git.rot13.org Git - simavr/blob - simavr/sim/sim_avr.c

   1 /*
   2         sim_avr.c
   3
   4         Copyright 2008, 2009 Michel Pollet <buserror@gmail.com>
   5
   6         This file is part of simavr.
   7
   8         simavr is free software: you can redistribute it and/or modify
   9         it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10         the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  11         (at your option) any later version.
  12
  13         simavr is distributed in the hope that it will be useful,
  14         but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15         MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16         GNU General Public License for more details.
  17
  18         You should have received a copy of the GNU General Public License
  19         along with simavr.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  20  */
  21
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <string.h>
  25 #include <unistd.h>
  26 #include "sim_avr.h"
  27 #include "sim_core.h"
  28 #include "sim_time.h"
  29 #include "sim_gdb.h"
  30 #include "avr_uart.h"
  31 #include "sim_vcd_file.h"
  32 #include "avr/avr_mcu_section.h"
  33
  34 #define AVR_KIND_DECL
  35 #include "sim_core_decl.h"
  36
  37 int avr_init(avr_t * avr)
  38 {
  39         avr->flash = malloc(avr->flashend + 1);
  40         memset(avr->flash, 0xff, avr->flashend + 1);
  41         avr->data = malloc(avr->ramend + 1);
  42         memset(avr->data, 0, avr->ramend + 1);
  43 #ifdef CONFIG_SIMAVR_TRACE
  44         avr->trace_data = calloc(1, sizeof(struct avr_trace_data_t));
  45 #endif
  46
  47         printf("%s init\n", avr->mmcu);
  48
  49         // cpu is in limbo before init is finished.
  50         avr->state = cpu_Limbo;
  51         avr->frequency = 1000000;       // can be overridden via avr_mcu_section
  52         if (avr->special_init)
  53                 avr->special_init(avr);
  54         if (avr->init)
  55                 avr->init(avr);
  56         // set default (non gdb) fast callbacks
  57         avr->run = avr_callback_run_raw;
  58         avr->sleep = avr_callback_sleep_raw;
  59         avr->state = cpu_Running;
  60         avr->log = 1;
  61         avr_reset(avr);
  62         return 0;
  63 }
  64
  65 void avr_terminate(avr_t * avr)
  66 {
  67         if (avr->special_deinit)
  68                 avr->special_deinit(avr);
  69         if (avr->gdb) {
  70                 avr_deinit_gdb(avr);
  71                 avr->gdb = NULL;
  72         }
  73         if (avr->vcd) {
  74                 avr_vcd_close(avr->vcd);
  75                 avr->vcd = NULL;
  76         }
  77         avr_deallocate_ios(avr);
  78
  79         if (avr->flash) free(avr->flash);
  80         if (avr->data) free(avr->data);
  81         avr->flash = avr->data = NULL;
  82 }
  83
  84 void avr_reset(avr_t * avr)
  85 {
  86         printf("%s reset\n", avr->mmcu);
  87
  88         memset(avr->data, 0x0, avr->ramend + 1);
  89         _avr_sp_set(avr, avr->ramend);
  90         avr->pc = 0;
  91         for (int i = 0; i < 8; i++)
  92                 avr->sreg[i] = 0;
  93         if (avr->reset)
  94                 avr->reset(avr);
  95         avr_interrupt_reset(avr);
  96         avr_cycle_timer_reset(avr);
  97         avr_io_t * port = avr->io_port;
  98         while (port) {
  99                 if (port->reset)
 100                         port->reset(port);
 101                 port = port->next;
 102         }
 103 }
 104
 105 void avr_sadly_crashed(avr_t *avr, uint8_t signal)
 106 {
 107         printf("%s\n", __FUNCTION__);
 108         avr->state = cpu_Stopped;
 109         if (avr->gdb_port) {
 110                 // enable gdb server, and wait
 111                 if (!avr->gdb)
 112                         avr_gdb_init(avr);
