sim/moxie/interp.c

   1 /* Simulator for the moxie processor
   2    Copyright (C) 2008-2015 Free Software Foundation, Inc.
   3    Contributed by Anthony Green
   4
   5 This file is part of GDB, the GNU debugger.
   6
   7 This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9 the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
  10 (at your option) any later version.
  11
  12 This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15 GNU General Public License for more details.
  16
  17 You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
  19
  20 #include "config.h"
  21 #include <fcntl.h>
  22 #include <signal.h>
  23 #include <stdlib.h>
  24 #include <string.h>
  25 #include <sys/times.h>
  26 #include <sys/param.h>
  27 #include <unistd.h>
  28 #include "bfd.h"
  29 #include "libiberty.h"
  30 #include "gdb/remote-sim.h"
  31
  32 #include "sim-main.h"
  33 #include "sim-base.h"
  34 #include "sim-options.h"
  35
  36 typedef int word;
  37 typedef unsigned int uword;
  38
  39 /* Extract the signed 10-bit offset from a 16-bit branch
  40    instruction.  */
  41 #define INST2OFFSET(o) ((((signed short)((o & ((1<<10)-1))<<6))>>6)<<1)
  42
  43 #define EXTRACT_WORD(addr) \
  44   ((sim_core_read_aligned_1 (scpu, cia, read_map, addr) << 24) \
  45    + (sim_core_read_aligned_1 (scpu, cia, read_map, addr+1) << 16) \
  46    + (sim_core_read_aligned_1 (scpu, cia, read_map, addr+2) << 8) \
  47    + (sim_core_read_aligned_1 (scpu, cia, read_map, addr+3)))
  48
  49 #define EXTRACT_OFFSET(addr)                                            \
  50   (unsigned int)                                                        \
  51   (((signed short)                                                      \
  52     ((sim_core_read_aligned_1 (scpu, cia, read_map, addr) << 8)         \
  53      + (sim_core_read_aligned_1 (scpu, cia, read_map, addr+1))) << 16) >> 16)
  54
  55 static unsigned long
  56 moxie_extract_unsigned_integer (unsigned char *addr, int len)
  57 {
  58   unsigned long retval;
  59   unsigned char * p;
  60   unsigned char * startaddr = (unsigned char *)addr;
  61   unsigned char * endaddr = startaddr + len;
  62
  63   if (len > (int) sizeof (unsigned long))
  64     printf ("That operation is not available on integers of more than %zu bytes.",
  65             sizeof (unsigned long));
  66
  67   /* Start at the most significant end of the integer, and work towards
  68      the least significant.  */
  69   retval = 0;
  70
  71   for (p = endaddr; p > startaddr;)
  72     retval = (retval << 8) | * -- p;
  73
  74   return retval;
  75 }
  76
  77 static void
  78 moxie_store_unsigned_integer (unsigned char *addr, int len, unsigned long val)
  79 {
  80   unsigned char * p;
  81   unsigned char * startaddr = (unsigned char *)addr;
  82   unsigned char * endaddr = startaddr + len;
  83
  84   for (p = endaddr; p > startaddr;)
  85     {
  86       * -- p = val & 0xff;
  87       val >>= 8;
  88     }
  89 }
  90
  91 /* moxie register names.  */
  92 static const char *reg_names[16] =
  93   { "$fp", "$sp", "$r0", "$r1", "$r2", "$r3", "$r4", "$r5",
  94     "$r6", "$r7", "$r8", "$r9", "$r10", "$r11", "$r12", "$r13" };
  95
  96 /* The machine state.
  97
  98    This state is maintained in host byte order.  The fetch/store
  99    register functions must translate between host byte order and the
 100    target processor byte order.  Keeping this data in target byte
 101    order simplifies the register read/write functions.  Keeping this
 102    data in native order improves the performance of the simulator.
