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
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  19         along with simavr.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  20  */
  21
  22 #include <stdarg.h>
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <stdlib.h>
  25 #include <string.h>
  26 #include <unistd.h>
  27 #include "sim_avr.h"
  28 #include "sim_core.h"
  29 #include "sim_time.h"
  30 #include "sim_gdb.h"
  31 #include "avr_uart.h"
  32 #include "sim_vcd_file.h"
  33 #include "avr/avr_mcu_section.h"
  34
  35 #define AVR_KIND_DECL
  36 #include "sim_core_decl.h"
  37
  38 static void std_logger(avr_t * avr, const int level, const char * format, ...);
  39 logger_t global_logger = std_logger;
  40
  41 int avr_init(avr_t * avr)
  42 {
  43         avr->flash = malloc(avr->flashend + 1);
  44         memset(avr->flash, 0xff, avr->flashend + 1);
  45         avr->data = malloc(avr->ramend + 1);
  46         memset(avr->data, 0, avr->ramend + 1);
  47 #ifdef CONFIG_SIMAVR_TRACE
  48         avr->trace_data = calloc(1, sizeof(struct avr_trace_data_t));
  49 #endif
  50
  51         AVR_LOG(avr, LOG_TRACE, "%s init\n", avr->mmcu);
  52
  53         // cpu is in limbo before init is finished.
  54         avr->state = cpu_Limbo;
  55         avr->frequency = 1000000;       // can be overridden via avr_mcu_section
  56         if (avr->special_init)
  57                 avr->special_init(avr);
  58         if (avr->init)
  59                 avr->init(avr);
  60         // set default (non gdb) fast callbacks
  61         avr->run = avr_callback_run_raw;
  62         avr->sleep = avr_callback_sleep_raw;
  63         avr->state = cpu_Running;
  64         avr->log = 1;
  65         avr_reset(avr);
  66         return 0;
  67 }
  68
  69 void avr_terminate(avr_t * avr)
  70 {
  71         if (avr->special_deinit)
  72                 avr->special_deinit(avr);
  73         if (avr->gdb) {
  74                 avr_deinit_gdb(avr);
  75                 avr->gdb = NULL;
  76         }
  77         if (avr->vcd) {
  78                 avr_vcd_close(avr->vcd);
  79                 avr->vcd = NULL;
  80         }
  81         avr_deallocate_ios(avr);
  82
  83         if (avr->flash) free(avr->flash);
  84         if (avr->data) free(avr->data);
  85         avr->flash = avr->data = NULL;
  86 }
  87
  88 void avr_reset(avr_t * avr)
  89 {
  90         AVR_LOG(avr, LOG_TRACE, "%s reset\n", avr->mmcu);
  91
  92         memset(avr->data, 0x0, avr->ramend + 1);
  93         _avr_sp_set(avr, avr->ramend);
  94         avr->pc = 0;
  95         for (int i = 0; i < 8; i++)
  96                 avr->sreg[i] = 0;
  97         if (avr->reset)
  98                 avr->reset(avr);
  99         avr_interrupt_reset(avr);
 100         avr_cycle_timer_reset(avr);
 101         avr_io_t * port = avr->io_port;
 102         while (port) {
 103                 if (port->reset)
 104                         port->reset(port);
 105                 port = port->next;
 106         }
 107 }
 108
 109 void avr_sadly_crashed(avr_t *avr, uint8_t signal)
 110 {
 111         AVR_LOG(avr, LOG_ERROR, "%s\n", __FUNCTION__);
 112         avr->state = cpu_Stopped;
 113         if (avr->gdb_port) {
 114                 // enable gdb server, and wait
 115                 if (!avr->gdb)
 116                         avr_gdb_init(avr);
 117         }
 118         if (!avr->gdb)
 119                 avr->state = cpu_Crashed;
 120 }
 121
 122 static void _avr_io_command_write(struct avr_t * avr, avr_io_addr_t addr, uint8_t v, void * param)
 123 {
 124         AVR_LOG(avr, LOG_TRACE, "%s %02x\n", __FUNCTION__, v);
 125         switch (v) {
 126                 case SIMAVR_CMD_VCD_START_TRACE:
 127                         if (avr->vcd)
 128                                 avr_vcd_start(avr->vcd);
 129                         break;
