]> git.zerfleddert.de Git - proxmark3-svn/blobdiff - armsrc/iso14443a.c
Merged with master
[proxmark3-svn] / armsrc / iso14443a.c
index ca888295a7c04c02ff5091d8a0bf98462f3d24df..d5dd05ca14be2eaed5a0db7df78ace80df5c0df4 100644 (file)
@@ -42,15 +42,14 @@ static uint8_t iso14_pcb_blocknum = 0;
 //
 // Total delays including SSC-Transfers between ARM and FPGA. These are in carrier clock cycles (1/13,56MHz)
 //
-// When the PM acts as reader and is receiving, it takes 
-// 3 ticks for the A/D conversion
-// 10 ticks ( 16 on average) delay in the modulation detector.
-// 6 ticks until the SSC samples the first data
-// 7*16 ticks to complete the transfer from FPGA to ARM
-// 8 ticks to the next ssp_clk rising edge
+// When the PM acts as reader and is receiving tag data, it takes
+// 3 ticks delay in the AD converter
+// 16 ticks until the modulation detector completes and sets curbit
+// 8 ticks until bit_to_arm is assigned from curbit
+// 8*16 ticks for the transfer from FPGA to ARM
 // 4*16 ticks until we measure the time
 // - 8*16 ticks because we measure the time of the previous transfer 
-#define DELAY_AIR2ARM_AS_READER (3 + 10 + 6 + 7*16 + 8 + 4*16 - 8*16) 
+#define DELAY_AIR2ARM_AS_READER (3 + 16 + 8 + 8*16 + 4*16 - 8*16) 
 
 // When the PM acts as a reader and is sending, it takes
 // 4*16 ticks until we can write data to the sending hold register
@@ -61,15 +60,15 @@ static uint8_t iso14_pcb_blocknum = 0;
 #define DELAY_ARM2AIR_AS_READER (4*16 + 8*16 + 8 + 8 + 1)
 
 // When the PM acts as tag and is receiving it takes
-// 12 ticks delay in the RF part,
+// 2 ticks delay in the RF part (for the first falling edge),
 // 3 ticks for the A/D conversion,
 // 8 ticks on average until the start of the SSC transfer,
 // 8 ticks until the SSC samples the first data
 // 7*16 ticks to complete the transfer from FPGA to ARM
 // 8 ticks until the next ssp_clk rising edge
-// 3*16 ticks until we measure the time 
+// 4*16 ticks until we measure the time 
 // - 8*16 ticks because we measure the time of the previous transfer 
-#define DELAY_AIR2ARM_AS_TAG (12 + 3 + 8 + 8 + 7*16 + 8 + 3*16 - 8*16)
+#define DELAY_AIR2ARM_AS_TAG (2 + 3 + 8 + 8 + 7*16 + 8 + 4*16 - 8*16)
  
 // The FPGA will report its internal sending delay in
 uint16_t FpgaSendQueueDelay;
@@ -78,29 +77,30 @@ uint16_t FpgaSendQueueDelay;
 #define DELAY_FPGA_QUEUE (FpgaSendQueueDelay<<1)
 
 // When the PM acts as tag and is sending, it takes
-// 5*16 ticks until we can write data to the sending hold register
+// 4*16 ticks until we can write data to the sending hold register
 // 8*16 ticks until the SHR is transferred to the Sending Shift Register
 // 8 ticks until the first transfer starts
 // 8 ticks later the FPGA samples the data
 // + a varying number of ticks in the FPGA Delay Queue (mod_sig_buf)
 // + 1 tick to assign mod_sig_coil
-#define DELAY_ARM2AIR_AS_TAG (5*16 + 8*16 + 8 + 8 + DELAY_FPGA_QUEUE + 1)
+#define DELAY_ARM2AIR_AS_TAG (4*16 + 8*16 + 8 + 8 + DELAY_FPGA_QUEUE + 1)
 
 // When the PM acts as sniffer and is receiving tag data, it takes
 // 3 ticks A/D conversion
-// 16 ticks delay in the modulation detector (on average).
-// + 16 ticks until it's result is sampled.
+// 14 ticks to complete the modulation detection
+// 8 ticks (on average) until the result is stored in to_arm
 // + the delays in transferring data - which is the same for
 // sniffing reader and tag data and therefore not relevant
-#define DELAY_TAG_AIR2ARM_AS_SNIFFER (3 + 16 + 16
+#define DELAY_TAG_AIR2ARM_AS_SNIFFER (3 + 14 + 8
  