 103    Simulation speed is deemed more important.  */
 104
 105 #define NUM_MOXIE_REGS 17 /* Including PC */
 106 #define NUM_MOXIE_SREGS 256 /* The special registers */
 107 #define PC_REGNO     16
 108
 109 /* The ordering of the moxie_regset structure is matched in the
 110    gdb/config/moxie/tm-moxie.h file in the REGISTER_NAMES macro.  */
 111 /* TODO: This should be moved to sim-main.h:_sim_cpu.  */
 112 struct moxie_regset
 113 {
 114   word            regs[NUM_MOXIE_REGS + 1]; /* primary registers */
 115   word            sregs[256];             /* special registers */
 116   word            cc;                   /* the condition code reg */
 117   unsigned long long insts;                /* instruction counter */
 118 };
 119
 120 #define CC_GT  1<<0
 121 #define CC_LT  1<<1
 122 #define CC_EQ  1<<2
 123 #define CC_GTU 1<<3
 124 #define CC_LTU 1<<4
 125
 126 /* TODO: This should be moved to sim-main.h:_sim_cpu.  */
 127 union
 128 {
 129   struct moxie_regset asregs;
 130   word asints [1];              /* but accessed larger... */
 131 } cpu;
 132
 133 static void
 134 set_initial_gprs (void)
 135 {
 136   int i;
 137   long space;
 138
 139   /* Set up machine just out of reset.  */
 140   cpu.asregs.regs[PC_REGNO] = 0;
 141
 142   /* Clean out the register contents.  */
 143   for (i = 0; i < NUM_MOXIE_REGS; i++)
 144     cpu.asregs.regs[i] = 0;
 145   for (i = 0; i < NUM_MOXIE_SREGS; i++)
 146     cpu.asregs.sregs[i] = 0;
 147 }
 148
 149 /* Write a 1 byte value to memory.  */
 150
 151 static INLINE void
 152 wbat (sim_cpu *scpu, word pc, word x, word v)
 153 {
 154   address_word cia = CPU_PC_GET (scpu);
 155
 156   sim_core_write_aligned_1 (scpu, cia, write_map, x, v);
 157 }
 158
 159 /* Write a 2 byte value to memory.  */
 160
 161 static INLINE void
 162 wsat (sim_cpu *scpu, word pc, word x, word v)
 163 {
 164   address_word cia = CPU_PC_GET (scpu);
 165
 166   sim_core_write_aligned_2 (scpu, cia, write_map, x, v);
 167 }
 168
 169 /* Write a 4 byte value to memory.  */
 170
 171 static INLINE void
 172 wlat (sim_cpu *scpu, word pc, word x, word v)
 173 {
 174   address_word cia = CPU_PC_GET (scpu);
 175
 176   sim_core_write_aligned_4 (scpu, cia, write_map, x, v);
 177 }
 178
 179 /* Read 2 bytes from memory.  */
 180
 181 static INLINE int
 182 rsat (sim_cpu *scpu, word pc, word x)
 183 {
 184   address_word cia = CPU_PC_GET (scpu);
 185
 186   return (sim_core_read_aligned_2 (scpu, cia, read_map, x));
 187 }
 188
 189 /* Read 1 byte from memory.  */
 190
 191 static INLINE int
 192 rbat (sim_cpu *scpu, word pc, word x)
 193 {
 194   address_word cia = CPU_PC_GET (scpu);
 195
 196   return (sim_core_read_aligned_1 (scpu, cia, read_map, x));
 197 }
 198
 199 /* Read 4 bytes from memory.  */
 200
 201 static INLINE int
 202 rlat (sim_cpu *scpu, word pc, word x)
 203 {
 204   address_word cia = CPU_PC_GET (scpu);
 205
 206   return (sim_core_read_aligned_4 (scpu, cia, read_map, x));
 207 }
 208
 209 #define CHECK_FLAG(T,H) if (tflags & T) { hflags |= H; tflags ^= T; }
 210
 211 static unsigned int
 212 convert_target_flags (unsigned int tflags)
 213 {
 214   unsigned int hflags = 0x0;
 215
 216   CHECK_FLAG(0x0001, O_WRONLY);
 217   CHECK_FLAG(0x0002, O_RDWR);
 218   CHECK_FLAG(0x0008, O_APPEND);
 219   CHECK_FLAG(0x0200, O_CREAT);
 220   CHECK_FLAG(0x0400, O_TRUNC);
 221   CHECK_FLAG(0x0800, O_EXCL);
 222   CHECK_FLAG(0x2000, O_SYNC);
 223
 224   if (tflags != 0x0)
 225     fprintf (stderr,
 226              "Simulator Error: problem converting target open flags for host.  0x%x\n",
 227              tflags);
 228
 229   return hflags;
 230 }
 231
 232 /* TODO: Split this up into finger trace levels than just insn.  */
 233 #define MOXIE_TRACE_INSN(str) \
 234   TRACE_INSN (scpu, "0x%08x, %s, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x", \
 235               opc, str, cpu.asregs.regs[0], cpu.asregs.regs[1], \
 236               cpu.asregs.regs[2], cpu.asregs.regs[3], cpu.asregs.regs[4], \
 237               cpu.asregs.regs[5], cpu.asregs.regs[6], cpu.asregs.regs[7], \
 238               cpu.asregs.regs[8], cpu.asregs.regs[9], cpu.asregs.regs[10], \
 239               cpu.asregs.regs[11], cpu.asregs.regs[12], cpu.asregs.regs[13], \
 240               cpu.asregs.regs[14], cpu.asregs.regs[15])
 241
 242 void
 243 sim_engine_run (SIM_DESC sd,
 244                 int next_cpu_nr, /* ignore  */
 245                 int nr_cpus, /* ignore  */
 246                 int siggnal) /* ignore  */
 247 {
 248   word pc, opc;
 249   unsigned short inst;
 250   sim_cpu *scpu = STATE_CPU (sd, 0); /* FIXME */
