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_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 overriden 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->vcd) {
  68                 avr_vcd_close(avr->vcd);
  69                 avr->vcd = NULL;
  70         }
  71         avr_deallocate_ios(avr);
  72
  73         if (avr->flash) free(avr->flash);
  74         if (avr->data) free(avr->data);
  75         avr->flash = avr->data = NULL;
  76 }
  77
  78 void avr_reset(avr_t * avr)
  79 {
  80         memset(avr->data, 0x0, avr->ramend + 1);
  81         _avr_sp_set(avr, avr->ramend);
  82         avr->pc = 0;
  83         for (int i = 0; i < 8; i++)
  84                 avr->sreg[i] = 0;
  85         if (avr->reset)
  86                 avr->reset(avr);
  87         avr_interrupt_reset(avr);
  88         avr_cycle_timer_reset(avr);
  89         avr_io_t * port = avr->io_port;
  90         while (port) {
  91                 if (port->reset)
  92                         port->reset(port);
  93                 port = port->next;
  94         }
  95 }
  96
  97 void avr_sadly_crashed(avr_t *avr, uint8_t signal)
  98 {
  99         printf("%s\n", __FUNCTION__);
 100         avr->state = cpu_Stopped;
 101         if (avr->gdb_port) {
 102                 // enable gdb server, and wait
 103                 if (!avr->gdb)
 104                         avr_gdb_init(avr);
 105         }
 106         if (!avr->gdb)
 107                 avr->state = cpu_Crashed;
 108 }
 109
 110 static void _avr_io_command_write(struct avr_t * avr, avr_io_addr_t addr, uint8_t v, void * param)
 111 {
 112         printf("%s %02x\n", __FUNCTION__, v);
 113         switch (v) {
 114                 case SIMAVR_CMD_VCD_START_TRACE:
 115                         if (avr->vcd)
 116                                 avr_vcd_start(avr->vcd);
 117                         break;
 118                 case SIMAVR_CMD_VCD_STOP_TRACE:
 119                         if (avr->vcd)
 120                                 avr_vcd_stop(avr->vcd);
 121                         break;
 122                 case SIMAVR_CMD_UART_LOOPBACK: {
 123                         avr_irq_t * src = avr_io_getirq(avr, AVR_IOCTL_UART_GETIRQ('0'), UART_IRQ_OUTPUT);
 124                         avr_irq_t * dst = avr_io_getirq(avr, AVR_IOCTL_UART_GETIRQ('0'), UART_IRQ_INPUT);
 125                         if (src && dst) {
 126                                 printf("%s activating uart local echo IRQ src %p dst %p\n", __FUNCTION__, src, dst);
 127                                 avr_connect_irq(src, dst);
 128                         }
 129                 }       break;
 130
 131         }
 132 }
 133
 134 void avr_set_command_register(avr_t * avr, avr_io_addr_t addr)
 135 {
 136         if (addr)
 137                 avr_register_io_write(avr, addr, _avr_io_command_write, NULL);
 138 }
 139
 140 static void _avr_io_console_write(struct avr_t * avr, avr_io_addr_t addr, uint8_t v, void * param)
 141 {
 142         static char * buf = NULL;
 143         static int size = 0, len = 0;
 144
 145         if (v == '\r' && buf) {
 146                 buf[len] = 0;
 147                 printf("O:" "%s" "" "\n", buf);
 148                 fflush(stdout);
 149                 len = 0;
 150                 return;
 151         }
 152         if (len + 1 >= size) {
 153                 size += 128;
 154                 buf = (char*)realloc(buf, size);
 155         }
 156         if (v >= ' ')
 157                 buf[len++] = v;
 158 }
 159
 160 void avr_set_console_register(avr_t * avr, avr_io_addr_t addr)
 161 {
 162         if (addr)
 163                 avr_register_io_write(avr, addr, _avr_io_console_write, NULL);
 164 }
 165
 166 void avr_loadcode(avr_t * avr, uint8_t * code, uint32_t size, uint32_t address)
 167 {
 168         if (size > avr->flashend+1) {
 169                 fprintf(stderr, "avr_loadcode(): Attempted to load code of size %d but flash size is only %d.\n",
 170                         size, avr->flashend+1);
 171                 abort();
 172         }
 173         memcpy(avr->flash + address, code, size);
 174 }
 175
 176 void avr_callback_sleep_gdb(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 177 {
 178         uint32_t usec = avr_cycles_to_usec(avr, howLong);
 179         while (avr_gdb_processor(avr, usec))
 180                 ;
 181 }
 182
 183 void avr_callback_run_gdb(avr_t * avr)
 184 {
 185         avr_gdb_processor(avr, avr->state == cpu_Stopped);
 186
 187         if (avr->state == cpu_Stopped)
 188                 return ;
 189
 190         // if we are stepping one instruction, we "run" for one..