 113         }
 114         if (!avr->gdb)
 115                 avr->state = cpu_Crashed;
 116 }
 117
 118 static void _avr_io_command_write(struct avr_t * avr, avr_io_addr_t addr, uint8_t v, void * param)
 119 {
 120         printf("%s %02x\n", __FUNCTION__, v);
 121         switch (v) {
 122                 case SIMAVR_CMD_VCD_START_TRACE:
 123                         if (avr->vcd)
 124                                 avr_vcd_start(avr->vcd);
 125                         break;
 126                 case SIMAVR_CMD_VCD_STOP_TRACE:
 127                         if (avr->vcd)
 128                                 avr_vcd_stop(avr->vcd);
 129                         break;
 130                 case SIMAVR_CMD_UART_LOOPBACK: {
 131                         avr_irq_t * src = avr_io_getirq(avr, AVR_IOCTL_UART_GETIRQ('0'), UART_IRQ_OUTPUT);
 132                         avr_irq_t * dst = avr_io_getirq(avr, AVR_IOCTL_UART_GETIRQ('0'), UART_IRQ_INPUT);
 133                         if (src && dst) {
 134                                 printf("%s activating uart local echo IRQ src %p dst %p\n", __FUNCTION__, src, dst);
 135                                 avr_connect_irq(src, dst);
 136                         }
 137                 }       break;
 138
 139         }
 140 }
 141
 142 void avr_set_command_register(avr_t * avr, avr_io_addr_t addr)
 143 {
 144         if (addr)
 145                 avr_register_io_write(avr, addr, _avr_io_command_write, NULL);
 146 }
 147
 148 static void _avr_io_console_write(struct avr_t * avr, avr_io_addr_t addr, uint8_t v, void * param)
 149 {
 150         static char * buf = NULL;
 151         static int size = 0, len = 0;
 152
 153         if (v == '\r' && buf) {
 154                 buf[len] = 0;
 155                 printf("O:" "%s" "" "\n", buf);
 156                 fflush(stdout);
 157                 len = 0;
 158                 return;
 159         }
 160         if (len + 1 >= size) {
 161                 size += 128;
 162                 buf = (char*)realloc(buf, size);
 163         }
 164         if (v >= ' ')
 165                 buf[len++] = v;
 166 }
 167
 168 void avr_set_console_register(avr_t * avr, avr_io_addr_t addr)
 169 {
 170         if (addr)
 171                 avr_register_io_write(avr, addr, _avr_io_console_write, NULL);
 172 }
 173
 174 void avr_loadcode(avr_t * avr, uint8_t * code, uint32_t size, avr_flashaddr_t address)
 175 {
 176         if (size > avr->flashend+1) {
 177                 fprintf(stderr, "avr_loadcode(): Attempted to load code of size %d but flash size is only %d.\n",
 178                         size, avr->flashend+1);
 179                 abort();
 180         }
 181         memcpy(avr->flash + address, code, size);
 182 }
 183
 184 /**
 185  * Accumulates sleep requests (and returns a sleep time of 0) until
 186  * a minimum count of requested sleep microseconds are reached
 187  * (low amounts cannot be handled accurately).
 188  */
 189 static inline uint32_t avr_pending_sleep_usec(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 190 {
 191         avr->sleep_usec += avr_cycles_to_usec(avr, howLong);
 192         uint32_t usec = avr->sleep_usec;
 193         if (usec > 200) {
 194                 avr->sleep_usec = 0;
 195                 return usec;
 196         }
 197         return 0;
 198 }
 199
 200 void avr_callback_sleep_gdb(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 201 {
 202         uint32_t usec = avr_pending_sleep_usec(avr, howLong);
 203         while (avr_gdb_processor(avr, usec))
 204                 ;
 205 }
 206
 207 void avr_callback_run_gdb(avr_t * avr)
 208 {
 209         avr_gdb_processor(avr, avr->state == cpu_Stopped);
 210
 211         if (avr->state == cpu_Stopped)
 212                 return ;
 213
 214         // if we are stepping one instruction, we "run" for one..
