59265e8c9238c0b61085c3cb8022f2f1fd3ef98f
[platform/upstream/gdb.git] / sim / common / hw-device.h
1 /* The common simulator framework for GDB, the GNU Debugger.
2
3    Copyright 2002-2014 Free Software Foundation, Inc.
4
5    Contributed by Andrew Cagney and Red Hat.
6
7    This file is part of GDB.
8
9    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
10    it under the terms of the GNU General Public License as published by
11    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
12    (at your option) any later version.
13
14    This program is distributed in the hope that it will be useful,
15    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17    GNU General Public License for more details.
18
19    You should have received a copy of the GNU General Public License
20    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22
23 #ifndef HW_DEVICE_H
24 #define HW_DEVICE_H
25
26 /* declared in sim-basics.h, this object is used everywhere */
27 /* typedef struct _device device; */
28
29
30 /* Introduction:
31
32    As explained in earlier sections, the device, device instance,
33    property and ports lie at the heart of PSIM's device model.
34
35    In the below a synopsis of the device object and the operations it
36    supports are given.
37    */
38
39
40 /* Creation:
41
42    The devices are created using a sequence of steps.  In particular:
43
44         o       A tree framework is created.
45
46                 At this point, properties can be modified and extra
47                 devices inserted (or removed?).
48
49 #if LATER
50
51                 Any properties that have a run-time value (eg ihandle
52                 or device instance pointer properties) are entered
53                 into the device tree using a named reference to the
54                 corresponding runtime object that is to be created.
55
56 #endif
57
58         o       Real devices are created for all the dummy devices.
59
60                 A device can assume that all of its parents have been
61                 initialized.
62
63                 A device can assume that all non run-time properties
64                 have been initialized.
65
66                 As part of being created, the device normally attaches
67                 itself to its parent bus.
68
69 #if LATER
70
71                 Device instance data is initialized.
72
73 #endif
74
75 #if LATER
76
77         o       Any run-time properties are created.
78
79 #endif
80
81 #if MUCH_MUCH_LATER
82
83         o       Some devices, as part of their initialization
84                 might want to refer to ihandle properties
85                 in the device tree.
86
87 #endif
88
89    NOTES:
90
91         o       It is important to separate the creation
92                 of an actual device from the creation
93                 of the tree.  The alternative creating
94                 the device in two stages: As a separate
95                 entity and then as a part of the tree.
96
97 #if LATER
98         o       Run-time properties can not be created
99                 until after the devices in the tree
100                 have been created.  Hence an extra pass
101                 for handling them.
102 #endif
103
104    */
105
106 /* Relationships:
107
108    A device is able to determine its relationship to other devices
109    within the tree.  Operations include querying for a devices parent,
110    sibling, child, name, and path (from the root).
111
112    */
113
114
115 #define hw_parent(hw) ((hw)->parent_of_hw + 0)
116
117 #define hw_sibling(hw) ((hw)->sibling_of_hw + 0)
118
119 #define hw_child(hw) ((hw)->child_of_hw + 0)
120
121
122
123 /* Herritage:
124
125  */
126
127 #define hw_family(hw) ((hw)->family_of_hw + 0)
128
129 #define hw_name(hw) ((hw)->name_of_hw + 0)
130
131 #define hw_args(hw) ((hw)->args_of_hw + 0)
132
133 #define hw_path(hw) ((hw)->path_of_hw + 0)
134
135
136
137 /* Short cut to the root node of the tree */
138
139 #define hw_root(hw) ((hw)->root_of_hw + 0)
140
141 /* Short cut back to the simulator object */
142
143 #define hw_system(hw) ((hw)->system_of_hw)
144
145 /* For requests initiated by a CPU the cpu that initiated the request */
146
147 struct _sim_cpu *hw_system_cpu (struct hw *hw);
148
149
150 /* Device private data */
151
152 #define hw_data(hw) ((hw)->data_of_hw)
153
154 #define set_hw_data(hw, value) \
155 ((hw)->data_of_hw = (value))
156
157
158 \f
159 /* Perform a soft reset of the device */
160
161 typedef unsigned (hw_reset_method)
162      (struct hw *me);
163
164 #define hw_reset(hw) ((hw)->to_reset (hw))
165
166 #define set_hw_reset(hw, method) \
167 ((hw)->to_reset = method)
168
169 \f
170 /* Hardware operations:
171
172    Connecting a parent to its children is a common bus. The parent
173    node is described as the bus owner and is responisble for
174    co-ordinating bus operations. On the bus, a SPACE:ADDR pair is used
175    to specify an address.  A device that is both a bus owner (parent)
176    and bus client (child) are referred to as a bridging device.