 130                 case SIMAVR_CMD_VCD_STOP_TRACE:
 131                         if (avr->vcd)
 132                                 avr_vcd_stop(avr->vcd);
 133                         break;
 134                 case SIMAVR_CMD_UART_LOOPBACK: {
 135                         avr_irq_t * src = avr_io_getirq(avr, AVR_IOCTL_UART_GETIRQ('0'), UART_IRQ_OUTPUT);
 136                         avr_irq_t * dst = avr_io_getirq(avr, AVR_IOCTL_UART_GETIRQ('0'), UART_IRQ_INPUT);
 137                         if (src && dst) {
 138                                 AVR_LOG(avr, LOG_TRACE, "%s activating uart local echo IRQ src %p dst %p\n",
 139                                                 __FUNCTION__, src, dst);
 140                                 avr_connect_irq(src, dst);
 141                         }
 142                 }       break;
 143
 144         }
 145 }
 146
 147 void avr_set_command_register(avr_t * avr, avr_io_addr_t addr)
 148 {
 149         if (addr)
 150                 avr_register_io_write(avr, addr, _avr_io_command_write, NULL);
 151 }
 152
 153 static void _avr_io_console_write(struct avr_t * avr, avr_io_addr_t addr, uint8_t v, void * param)
 154 {
 155         static char * buf = NULL;
 156         static int size = 0, len = 0;
 157
 158         if (v == '\r' && buf) {
 159                 buf[len] = 0;
 160                 AVR_LOG(avr, LOG_TRACE, "O:" "%s" "" "\n", buf);
 161                 fflush(stdout);
 162                 len = 0;
 163                 return;
 164         }
 165         if (len + 1 >= size) {
 166                 size += 128;
 167                 buf = (char*)realloc(buf, size);
 168         }
 169         if (v >= ' ')
 170                 buf[len++] = v;
 171 }
 172
 173 void avr_set_console_register(avr_t * avr, avr_io_addr_t addr)
 174 {
 175         if (addr)
 176                 avr_register_io_write(avr, addr, _avr_io_console_write, NULL);
 177 }
 178
 179 void avr_loadcode(avr_t * avr, uint8_t * code, uint32_t size, avr_flashaddr_t address)
 180 {
 181         if (size > avr->flashend+1) {
 182                 AVR_LOG(avr, LOG_ERROR, "avr_loadcode(): Attempted to load code of size %d but flash size is only %d.\n",
 183                         size, avr->flashend + 1);
 184                 abort();
 185         }
 186         memcpy(avr->flash + address, code, size);
 187 }
 188
 189 /**
 190  * Accumulates sleep requests (and returns a sleep time of 0) until
 191  * a minimum count of requested sleep microseconds are reached
 192  * (low amounts cannot be handled accurately).
 193  */
 194 static inline uint32_t avr_pending_sleep_usec(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 195 {
 196         avr->sleep_usec += avr_cycles_to_usec(avr, howLong);
 197         uint32_t usec = avr->sleep_usec;
 198         if (usec > 200) {
 199                 avr->sleep_usec = 0;
 200                 return usec;
 201         }
 202         return 0;
 203 }
 204
 205 void avr_callback_sleep_gdb(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 206 {
 207         uint32_t usec = avr_pending_sleep_usec(avr, howLong);
 208         while (avr_gdb_processor(avr, usec))
 209                 ;
 210 }
 211
 212 void avr_callback_run_gdb(avr_t * avr)
 213 {
 214         avr_gdb_processor(avr, avr->state == cpu_Stopped);
 215
 216         if (avr->state == cpu_Stopped)
 217                 return ;
 218
 219         // if we are stepping one instruction, we "run" for one..
 220         int step = avr->state == cpu_Step;
 221         if (step)
 222                 avr->state = cpu_Running;
 223
 224         avr_flashaddr_t new_pc = avr->pc;
 225
 226         if (avr->state == cpu_Running) {
 227                 new_pc = avr_run_one(avr);
 228 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 229                 avr_dump_state(avr);
 230 #endif
 231         }
 232
 233         // if we just re-enabled the interrupts...
