sys/src/boot/zynq/jtagload.c

   1 #include <u.h>
   2 #include <libc.h>
   3
   4 typedef struct Tap Tap;
   5 typedef struct Dap Dap;
   6
   7 struct Tap
   8 {
   9         int     off;
  10         int     len;
  11         int     delay;
  12
  13         u32int  id;
  14         u32int  dapsel;
  15 };
  16
  17 struct Dap
  18 {
  19         Tap     *tap;
  20
  21         uint    port;
  22         u32int  id;
  23 };
  24
  25 int     dfd = -1;
  26 int     lastbit = -1;
  27
  28 int     irlen;
  29
  30 int     ntaps;
  31 Tap*    taps;
  32
  33 int     ndaps;
  34 Dap*    daps;
  35
  36 Dap*    ahbap;
  37 Dap*    apbap;
  38
  39 /* MPSSE command bits */
  40 enum {
  41         FEW             =       1<<0,   /* -ve CLK on write */
  42         BITS            =       1<<1,   /* bits or bytes */
  43         FER             =       1<<2,   /* -ve CLK on read */
  44         LSB             =       1<<3,   /* LSB first = 1 else MSB first */
  45         TDI             =       1<<4,   /* do write TDI */
  46         TDO             =       1<<5,   /* do read TDO */
  47         TMS             =       1<<6,   /* do write TMS */
  48 };
  49
  50 void
  51 ioinit(char *dev)
  52 {
  53         uchar b[3];
  54
  55         dfd = open(dev, ORDWR);
  56         if(dfd < 0)
  57                 sysfatal("open: %r");
  58
  59         b[0] = 0x80;
  60         b[1] = 0x08;
  61         b[2] = 0x0B;
  62         write(dfd, b, 3);
  63 }
  64
  65 void
  66 io(int cmd, int len, uchar *dat)
  67 {
  68         uchar buf[64];
  69         uchar *p = buf;
  70
  71         *p++ = cmd;
  72         *p++ = len-1;
  73         if((cmd & BITS) != 0)
  74                 len = 1;
  75         else
  76                 *p++ = (len-1)>>8;
  77         if((cmd & (TDI|TMS)) != 0){
  78                 memmove(p, dat, len);
  79                 p += len;
  80         }
  81         if(write(dfd, buf, p - buf) != (p - buf))
  82                 sysfatal("io write: %r");
  83         if((cmd & TDO) != 0)
  84                 if(readn(dfd, dat, len) != len)
  85                         sysfatal("io read: %r");
  86 }
  87
  88 void
  89 dstate(u32int s, int len)
  90 {
  91         uchar b[1];
  92
  93         assert(len < 8);
  94         b[0] = s;
  95         if(lastbit != -1){
  96                 b[0] |= lastbit << 7;
  97                 lastbit = -1;
  98         }
  99         io(TMS|LSB|BITS|FEW, len, b);
 100 }
 101 uvlong
 102 dshift(uvlong w, int len)
 103 {
 104         uchar b[8];
 105         int c, s, n;
 106
 107         c = TDI|LSB|FEW;
 108         if(len < 0){
 109                 len = -len;
 110                 c |= TDO;
 111         }
 112         s = 0;
 113         n = len/8;
 114         if(n > 0) {
 115                 switch(n){
 116                 case 8: b[7] = w >> 56;
 117                 case 7: b[6] = w >> 48;
 118                 case 6: b[5] = w >> 40;
 119                 case 5: b[4] = w >> 32;
 120                 case 4: b[3] = w >> 24;
 121                 case 3: b[2] = w >> 16;
 122                 case 2: b[1] = w >> 8;
 123                 case 1: b[0] = w >> 0;
 124                 }
 125                 io(c, n, b);
 126                 s = n*8;
 127                 if((c & TDO) != 0){
 128                         w &= ~((1ULL<<s)-1);
 129                         switch(n){
 130                         case 8: w |= (uvlong)b[7] << 56;
 131                         case 7: w |= (uvlong)b[6] << 48;
 132                         case 6: w |= (uvlong)b[5] << 40;
 133                         case 5: w |= (uvlong)b[4] << 32;
 134                         case 4: w |= (uvlong)b[3] << 24;
 135                         case 3: w |= (uvlong)b[2] << 16;
