf = (uint8_t *)(&tmp[CMD_TAP_SHIFT_HEADER_LEN]);
 
        /* parse the scans */
        for (i = 0; i < tap_pending_scans_num; i++) {
@@ -628,8 +727,7 @@ static int buspirate_tap_execute(void)
 
                free(buffer);
        }
-       tap_pending_scans_num = 0;
-       tap_chain_index = 0;
+       buspirate_tap_init();
        return ERROR_OK;
 }
 
@@ -653,6 +751,19 @@ static void buspirate_tap_append(int tms, int tdi)
                int bit_index = tap_chain_index % 8;
                uint8_t bit = 1 << bit_index;
 
+               if (0 == bit_index) {
+                       /* Let's say that the TAP shift operation wants to shift 9 bits,
+                          so we will be sending to the Bus Pirate a bit count of 9 but still
+                          full 16 bits (2 bytes) of shift data.
+                          If we don't clear all bits at this point, the last 7 bits will contain
+                          random data from the last buffer contents, which is not pleasant to the eye.
+                          Besides, the Bus Pirate (or some clone) may want to assert in debug builds
+                          that, after consuming all significant data bits, the rest of them are zero.
+                          Therefore, for aesthetic and for assert purposes, we clear all bits below. */
+                       tms_chain[chain_index] = 0;
+                       tdi_chain[chain_index] = 0;
+               }
+
                if (tms)
                        tms_chain[chain_index] |= bit;
                else
@@ -664,9 +775,13 @@ static void buspirate_tap_append(int tms, int tdi)
                        tdi_chain[chain_index] &= ~bit;
 
                tap_chain_index++;
-       } else
+       } else {
                LOG_ERROR("tap_chain overflow, bad things will happen");
-
+               /* Exit abruptly, like jlink.c does. After a buffer overflow we don't want
+                  to carry on, as data will be corrupt. Another option would be to return
+                  some error code at this point. */
+               exit(-1);
+       }
 }
 
 static void buspirate_tap_append_scan(int length, uint8_t *buffer,
@@ -743,6 +858,10 @@ static void buspirate_jtag_enable(int fd)
                                cmd_sent = 1;
                                tmp[0] = CMD_ENTER_OOCD;
                                ret = buspirate_serial_write(fd, tmp, 1);
+                               if (ret != 1) {
+                                       LOG_ERROR("error reading");
+                                       exit(-1);
+                               }
                        }
                } else if (strncmp(tmp, "OCD1", 4) == 0)
                        done = 1;
@@ -785,7 +904,10 @@ static void buspirate_jtag_set_speed(int fd, char speed)
        buspirate_jtag_command(fd, tmp, 2);
 
        /* here the adapter changes speed, we need follow */
-       buspirate_serial_setspeed(fd, speed);
+       if (-1 == buspirate_serial_setspeed(fd, speed, NORMAL_TIMEOUT)) {
+               LOG_ERROR("Error configuring the serial port.");
+               exit(-1);
+       }
 
        buspirate_serial_write(fd, ack, 2);
        ret = buspirate_serial_read(fd, tmp, 2);
@@ -794,7 +916,7 @@ static void buspirate_jtag_set_speed(int fd, char speed)
                exit(-1);
        }
        if ((tmp[0] != CMD_UART_SPEED) || (tmp[1] != speed)) {
-               LOG_ERROR("Buspirate did not reply as expected");
+               LOG_ERROR("Buspirate did not reply as expected to the speed change command");
                exit(-1);
        }
        LOG_INFO("Buspirate switched to %s mode",
@@ -880,28 +1002,50 @@ static int buspirate_serial_open(char *port)
        return fd;
 }
 
-static int buspirate_serial_setspeed(int fd, char speed)
+
+/* Returns -1 on error. */
+
+static int buspirate_serial_setspeed(int fd, char speed, cc_t timeout)
 {
        struct termios t_opt;
        speed_t baud = (speed == SERIAL_FAST) ? B1000000 : B115200;
 
        /* set the serial port parameters */
        fcntl(fd, F_SETFL, 0);
-       tcgetattr(fd, &t_opt);
-       cfsetispeed(&t_opt, baud);
-       cfsetospeed(&t_opt, baud);
+       if (0 != tcgetattr(fd, &t_opt))
+               return -1;
+
+       if (0 != cfsetispeed(&t_opt, baud))
+               return -1;
+
+       if (0 != cfsetospeed(&t_opt, baud))
+               return -1;
+
        t_opt.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD);
        t_opt.c_cflag &= ~PARENB;
        t_opt.c_cflag &= ~CSTOPB;
        t_opt.c_cflag &= ~CSIZE;
        t_opt.c_cflag |= CS8;
        t_opt.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);
-       t_opt.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY);
+
+       /* The serial port may have been configured for human interaction with
+          the Bus Pirate console, but OpenOCD is going to use a binary protocol,
+          so make sure to turn off any CR/LF translation and the like. */
+       t_opt.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY | INLCR | ICRNL);
+
        t_opt.c_oflag &= ~OPOST;
        t_opt.c_cc[VMIN] = 0;
-       t_opt.c_cc[VTIME] = 10;
-       tcflush(fd, TCIFLUSH);
-       tcsetattr(fd, TCSANOW, &t_opt);
+       t_opt.c_cc[VTIME] = timeout;
+
+       /* Note that, in the past, TCSANOW was used below instead of TCSADRAIN,
+          and CMD_UART_SPEED did not work properly then, at least with
+          the Bus Pirate v3.5 (USB). */
+       if (0 != tcsetattr(fd, TCSADRAIN, &t_opt)) {
+               /* According to the Linux documentation, this is actually not enough
+                  to detect errors, you need to call tcgetattr() and check that
+                  all changes have been performed successfully. */
+               return -1;
+       }
 
        return 0;
 }
@@ -979,8 +1123,6 @@ static void buspirate_print_buffer(char *buf, int size)
                }
        }
 
-       if (line[0] != 0) {
+       if (line[0] != 0)
                LOG_DEBUG("%s", line);
-       }
 }
-

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|=..              |
|+o..   .         |
|*.o   . .        |
|+B . . .         |
|Bo. = o S        |
|Oo.+ + =         |
|oB=.* = . o      |
| =+=.+   + E     |
|. .=o   . o      |
+----[SHA256]-----+
2048 SHA256:0Onrb7/PHjpo6iVZ7xQX2riKN83FJ3KGU0TvI0TaFG4 gerrit-code-review@openocd.zylin.com (RSA)