sim/arm/arminit.c

   1 /*  arminit.c -- ARMulator initialization:  ARM6 Instruction Emulator.
   2     Copyright (C) 1994 Advanced RISC Machines Ltd.
   3
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   8
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  10     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
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  13
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  15     along with this program; if not, write to the Free Software
  16     Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA. */
  17
  18 #include "armdefs.h"
  19 #include "armemu.h"
  20
  21 /***************************************************************************\
  22 *                 Definitions for the emulator architecture                 *
  23 \***************************************************************************/
  24
  25 void ARMul_EmulateInit (void);
  26 ARMul_State *ARMul_NewState (void);
  27 void ARMul_Reset (ARMul_State * state);
  28 ARMword ARMul_DoCycle (ARMul_State * state);
  29 unsigned ARMul_DoCoPro (ARMul_State * state);
  30 ARMword ARMul_DoProg (ARMul_State * state);
  31 ARMword ARMul_DoInstr (ARMul_State * state);
  32 void ARMul_Abort (ARMul_State * state, ARMword address);
  33
  34 unsigned ARMul_MultTable[32] =
  35   { 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, 9, 9,
  36   10, 10, 11, 11, 12, 12, 13, 13, 14, 14, 15, 15, 16, 16, 16
  37 };
  38 ARMword ARMul_ImmedTable[4096]; /* immediate DP LHS values */
  39 char ARMul_BitList[256];        /* number of bits in a byte table */
  40
  41 /***************************************************************************\
  42 *         Call this routine once to set up the emulator's tables.           *
  43 \***************************************************************************/
  44
  45 void
  46 ARMul_EmulateInit (void)
  47 {
  48   unsigned long i, j;
  49
  50   for (i = 0; i < 4096; i++)
  51     {                           /* the values of 12 bit dp rhs's */
  52       ARMul_ImmedTable[i] = ROTATER (i & 0xffL, (i >> 7L) & 0x1eL);
  53     }
  54
  55   for (i = 0; i < 256; ARMul_BitList[i++] = 0); /* how many bits in LSM */
  56   for (j = 1; j < 256; j <<= 1)
  57     for (i = 0; i < 256; i++)
  58       if ((i & j) > 0)
  59         ARMul_BitList[i]++;
  60
  61   for (i = 0; i < 256; i++)
  62     ARMul_BitList[i] *= 4;      /* you always need 4 times these values */
  63
  64 }
  65
  66 /***************************************************************************\
  67 *            Returns a new instantiation of the ARMulator's state           *
  68 \***************************************************************************/
  69
  70 ARMul_State *
  71 ARMul_NewState (void)
  72 {
  73   ARMul_State *state;
  74   unsigned i, j;
  75
  76   state = (ARMul_State *) malloc (sizeof (ARMul_State));
  77   memset (state, 0, sizeof (ARMul_State));
  78
  79   state->Emulate = RUN;
  80   for (i = 0; i < 16; i++)
  81     {
  82       state->Reg[i] = 0;
  83       for (j = 0; j < 7; j++)
  84         state->RegBank[j][i] = 0;
  85     }
  86   for (i = 0; i < 7; i++)
  87     state->Spsr[i] = 0;
  88
  89   /* state->Mode = USER26MODE;  */
  90   state->Mode = USER32MODE;
  91
  92   state->CallDebug = FALSE;
  93   state->Debug = FALSE;
  94   state->VectorCatch = 0;
  95   state->Aborted = FALSE;
  96   state->Reseted = FALSE;
  97   state->Inted = 3;
  98   state->LastInted = 3;
  99
 100   state->MemDataPtr = NULL;