 251   address_word cia = CPU_PC_GET (scpu);
 252
 253   pc = cpu.asregs.regs[PC_REGNO];
 254
 255   /* Run instructions here. */
 256   do
 257     {
 258       opc = pc;
 259
 260       /* Fetch the instruction at pc.  */
 261       inst = (sim_core_read_aligned_1 (scpu, cia, read_map, pc) << 8)
 262         + sim_core_read_aligned_1 (scpu, cia, read_map, pc+1);
 263
 264       /* Decode instruction.  */
 265       if (inst & (1 << 15))
 266         {
 267           if (inst & (1 << 14))
 268             {
 269               /* This is a Form 3 instruction.  */
 270               int opcode = (inst >> 10 & 0xf);
 271
 272               switch (opcode)
 273                 {
 274                 case 0x00: /* beq */
 275                   {
 276                     MOXIE_TRACE_INSN ("beq");
 277                     if (cpu.asregs.cc & CC_EQ)
 278                       pc += INST2OFFSET(inst);
 279                   }
 280                   break;
 281                 case 0x01: /* bne */
 282                   {
 283                     MOXIE_TRACE_INSN ("bne");
 284                     if (! (cpu.asregs.cc & CC_EQ))
 285                       pc += INST2OFFSET(inst);
 286                   }
 287                   break;
 288                 case 0x02: /* blt */
 289                   {
 290                     MOXIE_TRACE_INSN ("blt");
 291                     if (cpu.asregs.cc & CC_LT)
 292                       pc += INST2OFFSET(inst);
 293                   }               break;
 294                 case 0x03: /* bgt */
 295                   {
 296                     MOXIE_TRACE_INSN ("bgt");
 297                     if (cpu.asregs.cc & CC_GT)
 298                       pc += INST2OFFSET(inst);
 299                   }
 300                   break;
 301                 case 0x04: /* bltu */
 302                   {
 303                     MOXIE_TRACE_INSN ("bltu");
 304                     if (cpu.asregs.cc & CC_LTU)
 305                       pc += INST2OFFSET(inst);
 306                   }
 307                   break;
 308                 case 0x05: /* bgtu */
 309                   {
 310                     MOXIE_TRACE_INSN ("bgtu");
 311                     if (cpu.asregs.cc & CC_GTU)
 312                       pc += INST2OFFSET(inst);
 313                   }
 314                   break;
 315                 case 0x06: /* bge */
 316                   {
 317                     MOXIE_TRACE_INSN ("bge");
 318                     if (cpu.asregs.cc & (CC_GT | CC_EQ))
 319                       pc += INST2OFFSET(inst);
 320                   }
 321                   break;
 322                 case 0x07: /* ble */
 323                   {
 324                     MOXIE_TRACE_INSN ("ble");
 325                     if (cpu.asregs.cc & (CC_LT | CC_EQ))
 326                       pc += INST2OFFSET(inst);
 327                   }
 328                   break;
 329                 case 0x08: /* bgeu */
 330                   {
 331                     MOXIE_TRACE_INSN ("bgeu");
 332                     if (cpu.asregs.cc & (CC_GTU | CC_EQ))
 333                       pc += INST2OFFSET(inst);
 334                   }
 335                   break;
 336                 case 0x09: /* bleu */
 337                   {
 338                     MOXIE_TRACE_INSN ("bleu");
 339                     if (cpu.asregs.cc & (CC_LTU | CC_EQ))
 340                       pc += INST2OFFSET(inst);
 341                   }
 342                   break;
 343                 default:
 344                   {
 345                     MOXIE_TRACE_INSN ("SIGILL3");
 346                     sim_engine_halt (sd, NULL, NULL, pc, sim_stopped, SIM_SIGILL);
 347                     break;
 348                   }
 349                 }
 350             }
 351           else
 352             {
 353               /* This is a Form 2 instruction.  */
 354               int opcode = (inst >> 12 & 0x3);
 355               switch (opcode)
 356                 {
 357                 case 0x00: /* inc */
 358                   {
 359                     int a = (inst >> 8) & 0xf;
 360                     unsigned av = cpu.asregs.regs[a];
 361                     unsigned v = (inst & 0xff);
 362
 363                     MOXIE_TRACE_INSN ("inc");
 364                     cpu.asregs.regs[a] = av + v;
 365                   }
 366                   break;
 367                 case 0x01: /* dec */
 368                   {
 369                     int a = (inst >> 8) & 0xf;
 370                     unsigned av = cpu.asregs.regs[a];
 371                     unsigned v = (inst & 0xff);
