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