-// When the PM acts as sniffer and is receiving tag data, it takes
-// 12 ticks delay in analogue RF receiver
+// When the PM acts as sniffer and is receiving reader data, it takes
+// 2 ticks delay in analogue RF receiver (for the falling edge of the 
+// start bit, which marks the start of the communication)
 // 3 ticks A/D conversion
-// 8 ticks on average until we sample the data.
+// 8 ticks on average until the data is stored in to_arm.
 // + the delays in transferring data - which is the same for
 // sniffing reader and tag data and therefore not relevant
-#define DELAY_READER_AIR2ARM_AS_SNIFFER (12 + 3 + 8) 
+#define DELAY_READER_AIR2ARM_AS_SNIFFER (2 + 3 + 8) 
 
 //variables used for timing purposes:
 //these are in ssp_clk cycles:
@@ -190,8 +190,9 @@ void AppendCrc14443a(uint8_t* data, int len)
 }
 
 // The function LogTrace() is also used by the iClass implementation in iClass.c
-bool RAMFUNC LogTrace(const uint8_t * btBytes, uint8_t iLen, uint32_t timestamp, uint32_t dwParity, bool bReader)
+bool RAMFUNC LogTrace(const uint8_t * btBytes, uint8_t iLen, uint32_t timestamp, uint32_t dwParity, bool readerToTag)
 {
+       if (!tracing) return FALSE;
        // Return when trace is full
        if (traceLen + sizeof(timestamp) + sizeof(dwParity) + iLen >= TRACE_SIZE) {
                tracing = FALSE;        // don't trace any more
@@ -203,7 +204,8 @@ bool RAMFUNC LogTrace(const uint8_t * btBytes, uint8_t iLen, uint32_t timestamp,
        trace[traceLen++] = ((timestamp >> 8) & 0xff);
        trace[traceLen++] = ((timestamp >> 16) & 0xff);
        trace[traceLen++] = ((timestamp >> 24) & 0xff);
-       if (!bReader) {
+
+       if (!readerToTag) {
                trace[traceLen - 1] |= 0x80;
        }
        trace[traceLen++] = ((dwParity >> 0) & 0xff);
@@ -236,6 +238,15 @@ bool RAMFUNC LogTrace(const uint8_t * btBytes, uint8_t iLen, uint32_t timestamp,
 //-----------------------------------------------------------------------------
 static tUart Uart;
 
+// Lookup-Table to decide if 4 raw bits are a modulation.
+// We accept two or three consecutive "0" in any position with the rest "1"
+const bool Mod_Miller_LUT[] = {
+       TRUE,  TRUE,  FALSE, TRUE,  FALSE, FALSE, FALSE, FALSE,
+       TRUE,  TRUE,  FALSE, FALSE, TRUE,  FALSE, FALSE, FALSE
+};
+#define IsMillerModulationNibble1(b) (Mod_Miller_LUT[(b & 0x00F0) >> 4])
+#define IsMillerModulationNibble2(b) (Mod_Miller_LUT[(b & 0x000F)])
+
 void UartReset()
 {
        Uart.state = STATE_UNSYNCD;
@@ -249,22 +260,6 @@ void UartReset()
        Uart.endTime = 0;
 }
 
-inline RAMFUNC Modulation_t MillerModulation(uint8_t b)
-{
-       // switch (b & 0x88) {
-               // case 0x00:   return MILLER_MOD_BOTH_HALVES;
-               // case 0x08:   return MILLER_MOD_FIRST_HALF;
-               // case 0x80:   return MILLER_MOD_SECOND_HALF;
-               // case 0x88:   return MILLER_MOD_NOMOD;
-       // }
-       // test the second cycle for a pause. For whatever reason the startbit tends to appear earlier than the rest.
-       switch (b & 0x44) {
-               case 0x00:      return MOD_BOTH_HALVES;
-               case 0x04:      return MOD_FIRST_HALF;
-               case 0x40:      return MOD_SECOND_HALF;
-               default:        return MOD_NOMOD;
-       }
-}
 
 // use parameter non_real_time to provide a timestamp. Set to 0 if the decoder should measure real time
 static RAMFUNC bool MillerDecoding(uint8_t bit, uint32_t non_real_time)
@@ -293,14 +288,18 @@ static RAMFUNC bool MillerDecoding(uint8_t bit, uint32_t non_real_time)
                        if (Uart.syncBit != 0xFFFF) {
                                Uart.startTime = non_real_time?non_real_time:(GetCountSspClk() & 0xfffffff8);
                                Uart.startTime -= Uart.syncBit;
+                               Uart.endTime = Uart.startTime;
                                Uart.state = STATE_START_OF_COMMUNICATION;
                        }
                }
 