 234         // double buffer the I flag, to detect that edge
 235         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 236                 avr->interrupts.pending_wait++;
 237         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 238
 239         // run the cycle timers, get the suggested sleep time
 240         // until the next timer is due
 241         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 242
 243         avr->pc = new_pc;
 244
 245         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 246                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 247                         if (avr->log)
 248                                 AVR_LOG(avr, LOG_TRACE, "simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 249                         avr->state = cpu_Done;
 250                         return;
 251                 }
 252                 /*
 253                  * try to sleep for as long as we can (?)
 254                  */
 255                 avr->sleep(avr, sleep);
 256                 avr->cycle += 1 + sleep;
 257         }
 258         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 259         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 260                 avr_service_interrupts(avr);
 261
 262         // if we were stepping, use this state to inform remote gdb
 263         if (step)
 264                 avr->state = cpu_StepDone;
 265
 266 }
 267
 268 void avr_callback_sleep_raw(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 269 {
 270         uint32_t usec = avr_pending_sleep_usec(avr, howLong);
 271         if (usec > 0) {
 272                 usleep(usec);
 273         }
 274 }
 275
 276 void avr_callback_run_raw(avr_t * avr)
 277 {
 278         avr_flashaddr_t new_pc = avr->pc;
 279
 280         if (avr->state == cpu_Running) {
 281                 new_pc = avr_run_one(avr);
 282 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 283                 avr_dump_state(avr);
 284 #endif
 285         }
 286
 287         // if we just re-enabled the interrupts...
 288         // double buffer the I flag, to detect that edge
 289         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 290                 avr->interrupts.pending_wait++;
 291         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 292
 293         // run the cycle timers, get the suggested sleep time
 294         // until the next timer is due
 295         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 296
 297         avr->pc = new_pc;
 298
 299         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 300                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 301                         if (avr->log)
 302                                 AVR_LOG(avr, LOG_TRACE, "simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 303                         avr->state = cpu_Done;
 304                         return;
 305                 }
 306                 /*
 307                  * try to sleep for as long as we can (?)
 308                  */
 309                 avr->sleep(avr, sleep);
 310                 avr->cycle += 1 + sleep;
 311         }
 312         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 313         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 314                 avr_service_interrupts(avr);
 315 }
 316
 317
 318 int avr_run(avr_t * avr)
 319 {
 320         avr->run(avr);
 321         return avr->state;
 322 }
 323
 324 avr_t *
 325 avr_core_allocate(
 326                 const avr_t * core,
 327                 uint32_t coreLen)
 328 {
 329         uint8_t * b = malloc(coreLen);
 330         memcpy(b, core, coreLen);
 331         return (avr_t *)b;
 332 }
 333
 334 avr_t *
 335 avr_make_mcu_by_name(
 336                 const char *name)
 337 {
 338         avr_kind_t * maker = NULL;
 339         for (int i = 0; avr_kind[i] && !maker; i++) {
 340                 for (int j = 0; avr_kind[i]->names[j]; j++)
 341                         if (!strcmp(avr_kind[i]->names[j], name)) {
 342                                 maker = avr_kind[i];
 343                                 break;
 344                         }
 345         }
 346         if (!maker) {
 347                 AVR_LOG(((avr_t*)0), LOG_ERROR, "%s: AVR '%s' not known\n", __FUNCTION__, name);
 348                 return NULL;
 349         }
 350
 351         avr_t * avr = maker->make();
 352         AVR_LOG(avr, LOG_TRACE, "Starting %s - flashend %04x ramend %04x e2end %04x\n",
 353                         avr->mmcu, avr->flashend, avr->ramend, avr->e2end);
 354         return avr;
 355 }
 356
 357 static void std_logger(avr_t* avr, const int level, const char * format, ...)
 358 {
 359         if (!avr || avr->log >= level) {
 360                 va_list args;
 361                 va_start(args, format);
 362                 vfprintf((level > LOG_ERROR) ?  stdout : stderr , format, args);
 363                 va_end(args);
 364         }
 365 }
 366