 136                         case 2: w |= (uvlong)b[1] << 8;
 137                         case 1: w |= (uvlong)b[0] << 0;
 138                         }
 139                 }
 140                 len -= s;
 141         }
 142         if(len > 0){
 143                 b[0] = w >> s;
 144                 c |= BITS;
 145                 io(c, len, b);
 146                 if((c & TDO) != 0){
 147                         w &= ~((uvlong)((1<<len)-1) << s);
 148                         w |= (uvlong)(b[0] >> 8-len) << s;
 149                 }
 150                 s += len;
 151         }
 152         return w & (1ULL<<s)-1;
 153 }
 154 void
 155 dshiftones(int len)
 156 {
 157         while(len >= 64){
 158                 dshift(~0ULL, 64);
 159                 len -= 64;
 160         }
 161         dshift(~0ULL, len);
 162 }
 163 int
 164 dshiftdelay(void)
 165 {
 166         int i;
 167
 168         /* send ones */
 169         dshiftones(512);
 170         for(i=0; i<512; i++){
 171                 if(dshift(i != 0, -1) == 0)
 172                         return i;
 173         }
 174         return 0;
 175 }
 176
 177 void
 178 irw(Tap *tap, uvlong w)
 179 {
 180         /* 0011 -> Shift-IR */
 181         dstate(0x3, 4);
 182
 183         dshiftones(tap->off);
 184         if((tap->off + tap->len) == irlen){
 185                 dshift(w, tap->len-1);
 186                 lastbit = w >> (tap->len-1);
 187         } else {
 188                 dshift(w, tap->len);
 189                 dshiftones(irlen - (tap->off + tap->len-1));
 190                 lastbit = 1;
 191         }
 192
 193         /* 011 -> Idle */
 194         dstate(0x3, 3);
 195 }
 196 uvlong
 197 drr(Tap *tap, int len)
 198 {
 199         uvlong w, d;
 200
 201         /* 001 -> Shift-DR */
 202         dstate(0x1, 3);
 203
 204         d = dshift(0, -tap->delay);
 205         w = dshift(0, -len);
 206         dshift(d, tap->delay);
 207         dshift(w, len-1);
 208         lastbit = (w >> len-1) & 1;
 209
 210         /* 011 -> Idle */
 211         dstate(0x3, 3);
 212
 213         return w;
 214 }
 215 void
 216 drw(Tap *tap, uvlong w, int len)
 217 {
 218         /* 001 -> Shift-DR */
 219         dstate(0x1, 3);
 220
 221         dshift(0, tap->delay);
 222         dshift(w, len-1);
 223         lastbit = (w >> len-1) & 1;
 224
 225         /* 011 -> Idle */
 226         dstate(0x3, 3);
 227 }
 228
 229 enum {
 230         ABORT   = 0x8,
 231         DPACC   = 0xA,
 232         APACC   = 0xB,
 233                 CTRLSTAT        = 0x4,
 234                 SELECT          = 0x8,
 235                 RDBUF           = 0xC,
 236 };
 237
 238 u32int
 239 dapr(Dap *dap, uchar r, uchar a)
 240 {
 241         uvlong w;
 242
 243         irw(dap->tap, r);
 244         w = 1 | (a >> 1) & 0x6;
 245         drw(dap->tap, w, 35);
 246         do {
 247                 w = drr(dap->tap, 35);
 248         } while((w & 7) == 1);
 249         return w >> 3;
 250 }
 251 void
 252 dapw(Dap *dap, uchar r, uchar a, u32int v)
 253 {
 254         uvlong w;
 255
 256         irw(dap->tap, r);
 257         w = (a >> 1) & 0x6;
 258         w |= (uvlong)v << 3;
 259         drw(dap->tap, w, 35);
 260 }
 261
 262 void
 263 app(Dap *dap)
 264 {
 265         enum {
 266         CSYSPWRUPACK    = 1<<31,
 267         CSYSPWRUPREQ    = 1<<30,
 268         CDBGPWRUPACK    = 1<<29,
 269         CDBGPWRUPREQ    = 1<<28,
 270         CDBGRSTACK      = 1<<27,
 271         CDBGRSTREQ      = 1<<26,
 272         };
 273         u32int s;
 274
 275         for(;;){
 276                 s = dapr(dap, DPACC, CTRLSTAT);
 277                 if((s & (CDBGPWRUPACK|CSYSPWRUPACK)) == (CDBGPWRUPACK|CSYSPWRUPACK))
