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 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->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, avr_flashaddr_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 /**
 177  * Accumulates sleep requests (and returns a sleep time of 0) until
 178  * a minimum count of requested sleep microseconds are reached
 179  * (low amounts cannot be handled accurately).
 180  */
 181 static inline uint32_t avr_pending_sleep_usec(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 182 {
 183         avr->sleep_usec += avr_cycles_to_usec(avr, howLong);
 184         uint32_t usec = avr->sleep_usec;
 185         if (usec > 200) {
 186                 avr->sleep_usec = 0;
 187                 return usec;
 188         }
 189         return 0;
 190 }
 191
 192 void avr_callback_sleep_gdb(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 193 {
 194         uint32_t usec = avr_pending_sleep_usec(avr, howLong);
 195         while (avr_gdb_processor(avr, usec))
 196                 ;
 197 }
 198
 199 void avr_callback_run_gdb(avr_t * avr)
 200 {
 201         avr_gdb_processor(avr, avr->state == cpu_Stopped);
 202
 203         if (avr->state == cpu_Stopped)
 204                 return ;
 205
 206         // if we are stepping one instruction, we "run" for one..
 207         int step = avr->state == cpu_Step;
 208         if (step)
 209                 avr->state = cpu_Running;
 210
 211         avr_flashaddr_t new_pc = avr->pc;
 212
 213         if (avr->state == cpu_Running) {
 214                 new_pc = avr_run_one(avr);
 215 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 216                 avr_dump_state(avr);
 217 #endif
 218         }
 219
 220         // if we just re-enabled the interrupts...
 221         // double buffer the I flag, to detect that edge
 222         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 223                 avr->interrupts.pending_wait++;
 224         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 225
 226         // run the cycle timers, get the suggested sleep time
 227         // until the next timer is due
 228         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 229
 230         avr->pc = new_pc;
 231
 232         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 233                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 234                         if (avr->log)
 235                                 printf("simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 236                         avr->state = cpu_Done;
 237                         return;
 238                 }
 239                 /*
 240                  * try to sleep for as long as we can (?)
 241                  */
 242                 avr->sleep(avr, sleep);
 243                 avr->cycle += 1 + sleep;
 244         }
 245         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 246         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 247                 avr_service_interrupts(avr);
 248
 249         // if we were stepping, use this state to inform remote gdb
 250         if (step)
 251                 avr->state = cpu_StepDone;
 252
 253 }
 254
 255 void avr_callback_sleep_raw(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 256 {
 257         uint32_t usec = avr_pending_sleep_usec(avr, howLong);
 258         if (usec > 0) {
 259                 usleep(usec);
 260         }
 261 }
 262
 263 void avr_callback_run_raw(avr_t * avr)
 264 {
 265         avr_flashaddr_t new_pc = avr->pc;
 266
 267         if (avr->state == cpu_Running) {
 268                 new_pc = avr_run_one(avr);
 269 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 270                 avr_dump_state(avr);
 271 #endif
 272         }
 273
 274         // if we just re-enabled the interrupts...
 275         // double buffer the I flag, to detect that edge
 276         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 277                 avr->interrupts.pending_wait++;
 278         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 279
 280         // run the cycle timers, get the suggested sleep time
 281         // until the next timer is due
 282         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 283
 284         avr->pc = new_pc;
 285
 286         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 287                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 288                         if (avr->log)
 289                                 printf("simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 290                         avr->state = cpu_Done;
 291                         return;
 292                 }
 293                 /*
 294                  * try to sleep for as long as we can (?)
 295                  */
 296                 avr->sleep(avr, sleep);
 297                 avr->cycle += 1 + sleep;
 298         }
 299         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 300         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 301                 avr_service_interrupts(avr);
 302 }
 303
 304
 305 int avr_run(avr_t * avr)
 306 {
 307         avr->run(avr);
 308         return avr->state;
 309 }
 310
 311 avr_t *
 312 avr_core_allocate(
 313                 const avr_t * core,
 314                 uint32_t coreLen)
 315 {
 316         uint8_t * b = malloc(coreLen);
 317         memcpy(b, core, coreLen);
 318         return (avr_t *)b;
 319 }
 320
 321 avr_t *
 322 avr_make_mcu_by_name(
 323                 const char *name)
 324 {
 325         avr_kind_t * maker = NULL;
 326         for (int i = 0; avr_kind[i] && !maker; i++) {
 327                 for (int j = 0; avr_kind[i]->names[j]; j++)
 328                         if (!strcmp(avr_kind[i]->names[j], name)) {
 329                                 maker = avr_kind[i];
 330                                 break;
 331                         }
 332         }
 333         if (!maker) {
 334                 fprintf(stderr, "%s: AVR '%s' not known\n", __FUNCTION__, name);
 335                 return NULL;
 336         }
 337
 338         avr_t * avr = maker->make();
 339         printf("Starting %s - flashend %04x ramend %04x e2end %04x\n", avr->mmcu, avr->flashend, avr->ramend, avr->e2end);
 340         return avr;
 341 }
 342