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