        } else {
 
-               switch (MillerModulation(Uart.twoBits >> Uart.syncBit)) {
-                       case MOD_FIRST_HALF:                                                                                            // Sequence Z = 0
+               if (IsMillerModulationNibble1(Uart.twoBits >> Uart.syncBit)) {                  
+                       if (IsMillerModulationNibble2(Uart.twoBits >> Uart.syncBit)) {          // Modulation in both halves - error
+                               UartReset();
+                               Uart.highCnt = 6;
+                       } else {                                                                                                                        // Modulation in first half = Sequence Z = logic "0"
                                if (Uart.state == STATE_MILLER_X) {                                                             // error - must not follow after X
                                        UartReset();
                                        Uart.highCnt = 6;
@@ -317,8 +316,9 @@ static RAMFUNC bool MillerDecoding(uint8_t bit, uint32_t non_real_time)
                                                Uart.shiftReg = 0;
                                        }
                                }
-                               break;
-                       case MOD_SECOND_HALF:                                                                                           // Sequence X = 1
+                       }
+               } else {
+                       if (IsMillerModulationNibble2(Uart.twoBits >> Uart.syncBit)) {          // Modulation second half = Sequence X = logic "1"
                                Uart.bitCount++;
                                Uart.shiftReg = (Uart.shiftReg >> 1) | 0x100;                                   // add a 1 to the shiftreg
                                Uart.state = STATE_MILLER_X;
@@ -330,15 +330,14 @@ static RAMFUNC bool MillerDecoding(uint8_t bit, uint32_t non_real_time)
                                        Uart.bitCount = 0;
                                        Uart.shiftReg = 0;
                                }
-                               break;
-                       case MOD_NOMOD:                                                                                                         // no modulation in both halves - Sequence Y
+                       } else {                                                                                                                        // no modulation in both halves - Sequence Y
                                if (Uart.state == STATE_MILLER_Z || Uart.state == STATE_MILLER_Y) {     // Y after logic "0" - End of Communication
                                        Uart.state = STATE_UNSYNCD;
                                        if(Uart.len == 0 && Uart.bitCount > 0) {                                                                                // if we decoded some bits
                                                Uart.shiftReg >>= (9 - Uart.bitCount);                                  // add them to the output
                                                Uart.output[Uart.len++] = (Uart.shiftReg & 0xff);
                                                Uart.parityBits <<= 1;                                                                  // no parity bit - add "0"
-                                               Uart.bitCount--;                                                                                        // last "0" was part of the EOC sequence
+                                               Uart.bitCount--;                                                                                // last "0" was part of the EOC sequence
                                        }
                                        return TRUE;
                                }
@@ -357,11 +356,7 @@ static RAMFUNC bool MillerDecoding(uint8_t bit, uint32_t non_real_time)
                                                Uart.shiftReg = 0;
                                        }
                                }
-                               break;
-                       case MOD_BOTH_HALVES:                                                                                           // Error
-                               UartReset();
-                               Uart.highCnt = 6;
-                               return FALSE;
+                       }
                }
                        
        } 
@@ -388,9 +383,11 @@ static RAMFUNC bool MillerDecoding(uint8_t bit, uint32_t non_real_time)
 // Note 2: parameter offset is used to determine the position of the parity bits (required for the anticollision command only)
 static tDemod Demod;
 
+// Lookup-Table to decide if 4 raw bits are a modulation.
+// We accept three or four "1" in any position
 const bool Mod_Manchester_LUT[] = {
-       FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, TRUE, TRUE,
-       FALSE, FALSE, TRUE, TRUE, TRUE, TRUE, TRUE, TRUE
+       FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, TRUE,
+       FALSE, FALSE, FALSE, TRUE,  FALSE, TRUE,  TRUE,  TRUE
 };
 
 #define IsManchesterModulationNibble1(b) (Mod_Manchester_LUT[(b & 0x00F0) >> 4])
@@ -434,7 +431,7 @@ static RAMFUNC int ManchesterDecoding(uint8_t bit, uint16_t offset, uint32_t non
                        else if ((Demod.twoBits & 0x03B8) == 0x0380) Demod.syncBit = 2;
                        else if ((Demod.twoBits & 0x01DC) == 0x01C0) Demod.syncBit = 1;
                        else if ((Demod.twoBits & 0x00EE) == 0x00E0) Demod.syncBit = 0;
-                       if (Demod.syncBit < 8) {
+                       if (Demod.syncBit != 0xFFFF) {
                                Demod.startTime = non_real_time?non_real_time:(GetCountSspClk() & 0xfffffff8);
                                Demod.startTime -= Demod.syncBit;
                                Demod.bitCount = offset;                        // number of decoded data bits
@@ -473,15 +470,17 @@ static RAMFUNC int ManchesterDecoding(uint8_t bit, uint16_t offset, uint32_t non
                                }
                                Demod.endTime = Demod.startTime + 8*(9*Demod.len + Demod.bitCount + 1);
                        } else {                                                                                                        // no modulation in both halves - End of communication
-                               if(Demod.bitCount > 0) {                                                                // if we decoded bits
-                                       Demod.shiftReg >>= (9 - Demod.bitCount);                        // add the remaining decoded bits to the output
-                                       Demod.output[Demod.len++] = Demod.shiftReg & 0xff;
-                                       // No parity bit, so just shift a 0
-                                       Demod.parityBits <<= 1;
+                               if (Demod.len > 0 || Demod.bitCount > 0) {                              // received something
+                                       if(Demod.bitCount > 0) {                                                        // if we decoded bits
+                                               Demod.shiftReg >>= (9 - Demod.bitCount);                // add the remaining decoded bits to the output
+                                               Demod.output[Demod.len++] = Demod.shiftReg & 0xff;
+                                               // No parity bit, so just shift a 0
+                                               Demod.parityBits <<= 1;
+                                       }
+                                       return TRUE;                                                                            // we are finished with decoding the raw data sequence
+                               } else {                                                                                                // nothing received. Start over
+                                       DemodReset();
                                }
-                               Demod.state = DEMOD_UNSYNCD;                                                    // start from the beginning
-                               Demod.twoBits = 0;
-                               return TRUE;                                                                                    // we are finished with decoding the raw data sequence
                        }
                }
                        