177
178    A child performing a data (DMA) transfer will pass its request to
179    the bus owner (the devices parent).  The bus owner will then either
180    reflect the request to one of the other devices attached to the bus
181    (a child of the bus owner) or bridge the request up the tree to the
182    next bus. */
183
184
185 /* Children attached to a bus can register (attach) themselves to
186    specific addresses on their attached bus.
187
188    (A device may also be implicitly attached to certain bus
189    addresses).
190
191    The SPACE:ADDR pair specify an address on the common bus that
192    connects the parent and child devices. */
193
194 typedef void (hw_attach_address_method)
195      (struct hw *me,
196       int level,
197       int space,
198       address_word addr,
199       address_word nr_bytes,
200       struct hw *client); /*callback/default*/
201
202 #define hw_attach_address(me, level, space, addr, nr_bytes, client) \
203 ((me)->to_attach_address (me, level, space, addr, nr_bytes, client))
204
205 #define set_hw_attach_address(hw, method) \
206 ((hw)->to_attach_address = (method))
207
208 typedef void (hw_detach_address_method)
209      (struct hw *me,
210       int level,
211       int space,
212       address_word addr,
213       address_word nr_bytes,
214       struct hw *client); /*callback/default*/
215
216 #define hw_detach_address(me, level, space, addr, nr_bytes, client) \
217 ((me)->to_detach_address (me, level, space, addr, nr_bytes, client))
218
219 #define set_hw_detach_address(hw, method) \
220 ((hw)->to_detach_address = (method))
221
222
223 /* An IO operation from a parent to a child via the conecting bus.
224
225    The SPACE:ADDR pair specify an address on the bus shared between
226    the parent and child devices. */
227
228 typedef unsigned (hw_io_read_buffer_method)
229      (struct hw *me,
230       void *dest,
231       int space,
232       unsigned_word addr,
233       unsigned nr_bytes);
234
235 #define hw_io_read_buffer(hw, dest, space, addr, nr_bytes) \
236 ((hw)->to_io_read_buffer (hw, dest, space, addr, nr_bytes))
237
238 #define set_hw_io_read_buffer(hw, method) \
239 ((hw)->to_io_read_buffer = (method))
240
241 typedef unsigned (hw_io_write_buffer_method)
242      (struct hw *me,
243       const void *source,
244       int space,
245       unsigned_word addr,
246       unsigned nr_bytes);
247
248 #define hw_io_write_buffer(hw, src, space, addr, nr_bytes) \
249 ((hw)->to_io_write_buffer (hw, src, space, addr, nr_bytes))
250
251 #define set_hw_io_write_buffer(hw, method) \
252 ((hw)->to_io_write_buffer = (method))
253
254
255 /* Conversly, the device pci1000,1@1 may need to perform a dma transfer
256    into the cpu/memory core.  Just as I/O moves towards the leaves,
257    dma transfers move towards the core via the initiating devices
258    parent nodes.  The root device (special) converts the DMA transfer
259    into reads/writes to memory.
260
261    The SPACE:ADDR pair specify an address on the common bus connecting
262    the parent and child devices. */
263
264 typedef unsigned (hw_dma_read_buffer_method)
265      (struct hw *bus,
266       void *dest,
267       int space,
268       unsigned_word addr,
269       unsigned nr_bytes);
270
271 #define hw_dma_read_buffer(bus, dest, space, addr, nr_bytes) \
272 ((bus)->to_dma_read_buffer (bus, dest, space, addr, nr_bytes))
273
274 #define set_hw_dma_read_buffer(me, method) \
275 ((me)->to_dma_read_buffer = (method))
276
277 typedef unsigned (hw_dma_write_buffer_method)
278      (struct hw *bus,
279       const void *source,
280       int space,
281       unsigned_word addr,
282       unsigned nr_bytes,
283       int violate_read_only_section);
284
285 #define hw_dma_write_buffer(bus, src, space, addr, nr_bytes, violate_ro) \
286 ((bus)->to_dma_write_buffer (bus, src, space, addr, nr_bytes, violate_ro))
287
288 #define set_hw_dma_write_buffer(me, method) \
289 ((me)->to_dma_write_buffer = (method))
290 \f
291 /* Address/size specs for devices are encoded following a convention
292    similar to that used by OpenFirmware.  In particular, an
293    address/size is packed into a sequence of up to four cell words.