 191         int step = avr->state == cpu_Step;
 192         if (step)
 193                 avr->state = cpu_Running;
 194
 195         uint16_t new_pc = avr->pc;
 196
 197         if (avr->state == cpu_Running) {
 198                 new_pc = avr_run_one(avr);
 199 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 200                 avr_dump_state(avr);
 201 #endif
 202         }
 203
 204         // if we just re-enabled the interrupts...
 205         // double buffer the I flag, to detect that edge
 206         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 207                 avr->interrupts.pending_wait++;
 208         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 209
 210         // run the cycle timers, get the suggested sleep time
 211         // until the next timer is due
 212         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 213
 214         avr->pc = new_pc;
 215
 216         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 217                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 218                         if (avr->log)
 219                                 printf("simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 220                         avr_terminate(avr);
 221                         avr->state = cpu_Done;
 222                         return;
 223                 }
 224                 /*
 225                  * try to sleep for as long as we can (?)
 226                  */
 227                 avr->sleep(avr, sleep);
 228                 avr->cycle += 1 + sleep;
 229         }
 230         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 231         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 232                 avr_service_interrupts(avr);
 233
 234         // if we were stepping, use this state to inform remote gdb
 235         if (step)
 236                 avr->state = cpu_StepDone;
 237
 238 }
 239
 240 void avr_callback_sleep_raw(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 241 {
 242         uint32_t usec = avr_cycles_to_usec(avr, howLong);
 243         usleep(usec);
 244 }
 245
 246 void avr_callback_run_raw(avr_t * avr)
 247 {
 248
 249         uint16_t new_pc = avr->pc;
 250
 251         if (avr->state == cpu_Running) {
 252                 new_pc = avr_run_one(avr);
 253 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 254                 avr_dump_state(avr);
 255 #endif
 256         }
 257
 258         // if we just re-enabled the interrupts...
 259         // double buffer the I flag, to detect that edge
 260         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 261                 avr->interrupts.pending_wait++;
 262         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 263
 264         // run the cycle timers, get the suggested sleeo time
 265         // until the next timer is due
 266         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 267
 268         avr->pc = new_pc;
 269
 270         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 271                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 272                         if (avr->log)
 273                                 printf("simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 274                         avr_terminate(avr);
 275                         avr->state = cpu_Done;
 276                         return;
 277                 }
 278                 /*
 279                  * try to sleep for as long as we can (?)
 280                  */
 281                 avr->sleep(avr, sleep);
 282                 avr->cycle += 1 + sleep;
 283         }
 284         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 285         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 286                 avr_service_interrupts(avr);
 287 }
 288
 289
 290 int avr_run(avr_t * avr)
 291 {
 292         avr->run(avr);
 293         return avr->state;
 294 }
 295
 296 #if 0
 297 extern avr_kind_t tiny13;
 298 extern avr_kind_t tiny2313;
 299 extern avr_kind_t tiny25,tiny45,tiny85;
 300 extern avr_kind_t tiny24,tiny44,tiny84;
 301 extern avr_kind_t mega8;
 302 extern avr_kind_t mega48,mega88,mega168,mega328;
 303 extern avr_kind_t mega164,mega324,mega644;
 304 extern avr_kind_t mega128;
 305 extern avr_kind_t mega1281;
 306 extern avr_kind_t mega16m1;
 307 extern avr_kind_t usb162;
 308
 309 avr_kind_t * avr_kind[] = {
 310         &tiny13,
 311         &tiny2313,
 312         &tiny25, &tiny45, &tiny85,
 313         &tiny24, &tiny44, &tiny84,
 314         &mega8,
 315         &mega48, &mega88, &mega168, &mega328,
 316         &mega164, &mega324, &mega644,
 317         &mega128,
 318         &mega1281,
 319         &mega16m1,
 320         &usb162,
 321         NULL
 322 };
 323 #endif
 324
 325 avr_t * avr_make_mcu_by_name(const char *name)
 326 {
 327         avr_kind_t * maker = NULL;
 328         for (int i = 0; avr_kind[i] && !maker; i++) {
 329                 for (int j = 0; avr_kind[i]->names[j]; j++)
 330                         if (!strcmp(avr_kind[i]->names[j], name)) {
 331                                 maker = avr_kind[i];
 332                                 break;
 333                         }
 334         }
 335         if (!maker) {
 336                 fprintf(stderr, "%s: AVR '%s' now known\n", __FUNCTION__, name);
 337                 return NULL;
 338         }
 339
 340         avr_t * avr = maker->make();
 341         printf("Starting %s - flashend %04x ramend %04x e2end %04x\n", avr->mmcu, avr->flashend, avr->ramend, avr->e2end);
 342         return avr;
 343 }
 344