 372
 373                     MOXIE_TRACE_INSN ("dec");
 374                     cpu.asregs.regs[a] = av - v;
 375                   }
 376                   break;
 377                 case 0x02: /* gsr */
 378                   {
 379                     int a = (inst >> 8) & 0xf;
 380                     unsigned v = (inst & 0xff);
 381
 382                     MOXIE_TRACE_INSN ("gsr");
 383                     cpu.asregs.regs[a] = cpu.asregs.sregs[v];
 384                   }
 385                   break;
 386                 case 0x03: /* ssr */
 387                   {
 388                     int a = (inst >> 8) & 0xf;
 389                     unsigned v = (inst & 0xff);
 390
 391                     MOXIE_TRACE_INSN ("ssr");
 392                     cpu.asregs.sregs[v] = cpu.asregs.regs[a];
 393                   }
 394                   break;
 395                 default:
 396                   MOXIE_TRACE_INSN ("SIGILL2");
 397                   sim_engine_halt (sd, NULL, NULL, pc, sim_stopped, SIM_SIGILL);
 398                   break;
 399                 }
 400             }
 401         }
 402       else
 403         {
 404           /* This is a Form 1 instruction.  */
 405           int opcode = inst >> 8;
 406           switch (opcode)
 407             {
 408             case 0x00: /* bad */
 409               opc = opcode;
 410               MOXIE_TRACE_INSN ("SIGILL0");
 411               sim_engine_halt (sd, NULL, NULL, pc, sim_stopped, SIM_SIGILL);
 412               break;
 413             case 0x01: /* ldi.l (immediate) */
 414               {
 415                 int reg = (inst >> 4) & 0xf;
 416                 unsigned int val = EXTRACT_WORD(pc+2);
 417
 418                 MOXIE_TRACE_INSN ("ldi.l");
 419                 cpu.asregs.regs[reg] = val;
 420                 pc += 4;
 421               }
 422               break;
 423             case 0x02: /* mov (register-to-register) */
 424               {
 425                 int dest  = (inst >> 4) & 0xf;
 426                 int src = (inst ) & 0xf;
 427
 428                 MOXIE_TRACE_INSN ("mov");
 429                 cpu.asregs.regs[dest] = cpu.asregs.regs[src];
 430               }
 431               break;
 432             case 0x03: /* jsra */
 433               {
 434                 unsigned int fn = EXTRACT_WORD(pc+2);
 435                 unsigned int sp = cpu.asregs.regs[1];
 436
 437                 MOXIE_TRACE_INSN ("jsra");
 438                 /* Save a slot for the static chain.  */
 439                 sp -= 4;
 440
 441                 /* Push the return address.  */
 442                 sp -= 4;
 443                 wlat (scpu, opc, sp, pc + 6);
 444
 445                 /* Push the current frame pointer.  */
 446                 sp -= 4;
 447                 wlat (scpu, opc, sp, cpu.asregs.regs[0]);
 448
 449                 /* Uncache the stack pointer and set the pc and $fp.  */
 450                 cpu.asregs.regs[1] = sp;
 451                 cpu.asregs.regs[0] = sp;
 452                 pc = fn - 2;
 453               }
 454               break;
 455             case 0x04: /* ret */
 456               {
 457                 unsigned int sp = cpu.asregs.regs[0];
 458
 459                 MOXIE_TRACE_INSN ("ret");
 460
 461                 /* Pop the frame pointer.  */
 462                 cpu.asregs.regs[0] = rlat (scpu, opc, sp);
 463                 sp += 4;
 464
 465                 /* Pop the return address.  */
 466                 pc = rlat (scpu, opc, sp) - 2;
 467                 sp += 4;
 468
 469                 /* Skip over the static chain slot.  */
 470                 sp += 4;
 471
 472                 /* Uncache the stack pointer.  */
 473                 cpu.asregs.regs[1] = sp;
 474               }
 475               break;
 476             case 0x05: /* add.l */
 477               {
 478                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 479                 int b = inst & 0xf;
 480                 unsigned av = cpu.asregs.regs[a];
 481                 unsigned bv = cpu.asregs.regs[b];
 482
 483                 MOXIE_TRACE_INSN ("add.l");
 484                 cpu.asregs.regs[a] = av + bv;
 485               }
 486               break;
 487             case 0x06: /* push */
 488               {
 489                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 490                 int b = inst & 0xf;
 491                 int sp = cpu.asregs.regs[a] - 4;
 492
 493                 MOXIE_TRACE_INSN ("push");
 494                 wlat (scpu, opc, sp, cpu.asregs.regs[b]);