294    The number of words determined by the number of {address,size}
295    cells attributes of the device. */
296
297 typedef struct _hw_unit
298 {
299   int nr_cells;
300   unsigned_cell cells[4]; /* unused cells are zero */
301 } hw_unit;
302
303
304 /* For the given bus, the number of address and size cells used in a
305    hw_unit. */
306
307 #define hw_unit_nr_address_cells(bus) ((bus)->nr_address_cells_of_hw_unit + 0)
308
309 #define hw_unit_nr_size_cells(bus) ((bus)->nr_size_cells_of_hw_unit + 0)
310
311
312 /* For the given device, its identifying hw_unit address.
313
314    Each device has an identifying hw_unit address.  That address is
315    used when identifying one of a number of identical devices on a
316    common controller bus. ex fd0&fd1. */
317
318 const hw_unit *hw_unit_address
319 (struct hw *me);
320
321
322 /* Convert between a textual and the internal representation of a
323    hw_unit address/size.
324
325    NOTE: A device asks its parent to translate between a hw_unit and
326    textual representation.  This is because the textual address of a
327    device is specified using the parent busses notation. */
328
329 typedef int (hw_unit_decode_method)
330      (struct hw *bus,
331       const char *encoded,
332       hw_unit *unit);
333
334 #define hw_unit_decode(bus, encoded, unit) \
335 ((bus)->to_unit_decode (bus, encoded, unit))
336
337 #define set_hw_unit_decode(hw, method) \
338 ((hw)->to_unit_decode = (method))
339
340 typedef int (hw_unit_encode_method)
341      (struct hw *bus,
342       const hw_unit *unit,
343       char *encoded,
344       int sizeof_buf);
345
346 #define hw_unit_encode(bus, unit, encoded, sizeof_encoded) \
347 ((bus)->to_unit_encode (bus, unit, encoded, sizeof_encoded))
348
349 #define set_hw_unit_encode(hw, method) \
350 ((hw)->to_unit_encode = (method))
351
352
353 /* As the bus that the device is attached too, to translate a devices
354    hw_unit address/size into a form suitable for an attach address
355    call.
356
357    Return a zero result if the address should be ignored when looking
358    for attach addresses. */
359
360 typedef int (hw_unit_address_to_attach_address_method)
361      (struct hw *bus,
362       const hw_unit *unit_addr,
363       int *attach_space,
364       unsigned_word *attach_addr,
365       struct hw *client);
366
367 #define hw_unit_address_to_attach_address(bus, unit_addr, attach_space, attach_addr, client) \
368 ((bus)->to_unit_address_to_attach_address (bus, unit_addr, attach_space, attach_addr, client))
369
370 #define set_hw_unit_address_to_attach_address(hw, method) \
371 ((hw)->to_unit_address_to_attach_address = (method))
372
373 typedef int (hw_unit_size_to_attach_size_method)
374      (struct hw *bus,
375       const hw_unit *unit_size,
376       unsigned *attach_size,
377       struct hw *client);
378
379 #define hw_unit_size_to_attach_size(bus, unit_size, attach_size, client) \
380 ((bus)->to_unit_size_to_attach_size (bus, unit_size, attach_size, client))
381
382 #define set_hw_unit_size_to_attach_size(hw, method) \
383 ((hw)->to_unit_size_to_attach_size = (method))
384
385 \f
386 extern char *hw_strdup (struct hw *me, const char *str);
387
388 \f
389 /* Utilities:
390
391    */
392
393 /* IOCTL::
394
395    Often devices require `out of band' operations to be performed.
396    For instance a pal device may need to notify a PCI bridge device
397    that an interrupt ack cycle needs to be performed on the PCI bus.
398    Within PSIM such operations are performed by using the generic
399    ioctl call <<hw_ioctl()>>.