 215         int step = avr->state == cpu_Step;
 216         if (step)
 217                 avr->state = cpu_Running;
 218
 219         avr_flashaddr_t new_pc = avr->pc;
 220
 221         if (avr->state == cpu_Running) {
 222                 new_pc = avr_run_one(avr);
 223 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 224                 avr_dump_state(avr);
 225 #endif
 226         }
 227
 228         // if we just re-enabled the interrupts...
 229         // double buffer the I flag, to detect that edge
 230         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 231                 avr->interrupts.pending_wait++;
 232         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 233
 234         // run the cycle timers, get the suggested sleep time
 235         // until the next timer is due
 236         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 237
 238         avr->pc = new_pc;
 239
 240         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 241                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 242                         if (avr->log)
 243                                 printf("simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 244                         avr->state = cpu_Done;
 245                         return;
 246                 }
 247                 /*
 248                  * try to sleep for as long as we can (?)
 249                  */
 250                 avr->sleep(avr, sleep);
 251                 avr->cycle += 1 + sleep;
 252         }
 253         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 254         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 255                 avr_service_interrupts(avr);
 256
 257         // if we were stepping, use this state to inform remote gdb
 258         if (step)
 259                 avr->state = cpu_StepDone;
 260
 261 }
 262
 263 void avr_callback_sleep_raw(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 264 {
 265         uint32_t usec = avr_pending_sleep_usec(avr, howLong);
 266         if (usec > 0) {
 267                 usleep(usec);
 268         }
 269 }
 270
 271 void avr_callback_run_raw(avr_t * avr)
 272 {
 273         avr_flashaddr_t new_pc = avr->pc;
 274
 275         if (avr->state == cpu_Running) {
 276                 new_pc = avr_run_one(avr);
 277 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 278                 avr_dump_state(avr);
 279 #endif
 280         }
 281
 282         // if we just re-enabled the interrupts...
 283         // double buffer the I flag, to detect that edge
 284         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 285                 avr->interrupts.pending_wait++;
 286         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 287
 288         // run the cycle timers, get the suggested sleep time
 289         // until the next timer is due
 290         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 291
 292         avr->pc = new_pc;
 293
 294         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 295                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 296                         if (avr->log)
 297                                 printf("simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 298                         avr->state = cpu_Done;
 299                         return;
 300                 }
 301                 /*
 302                  * try to sleep for as long as we can (?)
 303                  */
 304                 avr->sleep(avr, sleep);
 305                 avr->cycle += 1 + sleep;
 306         }
 307         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 308         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 309                 avr_service_interrupts(avr);
 310 }
 311
 312
 313 int avr_run(avr_t * avr)
 314 {
 315         avr->run(avr);
 316         return avr->state;
 317 }
 318
 319 avr_t *
 320 avr_core_allocate(
 321                 const avr_t * core,
 322                 uint32_t coreLen)
 323 {
 324         uint8_t * b = malloc(coreLen);
 325         memcpy(b, core, coreLen);
 326         return (avr_t *)b;
 327 }
 328
 329 avr_t *
 330 avr_make_mcu_by_name(
 331                 const char *name)
 332 {
 333         avr_kind_t * maker = NULL;
 334         for (int i = 0; avr_kind[i] && !maker; i++) {
 335                 for (int j = 0; avr_kind[i]->names[j]; j++)
 336                         if (!strcmp(avr_kind[i]->names[j], name)) {
 337                                 maker = avr_kind[i];
 338                                 break;
 339                         }
 340         }
 341         if (!maker) {
 342                 fprintf(stderr, "%s: AVR '%s' not known\n", __FUNCTION__, name);
 343                 return NULL;
 344         }
 345
 346         avr_t * avr = maker->make();
 347         printf("Starting %s - flashend %04x ramend %04x e2end %04x\n", avr->mmcu, avr->flashend, avr->ramend, avr->e2end);
 348         return avr;
 349 }
 350