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
  35 int avr_init(avr_t * avr)
  36 {
  37         avr->flash = malloc(avr->flashend + 1);
  38         memset(avr->flash, 0xff, avr->flashend + 1);
  39         avr->data = malloc(avr->ramend + 1);
  40         memset(avr->data, 0, avr->ramend + 1);
  41 #ifdef CONFIG_SIMAVR_TRACE
  42         avr->trace_data = calloc(1, sizeof(struct avr_trace_data_t));
  43 #endif
  44
  45         // cpu is in limbo before init is finished.
  46         avr->state = cpu_Limbo;
  47         avr->frequency = 1000000;       // can be overriden via avr_mcu_section
  48         if (avr->special_init)
  49                 avr->special_init(avr);
  50         if (avr->init)
  51                 avr->init(avr);
  52         // set default (non gdb) fast callbacks
  53         avr->run = avr_callback_run_raw;
  54         avr->sleep = avr_callback_sleep_raw;
  55         avr->state = cpu_Running;
  56         avr->log = 1;
  57         avr_reset(avr);
  58         return 0;
  59 }
  60
  61 void avr_terminate(avr_t * avr)
  62 {
  63         if (avr->special_deinit)
  64                 avr->special_deinit(avr);
  65         if (avr->vcd) {
  66                 avr_vcd_close(avr->vcd);
  67                 avr->vcd = NULL;
  68         }
  69         avr_deallocate_ios(avr);
  70
  71         if (avr->flash) free(avr->flash);
  72         if (avr->data) free(avr->data);
  73         avr->flash = avr->data = NULL;
  74 }
  75
  76 void avr_reset(avr_t * avr)
  77 {
  78         memset(avr->data, 0x0, avr->ramend + 1);
  79         _avr_sp_set(avr, avr->ramend);
  80         avr->pc = 0;
  81         for (int i = 0; i < 8; i++)
  82                 avr->sreg[i] = 0;
  83         if (avr->reset)
  84                 avr->reset(avr);
  85
  86         avr_io_t * port = avr->io_port;
  87         while (port) {
  88                 if (port->reset)
  89                         port->reset(port);
  90                 port = port->next;
  91         }
  92 }
  93
  94 void avr_sadly_crashed(avr_t *avr, uint8_t signal)
  95 {
  96         printf("%s\n", __FUNCTION__);
  97         avr->state = cpu_Stopped;
  98         if (avr->gdb_port) {
  99                 // enable gdb server, and wait
 100                 if (!avr->gdb)
 101                         avr_gdb_init(avr);
 102         }
 103         if (!avr->gdb)
 104                 avr->state = cpu_Crashed;
 105 }
 106
 107 static void _avr_io_command_write(struct avr_t * avr, avr_io_addr_t addr, uint8_t v, void * param)
 108 {
 109         printf("%s %02x\n", __FUNCTION__, v);
 110         switch (v) {
 111                 case SIMAVR_CMD_VCD_START_TRACE:
 112                         if (avr->vcd)
 113                                 avr_vcd_start(avr->vcd);
 114                         break;
 115                 case SIMAVR_CMD_VCD_STOP_TRACE:
 116                         if (avr->vcd)
 117                                 avr_vcd_stop(avr->vcd);
 118                         break;
 119                 case SIMAVR_CMD_UART_LOOPBACK: {
 120                         avr_irq_t * src = avr_io_getirq(avr, AVR_IOCTL_UART_GETIRQ('0'), UART_IRQ_OUTPUT);
 121                         avr_irq_t * dst = avr_io_getirq(avr, AVR_IOCTL_UART_GETIRQ('0'), UART_IRQ_INPUT);
 122                         if (src && dst) {
 123                                 printf("%s activating uart local echo IRQ src %p dst %p\n", __FUNCTION__, src, dst);
 124                                 avr_connect_irq(src, dst);
 125                         }
 126                 }       break;
 127
 128         }
 129 }
 130
 131 void avr_set_command_register(avr_t * avr, avr_io_addr_t addr)
 132 {
 133         if (addr)
 134                 avr_register_io_write(avr, addr, _avr_io_command_write, NULL);
 135 }
 136
 137 static void _avr_io_console_write(struct avr_t * avr, avr_io_addr_t addr, uint8_t v, void * param)
 138 {
 139         static char * buf = NULL;
 140         static int size = 0, len = 0;
 141
 142         if (v == '\r' && buf) {
 143                 buf[len] = 0;
 144                 printf("O:" "%s" "" "\n", buf);
 145                 fflush(stdout);
 146                 len = 0;
 147                 return;
 148         }
 149         if (len + 1 >= size) {
 150                 size += 128;
 151                 buf = (char*)realloc(buf, size);
 152         }
 153         if (v >= ' ')
 154                 buf[len++] = v;
 155 }
 156
 157 void avr_set_console_register(avr_t * avr, avr_io_addr_t addr)
 158 {
 159         if (addr)
 160                 avr_register_io_write(avr, addr, _avr_io_console_write, NULL);
 161 }
 162
 163 void avr_loadcode(avr_t * avr, uint8_t * code, uint32_t size, uint32_t address)
 164 {
 165         if (size > avr->flashend+1) {
 166                 fprintf(stderr, "avr_loadcode(): Attempted to load code of size %d but flash size is only %d.\n",
 167                         size, avr->flashend+1);
 168                 abort();
 169         }
 170         memcpy(avr->flash + address, code, size);
 171 }
 172
 173 void avr_callback_sleep_gdb(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 174 {
 175         uint32_t usec = avr_cycles_to_usec(avr, howLong);
 176         while (avr_gdb_processor(avr, usec))
 177                 ;
 178 }
 179
 180 void avr_callback_run_gdb(avr_t * avr)
 181 {
 182         avr_gdb_processor(avr, avr->state == cpu_Stopped);
 183
 184         if (avr->state == cpu_Stopped)
 185                 return ;
 186
 187         // if we are stepping one instruction, we "run" for one..