 278                         break;
 279                 s |= CSYSPWRUPREQ|CDBGPWRUPREQ;
 280                 dapw(dap, DPACC, CTRLSTAT, s);
 281         }
 282 }
 283 void
 284 apa(Dap *dap, uchar a)
 285 {
 286         u32int s;
 287
 288         s = dap->port<<24 | a&0xf0;
 289         if(s != dap->tap->dapsel){
 290                 dap->tap->dapsel = s;
 291                 dapw(dap, DPACC, SELECT, s);
 292                 app(dap);
 293         }
 294 }
 295 u32int
 296 apr(Dap *dap, uchar a)
 297 {
 298         apa(dap, a);
 299         return dapr(dap, APACC, a&0xC);
 300 }
 301 void
 302 apw(Dap *dap, uchar a, u32int v)
 303 {
 304         apa(dap, a);
 305         dapw(dap, APACC, a&0xC, v);
 306 }
 307 u32int
 308 mmr(Dap *ap, u32int addr)
 309 {
 310         apw(ap, 0x4, addr);
 311         return apr(ap, 0xC);
 312 }
 313 void
 314 mmw(Dap *ap, u32int addr, u32int val)
 315 {
 316         apw(ap, 0x4, addr);
 317         apw(ap, 0xC, val);
 318 }
 319
 320 void
 321 tapreset(void)
 322 {
 323         int i, j, o;
 324
 325         dstate(0x1F, 6);        /* 011111 -> Reset->Idle */
 326         dstate(0x3, 4);         /*   0011 -> Shift-IR */
 327
 328         irlen = dshiftdelay();
 329         lastbit = 1;
 330
 331         dstate(0x7, 5);         /*  00111 -> Shift-IR->Shift-DR */
 332
 333         ntaps = dshiftdelay();
 334
 335         dstate(0x1F, 6);        /* 011111 -> Reset->Idle */
 336         dstate(0x1, 3);         /*    001 -> Shift-DR */
 337
 338         taps = realloc(taps, sizeof(taps[0]) * ntaps);
 339
 340         o = 0;
 341         for(i=ntaps-1; i>=0; i--){
 342                 taps[i].delay = ntaps - i - 1;
 343                 taps[i].off = o;
 344                 taps[i].id = dshift(0, -32);
 345                 switch(taps[i].id){
 346                 default:
 347                         sysfatal("unknown tapid %.8ux\n", taps[i].id);
 348                 case 0x03727093:
 349                 case 0x0373b093:
 350                 case 0x23727093:
 351                         taps[i].len = 6;
 352                         break;
 353                 case 0x4ba00477:
 354                         taps[i].len = 4;
 355                         break;
 356                 }
 357                 o += taps[i].len;
 358         }
 359
 360         dstate(0x1F, 6);        /* 011111 -> Reset->Idle */
 361
 362         if(o != irlen)
 363                 sysfatal("wrong tapchain irlen %d %d\n", o, irlen);
 364
 365         ndaps = 0;
 366         for(i=0; i<ntaps; i++){
 367                 fprint(2, "tap%d: id=%.8ux off=%d len=%d delay=%d\n",
 368                         i, taps[i].id, taps[i].off, taps[i].len, taps[i].delay);
 369
 370                 switch(taps[i].id){
 371                 case 0x4ba00477:
 372                         o = 3;
 373                         daps = realloc(daps, sizeof(daps[0]) * (ndaps+o));
 374                         for(j=0; j<o; j++){
 375                                 daps[ndaps].tap = taps+i;
 376                                 daps[ndaps].port = j;
 377                                 daps[ndaps].id = apr(daps+ndaps, 0xFC);
 378                                 fprint(2, "\tdap%d: id=%.8ux\n", j, daps[ndaps].id);
 379
 380                                 ndaps++;
 381                         }
 382                         break;
 383                 }
 384         }
 385
 386         for(i=0; i<ndaps; i++){
 387                 switch(daps[i].id){
 388                 case 0x44770001:
 389                         ahbap = daps+i;
 390                         break;
 391                 case 0x24770002:
 392                         apbap = daps+i;
 393                         break;
