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_gdb.h"
  29 #include "avr_uart.h"
  30 #include "sim_vcd_file.h"
  31 #include "avr_mcu_section.h"
  32
  33
  34 int avr_init(avr_t * avr)
  35 {
  36         avr->flash = malloc(avr->flashend + 1);
  37         memset(avr->flash, 0xff, avr->flashend + 1);
  38         avr->data = malloc(avr->ramend + 1);
  39         memset(avr->data, 0, avr->ramend + 1);
  40 #ifdef CONFIG_SIMAVR_TRACE
  41         avr->trace_data = calloc(1, sizeof(struct avr_trace_data_t));
  42 #endif
  43
  44         // cpu is in limbo before init is finished.
  45         avr->state = cpu_Limbo;
  46         avr->frequency = 1000000;       // can be overriden via avr_mcu_section
  47         if (avr->special_init)
  48                 avr->special_init(avr);
  49         if (avr->init)
  50                 avr->init(avr);
  51         // set default (non gdb) fast callbacks
  52         avr->run = avr_callback_run_raw;
  53         avr->sleep = avr_callback_sleep_raw;
  54         avr->state = cpu_Running;
  55         avr_reset(avr);
  56         return 0;
  57 }
  58
  59 void avr_terminate(avr_t * avr)
  60 {
  61         if (avr->special_deinit)
  62                 avr->special_deinit(avr);
  63         if (avr->vcd) {
  64                 avr_vcd_close(avr->vcd);
  65                 avr->vcd = NULL;
  66         }
  67         avr_deallocate_ios(avr);
  68
  69         if (avr->flash) free(avr->flash);
  70         if (avr->data) free(avr->data);
  71         avr->flash = avr->data = NULL;
  72 }
  73
  74 void avr_reset(avr_t * avr)
  75 {
  76         memset(avr->data, 0x0, avr->ramend + 1);
  77         _avr_sp_set(avr, avr->ramend);
  78         avr->pc = 0;
  79         for (int i = 0; i < 8; i++)
  80                 avr->sreg[i] = 0;
  81         if (avr->reset)
  82                 avr->reset(avr);
  83
  84         avr_io_t * port = avr->io_port;
  85         while (port) {
  86                 if (port->reset)
  87                         port->reset(port);
  88                 port = port->next;
  89         }
  90 }
  91
  92 void avr_sadly_crashed(avr_t *avr, uint8_t signal)
  93 {
  94         printf("%s\n", __FUNCTION__);
  95         avr->state = cpu_Stopped;
  96         if (avr->gdb_port) {
  97                 // enable gdb server, and wait
  98                 if (!avr->gdb)
  99                         avr_gdb_init(avr);
 100         }
 101         if (!avr->gdb)
 102                 avr->state = cpu_Crashed;
 103 }
 104
 105 static void _avr_io_command_write(struct avr_t * avr, avr_io_addr_t addr, uint8_t v, void * param)
 106 {
 107         printf("%s %02x\n", __FUNCTION__, v);
 108         switch (v) {
 109                 case SIMAVR_CMD_VCD_START_TRACE:
 110                         if (avr->vcd)
 111                                 avr_vcd_start(avr->vcd);
 112                         break;
 113                 case SIMAVR_CMD_VCD_STOP_TRACE:
 114                         if (avr->vcd)
 115                                 avr_vcd_stop(avr->vcd);
 116                         break;
 117                 case SIMAVR_CMD_UART_LOOPBACK: {
 118                         avr_irq_t * src = avr_io_getirq(avr, AVR_IOCTL_UART_GETIRQ('0'), UART_IRQ_OUTPUT);
 119                         avr_irq_t * dst = avr_io_getirq(avr, AVR_IOCTL_UART_GETIRQ('0'), UART_IRQ_INPUT);
 120                         if (src && dst) {
 121                                 printf("%s activating uart local echo IRQ src %p dst %p\n", __FUNCTION__, src, dst);
 122                                 avr_connect_irq(src, dst);
 123                         }
 124                 }       break;
 125
 126         }
 127 }
 128
 129 void avr_set_command_register(avr_t * avr, avr_io_addr_t addr)
 130 {
 131         if (addr)
 132                 avr_register_io_write(avr, addr, _avr_io_command_write, NULL);
 133 }
 134
 135 static void _avr_io_console_write(struct avr_t * avr, avr_io_addr_t addr, uint8_t v, void * param)
 136 {
 137         static char * buf = NULL;
 138         static int size = 0, len = 0;
 139
 140         if (v == '\r' && buf) {
 141                 buf[len] = 0;
 142                 printf("O:" "%s" "" "\n", buf);
 143                 fflush(stdout);
 144                 len = 0;
 145                 return;
 146         }
 147         if (len + 1 >= size) {
 148                 size += 128;
 149                 buf = (char*)realloc(buf, size);
 150         }
 151         if (v >= ' ')
 152                 buf[len++] = v;
 153 }
 154
 155 void avr_set_console_register(avr_t * avr, avr_io_addr_t addr)
 156 {
 157         if (addr)
 158                 avr_register_io_write(avr, addr, _avr_io_console_write, NULL);
 159 }
 160
 161 void avr_loadcode(avr_t * avr, uint8_t * code, uint32_t size, uint32_t address)
 162 {
 163         if (size > avr->flashend+1) {
 164                 fprintf(stderr, "avr_loadcode(): Attempted to load code of size %d but flash size is only %d.\n",
 165                         size, avr->flashend+1);
 166                 abort();
 167         }
 168         memcpy(avr->flash + address, code, size);
 169 }
 170
 171 void avr_callback_sleep_gdb(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 172 {
 173         uint32_t usec = avr_cycles_to_usec(avr, howLong);
 174         while (avr_gdb_processor(avr, usec))
 175                 ;
 176 }
 177
 178 void avr_callback_run_gdb(avr_t * avr)
 179 {
 180         avr_gdb_processor(avr, avr->state == cpu_Stopped);
 181
 182         if (avr->state == cpu_Stopped)
 183                 return ;
 184
 185         // if we are stepping one instruction, we "run" for one..