400
401    */
402
403 typedef enum
404 {
405   hw_ioctl_break, /* unsigned_word requested_break */
406   hw_ioctl_set_trace, /* void */
407   hw_ioctl_create_stack, /* unsigned_word *sp, char **argv, char **envp */
408   hw_ioctl_change_media, /* const char *new_image (possibly NULL) */
409   nr_hw_ioctl_requests,
410 } hw_ioctl_request;
411
412 typedef int (hw_ioctl_method)
413      (struct hw *me,
414       hw_ioctl_request request,
415       va_list ap);
416
417 int hw_ioctl
418 (struct hw *me,
419  hw_ioctl_request request,
420  ...);
421
422
423 /* Error reporting::
424
425    So that errors originating from devices appear in a consistent
426    format, the <<hw_abort()>> function can be used.  Formats and
427    outputs the error message before aborting the simulation
428
429    Devices should use this function to abort the simulation except
430    when the abort reason leaves the simulation in a hazardous
431    condition (for instance a failed malloc).
432
433    */
434
435 void hw_abort
436 (struct hw *me,
437  const char *fmt,
438  ...) __attribute__ ((format (printf, 2, 3), noreturn));
439
440 void hw_vabort
441 (struct hw *me,
442  const char *fmt,
443  va_list ap) __attribute__ ((noreturn));
444
445 void hw_halt
446 (struct hw *me,
447  int reason,
448  int status) __attribute__ ((noreturn));
449
450
451 #define hw_trace_p(hw) ((hw)->trace_of_hw_p + 0)
452
453 void hw_trace
454 (struct hw *me,
455  const char *fmt,
456  ...) __attribute__ ((format (printf, 2, 3)));
457
458 #define HW_TRACE(ARGS) \
459 do { \
460   if (hw_trace_p (me)) \
461     { \
462       hw_trace ARGS; \
463     } \
464 } while (0)
465
466
467 /* Some of the related functions require specific types */
468
469 struct hw_property_data;
470 struct hw_port_data;
471 struct hw_base_data;
472 struct hw_alloc_data;
473 struct hw_event_data;
474 struct hw_handle_data;
475 struct hw_instance_data;
476
477 /* Finally the hardware device - keep your grubby little mits off of
478    these internals! :-) */
479
480 struct hw
481 {
482
483   /* our relatives */
484   struct hw *parent_of_hw;
485   struct hw *sibling_of_hw;
486   struct hw *child_of_hw;
487
488   /* our identity */
489   const char *name_of_hw;
490   const char *family_of_hw;
491   const char *args_of_hw;
492   const char *path_of_hw;
493
494   /* our data */
495   void *data_of_hw;
496
497   /* hot links */
498   struct hw *root_of_hw;
499   struct sim_state *system_of_hw;
500
501   /* identifying data */
502   hw_unit unit_address_of_hw;
503   int nr_address_cells_of_hw_unit;
504   int nr_size_cells_of_hw_unit;
505
506   /* Soft reset */
507   hw_reset_method *to_reset;
508
509   /* Basic callbacks */
510   hw_io_read_buffer_method *to_io_read_buffer;
511   hw_io_write_buffer_method *to_io_write_buffer;
512   hw_dma_read_buffer_method *to_dma_read_buffer;
513   hw_dma_write_buffer_method *to_dma_write_buffer;
514   hw_attach_address_method *to_attach_address;
515   hw_detach_address_method *to_detach_address;
516
517   /* More complicated callbacks */
518   hw_ioctl_method *to_ioctl;
519   int trace_of_hw_p;
520
521   /* address callbacks */
522   hw_unit_decode_method *to_unit_decode;
523   hw_unit_encode_method *to_unit_encode;
524   hw_unit_address_to_attach_address_method *to_unit_address_to_attach_address;
525   hw_unit_size_to_attach_size_method *to_unit_size_to_attach_size;
526
527   /* related data */
528   struct hw_property_data *properties_of_hw;
529   struct hw_port_data *ports_of_hw;
530   struct hw_base_data *base_of_hw;
531   struct hw_alloc_data *alloc_of_hw;
532   struct hw_event_data *events_of_hw;
533   struct hw_handle_data *handles_of_hw;
534   struct hw_instance_data *instances_of_hw;
535
536 };
537
538
539 #endif