 394                 }
 395         }
 396 }
 397
 398 enum {
 399         DBGDIDR         = 0x000,
 400         DBGDEVID        = 0xFC8,
 401         DBGDSCR         = 0x088,
 402                 RXfull          = 1<<30,
 403                 TXfull          = 1<<29,
 404                 RXfull_1        = 1<<27,
 405                 TXfull_1        = 1<<26,
 406                 PipeAdv         = 1<<25,
 407                 InstrCompl_1    = 1<<24,
 408                 ExtDCCmodeShift = 20,
 409                 ExtDCCmodeMask  = 3<<ExtDCCmodeShift,
 410                 ADAdiscard      = 1<<19,
 411                 NS              = 1<<18,
 412                 SPNIDdis        = 1<<17,
 413                 SPIDdis         = 1<<16,
 414                 MDBGen          = 1<<15,
 415                 HDBGen          = 1<<14,
 416                 ITRen           = 1<<13,
 417                 UDCCdis         = 1<<12,
 418                 INTdis          = 1<<11,
 419                 DBGack          = 1<<10,
 420                 UND_1           = 1<<8,
 421                 ADABORT_1       = 1<<7,
 422                 SDABORT_1       = 1<<6,
 423                 MOEShift        = 2,
 424                 MOEMask         = 15<<MOEShift,
 425                 RESTARTED       = 1<<1,
 426                 HALTED          = 1<<0,
 427
 428         DBGDRCR = 0x90,
 429                 RestartReq      = 1<<1,
 430                 HaltReq         = 1<<0,
 431
 432         DBGPRCR = 0x310,
 433
 434         DBGITR          = 0x084,        /* Instruction Transfer Register */
 435         DBGDTRRX        = 0x080,        /* Host to Target Data Transfer Register */
 436         DBGDTRTX        = 0x08C,        /* Target to Host Data Transfer Register */
 437 };
 438
 439 typedef struct Arm Arm;
 440 struct Arm
 441 {
 442         u32int  dbgbase;
 443
 444         Dap     *dbgap;
 445         Dap     *memap;
 446
 447         char    *id;
 448 };
 449 Arm arm[2];
 450 u32int
 451 dbgr(Arm *arm, u32int reg)
 452 {
 453         return mmr(arm->dbgap, arm->dbgbase+reg);
 454 }
 455 void
 456 dbgw(Arm *arm, u32int reg, u32int val)
 457 {
 458         mmw(arm->dbgap, arm->dbgbase+reg, val);
 459 }
 460 u32int
 461 dbgrpoll(Arm *arm, u32int reg, u32int mask, u32int val)
 462 {
 463         u32int w;
 464
 465         for(;;){
 466                 w = dbgr(arm, reg);
 467                 if((w & mask) == val)
 468                         break;
 469         }
 470         return w;
 471 }
 472
 473 void
 474 startstop(Arm *arm, int stop)
 475 {
 476         u32int s;
 477
 478         s = dbgr(arm, DBGDSCR);
 479         if((s & HALTED) != stop){
 480                 if(!stop){
 481                         s &= ~ITRen;
 482                         dbgw(arm, DBGDSCR, s);
 483                 }
 484                 dbgw(arm, DBGDRCR, stop ? HaltReq : RestartReq);
 485                 s = dbgrpoll(arm, DBGDSCR, HALTED, stop);
 486                 if(stop){
 487                         s |= ITRen;
 488                         dbgw(arm, DBGDSCR, s);
 489                 }
 490                 fprint(2, "%s: startstop: %.8ux\n", arm->id, s);
 491         }
 492 }
 493
 494 void
 495 armxec(Arm *arm, u32int instr)
 496 {
 497         dbgw(arm, DBGITR, instr);
 498         dbgrpoll(arm, DBGDSCR, InstrCompl_1, InstrCompl_1);
 499 }
 500
 501 #define ARMV4_5_MRC(CP, op1, Rd, CRn, CRm, op2) \
 502         (0xee100010 | (CRm) | ((op2) << 5) | ((CP) << 8) \
 503         | ((Rd) << 12) | ((CRn) << 16) | ((op1) << 21))
 504 #define ARMV4_5_MCR(CP, op1, Rd, CRn, CRm, op2) \
 505         (0xee000010 | (CRm) | ((op2) << 5) | ((CP) << 8) \
 506         | ((Rd) << 12) | ((CRn) << 16) | ((op1) << 21))