 101   state->MemInPtr = NULL;
 102   state->MemOutPtr = NULL;
 103   state->MemSparePtr = NULL;
 104   state->MemSize = 0;
 105
 106   state->OSptr = NULL;
 107   state->CommandLine = NULL;
 108
 109   state->EventSet = 0;
 110   state->Now = 0;
 111   state->EventPtr = (struct EventNode **) malloc ((unsigned) EVENTLISTSIZE *
 112                                                   sizeof (struct EventNode
 113                                                           *));
 114   for (i = 0; i < EVENTLISTSIZE; i++)
 115     *(state->EventPtr + i) = NULL;
 116
 117   state->prog32Sig = HIGH;
 118   state->data32Sig = HIGH;
 119
 120   state->lateabtSig = LOW;
 121   state->bigendSig = LOW;
 122
 123   state->is_v4 = LOW;
 124   state->is_v5 = LOW;
 125   state->is_v5e = LOW;
 126   state->is_XScale = LOW;
 127
 128   ARMul_Reset (state);
 129
 130   return state;
 131 }
 132
 133 /***************************************************************************\
 134   Call this routine to set ARMulator to model certain processor properities
 135 \***************************************************************************/
 136
 137 void
 138 ARMul_SelectProcessor (ARMul_State * state, unsigned properties)
 139 {
 140   if (properties & ARM_Fix26_Prop)
 141     {
 142       state->prog32Sig = LOW;
 143       state->data32Sig = LOW;
 144     }
 145   else
 146     {
 147       state->prog32Sig = HIGH;
 148       state->data32Sig = HIGH;
 149     }
 150
 151   state->lateabtSig = LOW;
 152
 153   state->is_v4 = (properties & (ARM_v4_Prop | ARM_v5_Prop)) ? HIGH : LOW;
 154   state->is_v5 = (properties & ARM_v5_Prop) ? HIGH : LOW;
 155   state->is_v5e = (properties & ARM_v5e_Prop) ? HIGH : LOW;
 156   state->is_XScale = (properties & ARM_XScale_Prop) ? HIGH : LOW;
 157 }
 158
 159 /***************************************************************************\
 160 * Call this routine to set up the initial machine state (or perform a RESET *
 161 \***************************************************************************/
 162
 163 void
 164 ARMul_Reset (ARMul_State * state)
 165 {
 166   state->NextInstr = 0;
 167
 168   if (state->prog32Sig)
 169     {
 170       state->Reg[15] = 0;
 171       state->Cpsr = INTBITS | SVC32MODE;
 172       state->Mode = SVC32MODE;
 173     }
 174   else
 175     {
 176       state->Reg[15] = R15INTBITS | SVC26MODE;
 177       state->Cpsr = INTBITS | SVC26MODE;
 178       state->Mode = SVC26MODE;
 179     }
 180
 181   ARMul_CPSRAltered (state);
 182   state->Bank = SVCBANK;
 183
 184   FLUSHPIPE;
 185
 186   state->EndCondition = 0;
 187   state->ErrorCode = 0;
 188
 189   state->Exception = FALSE;
 190   state->NresetSig = HIGH;
 191   state->NfiqSig = HIGH;
 192   state->NirqSig = HIGH;
 193   state->NtransSig = (state->Mode & 3) ? HIGH : LOW;
 194   state->abortSig = LOW;
 195   state->AbortAddr = 1;
 196
 197   state->NumInstrs = 0;
 198   state->NumNcycles = 0;
 199   state->NumScycles = 0;
 200   state->NumIcycles = 0;
 201   state->NumCcycles = 0;
 202   state->NumFcycles = 0;
 203 #ifdef ASIM
 204   (void) ARMul_MemoryInit ();
 205   ARMul_OSInit (state);
 206 #endif
 207 }
 208
 209
 210 /***************************************************************************\
 211 * Emulate the execution of an entire program.  Start the correct emulator   *
 212 * (Emulate26 for a 26 bit ARM and Emulate32 for a 32 bit ARM), return the   *
 213 * address of the last instruction that is executed.                         *