 495                 cpu.asregs.regs[a] = sp;
 496               }
 497               break;
 498             case 0x07: /* pop */
 499               {
 500                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 501                 int b = inst & 0xf;
 502                 int sp = cpu.asregs.regs[a];
 503
 504                 MOXIE_TRACE_INSN ("pop");
 505                 cpu.asregs.regs[b] = rlat (scpu, opc, sp);
 506                 cpu.asregs.regs[a] = sp + 4;
 507               }
 508               break;
 509             case 0x08: /* lda.l */
 510               {
 511                 int reg = (inst >> 4) & 0xf;
 512                 unsigned int addr = EXTRACT_WORD(pc+2);
 513
 514                 MOXIE_TRACE_INSN ("lda.l");
 515                 cpu.asregs.regs[reg] = rlat (scpu, opc, addr);
 516                 pc += 4;
 517               }
 518               break;
 519             case 0x09: /* sta.l */
 520               {
 521                 int reg = (inst >> 4) & 0xf;
 522                 unsigned int addr = EXTRACT_WORD(pc+2);
 523
 524                 MOXIE_TRACE_INSN ("sta.l");
 525                 wlat (scpu, opc, addr, cpu.asregs.regs[reg]);
 526                 pc += 4;
 527               }
 528               break;
 529             case 0x0a: /* ld.l (register indirect) */
 530               {
 531                 int src  = inst & 0xf;
 532                 int dest = (inst >> 4) & 0xf;
 533                 int xv;
 534
 535                 MOXIE_TRACE_INSN ("ld.l");
 536                 xv = cpu.asregs.regs[src];
 537                 cpu.asregs.regs[dest] = rlat (scpu, opc, xv);
 538               }
 539               break;
 540             case 0x0b: /* st.l */
 541               {
 542                 int dest = (inst >> 4) & 0xf;
 543                 int val  = inst & 0xf;
 544
 545                 MOXIE_TRACE_INSN ("st.l");
 546                 wlat (scpu, opc, cpu.asregs.regs[dest], cpu.asregs.regs[val]);
 547               }
 548               break;
 549             case 0x0c: /* ldo.l */
 550               {
 551                 unsigned int addr = EXTRACT_OFFSET(pc+2);
 552                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 553                 int b = inst & 0xf;
 554
 555                 MOXIE_TRACE_INSN ("ldo.l");
 556                 addr += cpu.asregs.regs[b];
 557                 cpu.asregs.regs[a] = rlat (scpu, opc, addr);
 558                 pc += 2;
 559               }
 560               break;
 561             case 0x0d: /* sto.l */
 562               {
 563                 unsigned int addr = EXTRACT_OFFSET(pc+2);
 564                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 565                 int b = inst & 0xf;
 566
 567                 MOXIE_TRACE_INSN ("sto.l");
 568                 addr += cpu.asregs.regs[a];
 569                 wlat (scpu, opc, addr, cpu.asregs.regs[b]);
 570                 pc += 2;
 571               }
 572               break;
 573             case 0x0e: /* cmp */
 574               {
 575                 int a  = (inst >> 4) & 0xf;
 576                 int b  = inst & 0xf;
 577                 int cc = 0;
 578                 int va = cpu.asregs.regs[a];
 579                 int vb = cpu.asregs.regs[b];
 580
 581                 MOXIE_TRACE_INSN ("cmp");
 582                 if (va == vb)
 583                   cc = CC_EQ;
 584                 else
 585                   {
 586                     cc |= (va < vb ? CC_LT : 0);
 587                     cc |= (va > vb ? CC_GT : 0);
 588                     cc |= ((unsigned int) va < (unsigned int) vb ? CC_LTU : 0);
 589                     cc |= ((unsigned int) va > (unsigned int) vb ? CC_GTU : 0);
 590                   }
 591
 592                 cpu.asregs.cc = cc;
 593               }
 594               break;
 595             case 0x0f: /* nop */
 596               break;
 597             case 0x10: /* sex.b */
 598               {
 599                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 600                 int b = inst & 0xf;
 601                 signed char bv = cpu.asregs.regs[b];
 602
 603                 MOXIE_TRACE_INSN ("sex.b");
 604                 cpu.asregs.regs[a] = (int) bv;
 605               }
 606               break;
 607             case 0x11: /* sex.s */
 608               {
 609                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 610                 int b = inst & 0xf;
 611                 signed short bv = cpu.asregs.regs[b];
 612
 613                 MOXIE_TRACE_INSN ("sex.s");
 614                 cpu.asregs.regs[a] = (int) bv;