@@ -633,7 +632,7 @@ void RAMFUNC SnoopIso14443a(uint8_t param) {
                previous_data = *data;
                rsamples++;
                data++;
-               if(data > dmaBuf + DMA_BUFFER_SIZE) {
+               if(data == dmaBuf + DMA_BUFFER_SIZE) {
                        data = dmaBuf;
                }
        } // main cycle
@@ -1410,7 +1409,7 @@ static int EmSendCmd14443aRaw(uint8_t *resp, int respLen, bool correctionNeeded)
                i = 1;
        }
 
-       // clear receiving shift register and holding register
+       // clear receiving shift register and holding register
        while(!(AT91C_BASE_SSC->SSC_SR & AT91C_SSC_RXRDY));
        b = AT91C_BASE_SSC->SSC_RHR; (void) b;
        while(!(AT91C_BASE_SSC->SSC_SR & AT91C_SSC_RXRDY));
@@ -1766,6 +1765,7 @@ int iso14443a_select_card(byte_t* uid_ptr, iso14a_card_select_t* p_hi14a_card, u
 }
 
 void iso14443a_setup(uint8_t fpga_minor_mode) {
+       FpgaDownloadAndGo(FPGA_BITSTREAM_HF);
        // Set up the synchronous serial port
        FpgaSetupSsc();
        // connect Demodulated Signal to ADC:
@@ -1861,8 +1861,10 @@ void ReaderIso14443a(UsbCommand *c)
                if(param & ISO14A_APPEND_CRC) {
                        AppendCrc14443a(cmd,len);
                        len += 2;
+                       lenbits += 16;
                }
                if(lenbits>0) {
+
                        ReaderTransmitBitsPar(cmd,lenbits,GetParity(cmd,lenbits/8), NULL);
                } else {
                        ReaderTransmit(cmd,len, NULL);
@@ -2580,11 +2582,12 @@ void Mifare1ksim(uint8_t flags, uint8_t exitAfterNReads, uint8_t arg2, uint8_t *
                //May just aswell send the collected ar_nr in the response aswell
                cmd_send(CMD_ACK,CMD_SIMULATE_MIFARE_CARD,0,0,&ar_nr_responses,ar_nr_collected*4*4);
        }
+
        if(flags & FLAG_NR_AR_ATTACK)
        {
                if(ar_nr_collected > 1) {
                        Dbprintf("Collected two pairs of AR/NR which can be used to extract keys from reader:");
-                       Dbprintf("../tools/mfkey/mfkey32 %08x %08x %08x %08x",
+                       Dbprintf("../tools/mfkey/mfkey32 %08x %08x %08x %08x %08x %08x",
                                         ar_nr_responses[0], // UID
                                        ar_nr_responses[1], //NT
                                        ar_nr_responses[2], //AR1
@@ -2595,7 +2598,7 @@ void Mifare1ksim(uint8_t flags, uint8_t exitAfterNReads, uint8_t arg2, uint8_t *
                } else {
                        Dbprintf("Failed to obtain two AR/NR pairs!");
                        if(ar_nr_collected >0) {
-                               Dbprintf("Only got these: UID=%08d, nonce=%08d, AR1=%08d, NR1=%08d",
+                               Dbprintf("Only got these: UID=%08x, nonce=%08x, AR1=%08x, NR1=%08x",
                                                ar_nr_responses[0], // UID
                                                ar_nr_responses[1], //NT
                                                ar_nr_responses[2], //AR1
@@ -2749,7 +2752,7 @@ void RAMFUNC SniffMifare(uint8_t param) {
                previous_data = *data;
                sniffCounter++;
                data++;
-               if(data > dmaBuf + DMA_BUFFER_SIZE) {
+               if(data == dmaBuf + DMA_BUFFER_SIZE) {
                        data = dmaBuf;
                }
 
Impressum, Datenschutz