 214 \***************************************************************************/
 215
 216 ARMword
 217 ARMul_DoProg (ARMul_State * state)
 218 {
 219   ARMword pc = 0;
 220
 221   state->Emulate = RUN;
 222   while (state->Emulate != STOP)
 223     {
 224       state->Emulate = RUN;
 225       if (state->prog32Sig && ARMul_MODE32BIT)
 226         pc = ARMul_Emulate32 (state);
 227       else
 228         pc = ARMul_Emulate26 (state);
 229     }
 230   return (pc);
 231 }
 232
 233 /***************************************************************************\
 234 * Emulate the execution of one instruction.  Start the correct emulator     *
 235 * (Emulate26 for a 26 bit ARM and Emulate32 for a 32 bit ARM), return the   *
 236 * address of the instruction that is executed.                              *
 237 \***************************************************************************/
 238
 239 ARMword
 240 ARMul_DoInstr (ARMul_State * state)
 241 {
 242   ARMword pc = 0;
 243
 244   state->Emulate = ONCE;
 245   if (state->prog32Sig && ARMul_MODE32BIT)
 246     pc = ARMul_Emulate32 (state);
 247   else
 248     pc = ARMul_Emulate26 (state);
 249
 250   return (pc);
 251 }
 252
 253 /***************************************************************************\
 254 * This routine causes an Abort to occur, including selecting the correct    *
 255 * mode, register bank, and the saving of registers.  Call with the          *
 256 * appropriate vector's memory address (0,4,8 ....)                          *
 257 \***************************************************************************/
 258
 259 void
 260 ARMul_Abort (ARMul_State * state, ARMword vector)
 261 {
 262   ARMword temp;
 263   int isize = INSN_SIZE;
 264   int esize = (TFLAG ? 0 : 4);
 265   int e2size = (TFLAG ? -4 : 0);
 266
 267   state->Aborted = FALSE;
 268
 269   if (ARMul_OSException (state, vector, ARMul_GetPC (state)))
 270     return;
 271
 272   if (state->prog32Sig)
 273     if (ARMul_MODE26BIT)
 274       temp = R15PC;
 275     else
 276       temp = state->Reg[15];
 277   else
 278     temp = R15PC | ECC | ER15INT | EMODE;
 279
 280   switch (vector)
 281     {
 282     case ARMul_ResetV:          /* RESET */
 283       SETABORT (INTBITS, state->prog32Sig ? SVC32MODE : SVC26MODE, 0);
 284       break;
 285     case ARMul_UndefinedInstrV: /* Undefined Instruction */
 286       SETABORT (IBIT, state->prog32Sig ? UNDEF32MODE : SVC26MODE, isize);
 287       break;
 288     case ARMul_SWIV:            /* Software Interrupt */
 289       SETABORT (IBIT, state->prog32Sig ? SVC32MODE : SVC26MODE, isize);
 290       break;
 291     case ARMul_PrefetchAbortV:  /* Prefetch Abort */
 292       state->AbortAddr = 1;
 293       SETABORT (IBIT, state->prog32Sig ? ABORT32MODE : SVC26MODE, esize);
 294       break;
 295     case ARMul_DataAbortV:      /* Data Abort */
 296       SETABORT (IBIT, state->prog32Sig ? ABORT32MODE : SVC26MODE, e2size);
 297       break;
 298     case ARMul_AddrExceptnV:    /* Address Exception */
 299       SETABORT (IBIT, SVC26MODE, isize);
 300       break;
 301     case ARMul_IRQV:            /* IRQ */
 302       SETABORT (IBIT, state->prog32Sig ? IRQ32MODE : IRQ26MODE, esize);
 303       break;
 304     case ARMul_FIQV:            /* FIQ */
 305       SETABORT (INTBITS, state->prog32Sig ? FIQ32MODE : FIQ26MODE, esize);
 306       break;
 307     }
 308   if (ARMul_MODE32BIT)
 309     ARMul_SetR15 (state, vector);
 310   else
 311     ARMul_SetR15 (state, R15CCINTMODE | vector);
 312 }