 186         int step = avr->state == cpu_Step;
 187         if (step)
 188                 avr->state = cpu_Running;
 189
 190         uint16_t new_pc = avr->pc;
 191
 192         if (avr->state == cpu_Running) {
 193                 new_pc = avr_run_one(avr);
 194 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 195                 avr_dump_state(avr);
 196 #endif
 197         }
 198
 199         // if we just re-enabled the interrupts...
 200         // double buffer the I flag, to detect that edge
 201         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 202                 avr->pending_wait++;
 203         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 204
 205         // run the cycle timers, get the suggested sleep time
 206         // until the next timer is due
 207         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 208
 209         avr->pc = new_pc;
 210
 211         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 212                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 213                         if ( avr->log_level) printf("simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 214                         avr_terminate(avr);
 215                         avr->state = cpu_Done;
 216                         return;
 217                 }
 218                 /*
 219                  * try to sleep for as long as we can (?)
 220                  */
 221                 avr->sleep(avr, sleep);
 222                 avr->cycle += 1 + sleep;
 223         }
 224         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 225         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 226                 avr_service_interrupts(avr);
 227
 228         // if we were stepping, use this state to inform remote gdb
 229         if (step)
 230                 avr->state = cpu_StepDone;
 231
 232 }
 233
 234 void avr_callback_sleep_raw(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 235 {
 236         uint32_t usec = avr_cycles_to_usec(avr, howLong);
 237         usleep(usec);
 238 }
 239
 240 void avr_callback_run_raw(avr_t * avr)
 241 {
 242
 243         uint16_t new_pc = avr->pc;
 244
 245         if (avr->state == cpu_Running) {
 246                 new_pc = avr_run_one(avr);
 247 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 248                 avr_dump_state(avr);
 249 #endif
 250         }
 251
 252         // if we just re-enabled the interrupts...
 253         // double buffer the I flag, to detect that edge
 254         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 255                 avr->pending_wait++;
 256         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 257
 258         // run the cycle timers, get the suggested sleeo time
 259         // until the next timer is due
 260         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 261
 262         avr->pc = new_pc;
 263
 264         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 265                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 266                         if ( avr->log_level) printf("simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 267                         avr_terminate(avr);
 268                         avr->state = cpu_Done;
 269                         return;
 270                 }
 271                 /*
 272                  * try to sleep for as long as we can (?)
 273                  */
 274                 avr->sleep(avr, sleep);
 275                 avr->cycle += 1 + sleep;
 276         }
 277         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 278         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 279                 avr_service_interrupts(avr);
 280 }
 281
 282
 283 int avr_run(avr_t * avr)
 284 {
 285         avr->run(avr);
 286         return avr->state;
 287 }
 288
 289
 290 extern avr_kind_t tiny13;
 291 extern avr_kind_t tiny2313;
 292 extern avr_kind_t tiny25,tiny45,tiny85;
 293 extern avr_kind_t tiny24,tiny44,tiny84;
 294 extern avr_kind_t mega8;
 295 extern avr_kind_t mega48,mega88,mega168,mega328;
 296 extern avr_kind_t mega164,mega324,mega644;
 297 extern avr_kind_t mega128;
 298 extern avr_kind_t mega1281;
 299
 300 avr_kind_t * avr_kind[] = {
 301         &tiny13,
 302         &tiny2313,
 303         &tiny25, &tiny45, &tiny85,
 304         &tiny24, &tiny44, &tiny84,
 305         &mega8,
 306         &mega48, &mega88, &mega168, &mega328,
 307         &mega164, &mega324, &mega644,
 308         &mega128,
 309         &mega1281,
 310         NULL
 311 };
 312
 313 avr_t * avr_make_mcu_by_name(const char *name)
 314 {
 315         avr_kind_t * maker = NULL;
 316         for (int i = 0; avr_kind[i] && !maker; i++) {
 317                 for (int j = 0; avr_kind[i]->names[j]; j++)
 318                         if (!strcmp(avr_kind[i]->names[j], name)) {
 319                                 maker = avr_kind[i];
 320                                 break;
 321                         }
 322         }
 323         if (!maker) {
 324                 fprintf(stderr, "%s: AVR '%s' now known\n", __FUNCTION__, name);
 325                 return NULL;
 326         }
 327
 328         avr_t * avr = maker->make();
 329         printf("Starting %s - flashend %04x ramend %04x e2end %04x\n", avr->mmcu, avr->flashend, avr->ramend, avr->e2end);
 330         return avr;
 331 }
 332