 507
 508 void
 509 trrxw(Arm *arm, u32int val)
 510 {
 511         dbgrpoll(arm, DBGDSCR, RXfull_1, 0);
 512         dbgw(arm, DBGDTRRX, val);
 513 }
 514 u32int
 515 trtxr(Arm *arm)
 516 {
 517         dbgrpoll(arm, DBGDSCR, TXfull_1, TXfull_1);
 518         return dbgr(arm, DBGDTRTX);
 519 }
 520
 521 void
 522 armrw(Arm *arm, int reg, u32int val);
 523
 524 u32int
 525 armrr(Arm *arm, int rn)
 526 {
 527         if(rn == 15){
 528                 u32int r0;
 529
 530                 r0 = armrr(arm, 0);
 531                 armxec(arm, 0xE1A0000F);
 532                 armxec(arm, ARMV4_5_MCR(14, 0, 0, 0, 5, 0));
 533                 armrw(arm, 0, r0);
 534         } else {
 535                 armxec(arm, ARMV4_5_MCR(14, 0, rn, 0, 5, 0));
 536         }
 537         return trtxr(arm);
 538 }
 539 void
 540 armrw(Arm *arm, int rn, u32int val)
 541 {
 542         if(rn == 15){
 543                 u32int r0;
 544
 545                 r0 = armrr(arm, 0);
 546                 armrw(arm, 0, val);
 547                 armxec(arm, 0xE1A0F000);
 548                 armrw(arm, 0, r0);
 549         } else {
 550                 trrxw(arm, val);
 551                 armxec(arm, ARMV4_5_MRC(14, 0, rn, 0, 5, 0));
 552         }
 553 }
 554
 555 /*
 556  * mww phys 0xf8000008 0xdf0d
 557  * mww phys 0xf8000910 0xf
 558  * load_image "/sys/src/boot/zynq/fsbl" 0xfffc0000 bin
 559  * reg pc 0xfffc0000
 560  */
 561 void
 562 boot(char *file, u32int entry)
 563 {
 564         u32int *buf, *src;
 565         int fd, size;
 566         u32int dst;
 567
 568         fprint(2, "load %s", file);
 569         if((fd = open(file, OREAD)) < 0)
 570                 sysfatal("open: %r");
 571
 572         size = seek(fd, 0, 2);
 573         fprint(2, " [%ud]", size);
 574         seek(fd, 0, 0);
 575         buf = malloc((size+3) & ~3);
 576         if(readn(fd, buf, size) != size)
 577                 sysfatal("read: %r");
 578         close(fd);
 579
 580         /* map ocm */
 581         mmw(arm->memap, 0xf8000008, 0xdf0d);
 582         mmw(arm->memap, 0xf8000910, 0xf);
 583
 584         src = buf;
 585         for(dst = entry; size > 0; dst += 4, size -= 4){
 586                 if((dst & 0xF) == 0)
 587                         fprint(2, ".");
 588                 mmw(arm->memap, dst, *src++);
 589         }
 590         free(buf);
 591         fprint(2, ".\nentry %.8ux\n", entry);
 592
 593         armrw(arm, 15, entry);
 594 }
 595
 596 void
 597 usage(void)
 598 {
 599         fprint(2, "%s [ -j jtagdev ] entry image\n", argv0);
 600         exits("usage");
 601 }
 602
 603 void
 604 main(int argc, char *argv[])
 605 {
 606         char *jtag = "/dev/jtagddd94.0";
 607         char *image;
 608         u32int entry;
 609
 610         fmtinstall('H', encodefmt);
 611
 612         ARGBEGIN {
 613         case 'j':
 614                 jtag = EARGF(usage());
 615                 break;
 616         default:
 617                 usage();
 618         } ARGEND;
 619
 620         if(argc != 2)
 621                 usage();
 622         entry = strtoul(argv[0], nil, 0);
 623         image = argv[1];
 624
 625         ioinit(jtag);
 626         tapreset();
 627
 628         arm[0].dbgbase = 0x80090000;
 629         arm[0].dbgap = apbap;
 630         arm[0].memap = ahbap;
 631         arm[0].id = "arm0";
 632
 633         arm[1].dbgbase = 0x80092000;
 634         arm[1].dbgap = apbap;
 635         arm[1].memap = ahbap;
 636         arm[1].id = "arm1";
 637
 638         startstop(arm+0, 1);
 639         startstop(arm+1, 1);
 640
 641         boot(image, entry);
 642
 643         startstop(arm+0, 0);
 644         startstop(arm+1, 0);
 645
 646         exits(nil);
 647 }