 615               }
 616               break;
 617             case 0x12: /* zex.b */
 618               {
 619                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 620                 int b = inst & 0xf;
 621                 signed char bv = cpu.asregs.regs[b];
 622
 623                 MOXIE_TRACE_INSN ("zex.b");
 624                 cpu.asregs.regs[a] = (int) bv & 0xff;
 625               }
 626               break;
 627             case 0x13: /* zex.s */
 628               {
 629                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 630                 int b = inst & 0xf;
 631                 signed short bv = cpu.asregs.regs[b];
 632
 633                 MOXIE_TRACE_INSN ("zex.s");
 634                 cpu.asregs.regs[a] = (int) bv & 0xffff;
 635               }
 636               break;
 637             case 0x14: /* umul.x */
 638               {
 639                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 640                 int b = inst & 0xf;
 641                 unsigned av = cpu.asregs.regs[a];
 642                 unsigned bv = cpu.asregs.regs[b];
 643                 unsigned long long r =
 644                   (unsigned long long) av * (unsigned long long) bv;
 645
 646                 MOXIE_TRACE_INSN ("umul.x");
 647                 cpu.asregs.regs[a] = r >> 32;
 648               }
 649               break;
 650             case 0x15: /* mul.x */
 651               {
 652                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 653                 int b = inst & 0xf;
 654                 unsigned av = cpu.asregs.regs[a];
 655                 unsigned bv = cpu.asregs.regs[b];
 656                 signed long long r =
 657                   (signed long long) av * (signed long long) bv;
 658
 659                 MOXIE_TRACE_INSN ("mul.x");
 660                 cpu.asregs.regs[a] = r >> 32;
 661               }
 662               break;
 663             case 0x16: /* bad */
 664             case 0x17: /* bad */
 665             case 0x18: /* bad */
 666               {
 667                 opc = opcode;
 668                 MOXIE_TRACE_INSN ("SIGILL0");
 669                 sim_engine_halt (sd, NULL, NULL, pc, sim_stopped, SIM_SIGILL);
 670                 break;
 671               }
 672             case 0x19: /* jsr */
 673               {
 674                 unsigned int fn = cpu.asregs.regs[(inst >> 4) & 0xf];
 675                 unsigned int sp = cpu.asregs.regs[1];
 676
 677                 MOXIE_TRACE_INSN ("jsr");
 678
 679                 /* Save a slot for the static chain.  */
 680                 sp -= 4;
 681
 682                 /* Push the return address.  */
 683                 sp -= 4;
 684                 wlat (scpu, opc, sp, pc + 2);
 685
 686                 /* Push the current frame pointer.  */
 687                 sp -= 4;
 688                 wlat (scpu, opc, sp, cpu.asregs.regs[0]);
 689
 690                 /* Uncache the stack pointer and set the fp & pc.  */
 691                 cpu.asregs.regs[1] = sp;
 692                 cpu.asregs.regs[0] = sp;
 693                 pc = fn - 2;
 694               }
 695               break;
 696             case 0x1a: /* jmpa */
 697               {
 698                 unsigned int tgt = EXTRACT_WORD(pc+2);
 699
 700                 MOXIE_TRACE_INSN ("jmpa");
 701                 pc = tgt - 2;
 702               }
 703               break;
 704             case 0x1b: /* ldi.b (immediate) */
 705               {
 706                 int reg = (inst >> 4) & 0xf;
 707                 unsigned int val = EXTRACT_WORD(pc+2);
 708
 709                 MOXIE_TRACE_INSN ("ldi.b");
 710                 cpu.asregs.regs[reg] = val;
 711                 pc += 4;
 712               }
 713               break;
 714             case 0x1c: /* ld.b (register indirect) */
 715               {
 716                 int src  = inst & 0xf;
 717                 int dest = (inst >> 4) & 0xf;
 718                 int xv;
 719
 720                 MOXIE_TRACE_INSN ("ld.b");
 721                 xv = cpu.asregs.regs[src];
 722                 cpu.asregs.regs[dest] = rbat (scpu, opc, xv);
 723               }
 724               break;
 725             case 0x1d: /* lda.b */
 726               {
 727                 int reg = (inst >> 4) & 0xf;
 728                 unsigned int addr = EXTRACT_WORD(pc+2);
 729
 730                 MOXIE_TRACE_INSN ("lda.b");
 731                 cpu.asregs.regs[reg] = rbat (scpu, opc, addr);
 732                 pc += 4;
 733               }
 734               break;
 735             case 0x1e: /* st.b */