 188         int step = avr->state == cpu_Step;
 189         if (step)
 190                 avr->state = cpu_Running;
 191
 192         uint16_t new_pc = avr->pc;
 193
 194         if (avr->state == cpu_Running) {
 195                 new_pc = avr_run_one(avr);
 196 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 197                 avr_dump_state(avr);
 198 #endif
 199         }
 200
 201         // if we just re-enabled the interrupts...
 202         // double buffer the I flag, to detect that edge
 203         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 204                 avr->pending_wait++;
 205         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 206
 207         // run the cycle timers, get the suggested sleep time
 208         // until the next timer is due
 209         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 210
 211         avr->pc = new_pc;
 212
 213         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 214                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 215                         if (avr->log)
 216                                 printf("simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 217                         avr_terminate(avr);
 218                         avr->state = cpu_Done;
 219                         return;
 220                 }
 221                 /*
 222                  * try to sleep for as long as we can (?)
 223                  */
 224                 avr->sleep(avr, sleep);
 225                 avr->cycle += 1 + sleep;
 226         }
 227         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 228         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 229                 avr_service_interrupts(avr);
 230
 231         // if we were stepping, use this state to inform remote gdb
 232         if (step)
 233                 avr->state = cpu_StepDone;
 234
 235 }
 236
 237 void avr_callback_sleep_raw(avr_t * avr, avr_cycle_count_t howLong)
 238 {
 239         uint32_t usec = avr_cycles_to_usec(avr, howLong);
 240         usleep(usec);
 241 }
 242
 243 void avr_callback_run_raw(avr_t * avr)
 244 {
 245
 246         uint16_t new_pc = avr->pc;
 247
 248         if (avr->state == cpu_Running) {
 249                 new_pc = avr_run_one(avr);
 250 #if CONFIG_SIMAVR_TRACE
 251                 avr_dump_state(avr);
 252 #endif
 253         }
 254
 255         // if we just re-enabled the interrupts...
 256         // double buffer the I flag, to detect that edge
 257         if (avr->sreg[S_I] && !avr->i_shadow)
 258                 avr->pending_wait++;
 259         avr->i_shadow = avr->sreg[S_I];
 260
 261         // run the cycle timers, get the suggested sleeo time
 262         // until the next timer is due
 263         avr_cycle_count_t sleep = avr_cycle_timer_process(avr);
 264
 265         avr->pc = new_pc;
 266
 267         if (avr->state == cpu_Sleeping) {
 268                 if (!avr->sreg[S_I]) {
 269                         if (avr->log)
 270                                 printf("simavr: sleeping with interrupts off, quitting gracefully\n");
 271                         avr_terminate(avr);
 272                         avr->state = cpu_Done;
 273                         return;
 274                 }
 275                 /*
 276                  * try to sleep for as long as we can (?)
 277                  */
 278                 avr->sleep(avr, sleep);
 279                 avr->cycle += 1 + sleep;
 280         }
 281         // Interrupt servicing might change the PC too, during 'sleep'
 282         if (avr->state == cpu_Running || avr->state == cpu_Sleeping)
 283                 avr_service_interrupts(avr);
 284 }
 285
 286
 287 int avr_run(avr_t * avr)
 288 {
 289         avr->run(avr);
 290         return avr->state;
 291 }
 292
 293
 294 extern avr_kind_t tiny13;
 295 extern avr_kind_t tiny2313;
 296 extern avr_kind_t tiny25,tiny45,tiny85;
 297 extern avr_kind_t tiny24,tiny44,tiny84;
 298 extern avr_kind_t mega8;
 299 extern avr_kind_t mega48,mega88,mega168,mega328;
 300 extern avr_kind_t mega164,mega324,mega644;
 301 extern avr_kind_t mega128;
 302 extern avr_kind_t mega1281;
 303 extern avr_kind_t mega16m1;
 304
 305 avr_kind_t * avr_kind[] = {
 306         &tiny13,
 307         &tiny2313,
 308         &tiny25, &tiny45, &tiny85,
 309         &tiny24, &tiny44, &tiny84,
 310         &mega8,
 311         &mega48, &mega88, &mega168, &mega328,
 312         &mega164, &mega324, &mega644,
 313         &mega128,
 314         &mega1281,
 315         &mega16m1,
 316         NULL
 317 };
 318
 319 avr_t * avr_make_mcu_by_name(const char *name)
 320 {
 321         avr_kind_t * maker = NULL;
 322         for (int i = 0; avr_kind[i] && !maker; i++) {
 323                 for (int j = 0; avr_kind[i]->names[j]; j++)
 324                         if (!strcmp(avr_kind[i]->names[j], name)) {
 325                                 maker = avr_kind[i];
 326                                 break;
 327                         }
 328         }
 329         if (!maker) {
 330                 fprintf(stderr, "%s: AVR '%s' now known\n", __FUNCTION__, name);
 331                 return NULL;
 332         }
 333
 334         avr_t * avr = maker->make();
 335         printf("Starting %s - flashend %04x ramend %04x e2end %04x\n", avr->mmcu, avr->flashend, avr->ramend, avr->e2end);
 336         return avr;
 337 }
 338