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                 exit(1); // no gdb ?
 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') {
 141                 printf("O:" "%s" "" "\n", buf);
 142                 fflush(stdout);
 143         }
 144         if (len + 1 >= size) {
 145                 size += 128;
 146                 buf = (char*)realloc(buf, size);
 147         }
 148         buf[len++] = v;
 149 }
 150
 151 void avr_set_console_register(avr_t * avr, avr_io_addr_t addr)
 152 {
 153         if (addr)
 154                 avr_register_io_write(avr, addr, _avr_io_console_write, NULL);
 155 }
 156
 157 void avr_loadcode(avr_t * avr, uint8_t * code, uint32_t size, uint32_t address)
 158 {
 159         if (size > avr->flashend+1) {
 160                 fprintf(stderr, "avr_loadcode(): Attempted to load code of size %d but flash size is only %d.\n",
 161                         size, avr->flashend+1);
 162                 abort();
 163         }
 164         memcpy(avr->flash + address, code, size);
 165 }
 166
 167 void avr_callback_sleep_gdb(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 168 {
 169         uint32_t usec = avr_cycles_to_usec(avr, howLong);
 170         while (avr_gdb_processor(avr, usec))
 171                 ;
 172 }
 173
 174 void avr_callback_run_gdb(avr_t * avr)
 175 {
 176         avr_gdb_processor(avr, avr->state == cpu_Stopped);
 177
 178         if (avr->state == cpu_Stopped)
 179                 return ;
 180
 181         // if we are stepping one instruction, we "run" for one..
 182         int step = avr->state == cpu_Step;
 183         if (step)
 184                 avr->state = cpu_Running;
 185
 186         uint16_t new_pc = avr->pc;
 187
 188         if (avr->state == cpu_Running) {
 189                 new_pc = avr_run_one(avr);
 190 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 191                 avr_dump_state(avr);
 192 #endif
 193         }
 194
 195         // if we just re-enabled the interrupts...
 196         // double buffer the I flag, to detect that edge
 197         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 198                 avr->pending_wait++;
 199         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 200
 201         // run the cycle timers, get the suggested sleeo time
 202         // until the next timer is due
 203         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 204
 205         avr->pc = new_pc;
 206
 207         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 208                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 209                         printf("simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 210                         avr_terminate(avr);
 211                         exit(0);
 212                 }
 213                 /*
 214                  * try to sleep for as long as we can (?)
 215                  */
 216                 avr->sleep(avr, sleep);
 217                 avr->cycle += 1 + sleep;
 218         }
 219         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 220         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 221                 avr_service_interrupts(avr);
 222
 223         // if we were stepping, use this state to inform remote gdb
 224         if (step)
 225                 avr->state = cpu_StepDone;
 226
 227 }
 228
 229 void avr_callback_sleep_raw(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 230 {
 231         uint32_t usec = avr_cycles_to_usec(avr, howLong);
 232         usleep(usec);
 233 }
 234
 235 void avr_callback_run_raw(avr_t * avr)
 236 {
 237
 238         uint16_t new_pc = avr->pc;
 239
 240         if (avr->state == cpu_Running) {
 241                 new_pc = avr_run_one(avr);
 242 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 243                 avr_dump_state(avr);
 244 #endif
 245         }
 246
 247         // if we just re-enabled the interrupts...
 248         // double buffer the I flag, to detect that edge
 249         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 250                 avr->pending_wait++;
 251         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 252
 253         // run the cycle timers, get the suggested sleeo time
 254         // until the next timer is due
 255         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 256
 257         avr->pc = new_pc;
 258
 259         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 260                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 261                         printf("simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 262                         avr_terminate(avr);
 263                         exit(0);
 264                 }
 265                 /*
 266                  * try to sleep for as long as we can (?)
 267                  */
 268                 avr->sleep(avr, sleep);
 269                 avr->cycle += 1 + sleep;
 270         }
 271         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 272         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 273                 avr_service_interrupts(avr);
 274 }
 275
 276
 277 int avr_run(avr_t * avr)
 278 {
 279         avr->run(avr);
 280         return avr->state;
 281 }
 282
 283
 284 extern avr_kind_t tiny13;
 285 extern avr_kind_t tiny2313;
 286 extern avr_kind_t tiny25,tiny45,tiny85;
 287 extern avr_kind_t tiny24,tiny44,tiny84;
 288 extern avr_kind_t mega48,mega88,mega168,mega328;
 289 extern avr_kind_t mega164,mega324,mega644;
 290 extern avr_kind_t mega128;
 291
 292 avr_kind_t * avr_kind[] = {
 293         &tiny13,
 294         &tiny2313,
 295         &tiny25, &tiny45, &tiny85,
 296         &tiny24, &tiny44, &tiny84,
 297         &mega48, &mega88, &mega168, &mega328,
 298         &mega164, &mega324, &mega644,
 299         &mega128,
 300         NULL
 301 };
 302
 303 avr_t * avr_make_mcu_by_name(const char *name)
 304 {
 305         avr_kind_t * maker = NULL;
 306         for (int i = 0; avr_kind[i] && !maker; i++) {
 307                 for (int j = 0; avr_kind[i]->names[j]; j++)
 308                         if (!strcmp(avr_kind[i]->names[j], name)) {
 309                                 maker = avr_kind[i];
 310                                 break;
 311                         }
 312         }
 313         if (!maker) {
 314                 fprintf(stderr, "%s: AVR '%s' now known\n", __FUNCTION__, name);
 315                 return NULL;
 316         }
 317
 318         avr_t * avr = maker->make();
 319         printf("Starting %s - flashend %04x ramend %04x e2end %04x\n", avr->mmcu, avr->flashend, avr->ramend, avr->e2end);
 320         return avr;
 321 }
 322