 736               {
 737                 int dest = (inst >> 4) & 0xf;
 738                 int val  = inst & 0xf;
 739
 740                 MOXIE_TRACE_INSN ("st.b");
 741                 wbat (scpu, opc, cpu.asregs.regs[dest], cpu.asregs.regs[val]);
 742               }
 743               break;
 744             case 0x1f: /* sta.b */
 745               {
 746                 int reg = (inst >> 4) & 0xf;
 747                 unsigned int addr = EXTRACT_WORD(pc+2);
 748
 749                 MOXIE_TRACE_INSN ("sta.b");
 750                 wbat (scpu, opc, addr, cpu.asregs.regs[reg]);
 751                 pc += 4;
 752               }
 753               break;
 754             case 0x20: /* ldi.s (immediate) */
 755               {
 756                 int reg = (inst >> 4) & 0xf;
 757
 758                 unsigned int val = EXTRACT_WORD(pc+2);
 759
 760                 MOXIE_TRACE_INSN ("ldi.s");
 761                 cpu.asregs.regs[reg] = val;
 762                 pc += 4;
 763               }
 764               break;
 765             case 0x21: /* ld.s (register indirect) */
 766               {
 767                 int src  = inst & 0xf;
 768                 int dest = (inst >> 4) & 0xf;
 769                 int xv;
 770
 771                 MOXIE_TRACE_INSN ("ld.s");
 772                 xv = cpu.asregs.regs[src];
 773                 cpu.asregs.regs[dest] = rsat (scpu, opc, xv);
 774               }
 775               break;
 776             case 0x22: /* lda.s */
 777               {
 778                 int reg = (inst >> 4) & 0xf;
 779                 unsigned int addr = EXTRACT_WORD(pc+2);
 780
 781                 MOXIE_TRACE_INSN ("lda.s");
 782                 cpu.asregs.regs[reg] = rsat (scpu, opc, addr);
 783                 pc += 4;
 784               }
 785               break;
 786             case 0x23: /* st.s */
 787               {
 788                 int dest = (inst >> 4) & 0xf;
 789                 int val  = inst & 0xf;
 790
 791                 MOXIE_TRACE_INSN ("st.s");
 792                 wsat (scpu, opc, cpu.asregs.regs[dest], cpu.asregs.regs[val]);
 793               }
 794               break;
 795             case 0x24: /* sta.s */
 796               {
 797                 int reg = (inst >> 4) & 0xf;
 798                 unsigned int addr = EXTRACT_WORD(pc+2);
 799
 800                 MOXIE_TRACE_INSN ("sta.s");
 801                 wsat (scpu, opc, addr, cpu.asregs.regs[reg]);
 802                 pc += 4;
 803               }
 804               break;
 805             case 0x25: /* jmp */
 806               {
 807                 int reg = (inst >> 4) & 0xf;
 808
 809                 MOXIE_TRACE_INSN ("jmp");
 810                 pc = cpu.asregs.regs[reg] - 2;
 811               }
 812               break;
 813             case 0x26: /* and */
 814               {
 815                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 816                 int b = inst & 0xf;
 817                 int av, bv;
 818
 819                 MOXIE_TRACE_INSN ("and");
 820                 av = cpu.asregs.regs[a];
 821                 bv = cpu.asregs.regs[b];
 822                 cpu.asregs.regs[a] = av & bv;
 823               }
 824               break;
 825             case 0x27: /* lshr */
 826               {
 827                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 828                 int b = inst & 0xf;
 829                 int av = cpu.asregs.regs[a];
 830                 int bv = cpu.asregs.regs[b];
 831
 832                 MOXIE_TRACE_INSN ("lshr");
 833                 cpu.asregs.regs[a] = (unsigned) ((unsigned) av >> bv);
 834               }
 835               break;
 836             case 0x28: /* ashl */
 837               {
 838                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 839                 int b = inst & 0xf;
 840                 int av = cpu.asregs.regs[a];
 841                 int bv = cpu.asregs.regs[b];
 842
 843                 MOXIE_TRACE_INSN ("ashl");
 844                 cpu.asregs.regs[a] = av << bv;
 845               }
 846               break;
 847             case 0x29: /* sub.l */
 848               {
 849                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 850                 int b = inst & 0xf;
 851                 unsigned av = cpu.asregs.regs[a];
 852                 unsigned bv = cpu.asregs.regs[b];
 853
 854                 MOXIE_TRACE_INSN ("sub.l");
 855                 cpu.asregs.regs[a] = av - bv;
 856               }
 857               break;
 858             case 0x2a: /* neg */
 859               {
 860                 int a  = (inst >> 4) & 0xf;
 861                 int b  = inst & 0xf;
 862                 int bv = cpu.asregs.regs[b];
 863
 864                 MOXIE_TRACE_INSN ("neg");
 865                 cpu.asregs.regs[a] = - bv;
 866               }
 867               break;
 868             case 0x2b: /* or */
 869               {
 870                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 871                 int b = inst & 0xf;
 872                 int av, bv;
 873
 874                 MOXIE_TRACE_INSN ("or");
 875                 av = cpu.asregs.regs[a];
 876                 bv = cpu.asregs.regs[b];
 877                 cpu.asregs.regs[a] = av | bv;
 878               }
 879               break;
 880             case 0x2c: /* not */
 881               {
 882                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 883                 int b = inst & 0xf;
 884                 int bv = cpu.asregs.regs[b];
 885
 886                 MOXIE_TRACE_INSN ("not");
 887                 cpu.asregs.regs[a] = 0xffffffff ^ bv;
 888               }
 889               break;
 890             case 0x2d: /* ashr */
 891               {
 892                 int a  = (inst >> 4) & 0xf;
 893                 int b  = inst & 0xf;
 894                 int av = cpu.asregs.regs[a];
 895                 int bv = cpu.asregs.regs[b];
 896
 897                 MOXIE_TRACE_INSN ("ashr");
 898                 cpu.asregs.regs[a] = av >> bv;
 899               }
 900               break;
 901             case 0x2e: /* xor */
 902               {
 903                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 904                 int b = inst & 0xf;
 905                 int av, bv;
 906
 907                 MOXIE_TRACE_INSN ("xor");
 908                 av = cpu.asregs.regs[a];
 909                 bv = cpu.asregs.regs[b];
 910                 cpu.asregs.regs[a] = av ^ bv;
 911               }
 912               break;
 913             case 0x2f: /* mul.l */
 914               {
 915                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
 916                 int b = inst & 0xf;
 917                 unsigned av = cpu.asregs.regs[a];
 918                 unsigned bv = cpu.asregs.regs[b];
 919
 920                 MOXIE_TRACE_INSN ("mul.l");
 921                 cpu.asregs.regs[a] = av * bv;
 922               }
 923               break;
 924             case 0x30: /* swi */
 925               {
 926                 unsigned int inum = EXTRACT_WORD(pc+2);
 927
 928                 MOXIE_TRACE_INSN ("swi");
 929                 /* Set the special registers appropriately.  */
 930                 cpu.asregs.sregs[2] = 3; /* MOXIE_EX_SWI */
 931                 cpu.asregs.sregs[3] = inum;
 932                 switch (inum)
 933                   {
 934                   case 0x1: /* SYS_exit */
 935                     {
 936                       sim_engine_halt (sd, NULL, NULL, pc, sim_exited,
 937                                        cpu.asregs.regs[2]);
 938                       break;
 939                     }
 940                   case 0x2: /* SYS_open */
 941                     {
 942                       char fname[1024];
 943                       int mode = (int) convert_target_flags ((unsigned) cpu.asregs.regs[3]);
 944                       int perm = (int) cpu.asregs.regs[4];
 945                       int fd = open (fname, mode, perm);
 946                       sim_core_read_buffer (sd, scpu, read_map, fname,
 947                                             cpu.asregs.regs[2], 1024);
 948                       /* FIXME - set errno */
 949                       cpu.asregs.regs[2] = fd;
 950                       break;
 951                     }
 952                   case 0x4: /* SYS_read */
 953                     {
 954                       int fd = cpu.asregs.regs[2];
 955                       unsigned len = (unsigned) cpu.asregs.regs[4];
 956                       char *buf = malloc (len);
 957                       cpu.asregs.regs[2] = read (fd, buf, len);
 958                       sim_core_write_buffer (sd, scpu, write_map, buf,
 959                                              cpu.asregs.regs[3], len);
 960                       free (buf);
 961                       break;
 962                     }
 963                   case 0x5: /* SYS_write */
 964                     {
 965                       char *str;
 966                       /* String length is at 0x12($fp) */
 967                       unsigned count, len = (unsigned) cpu.asregs.regs[4];
 968                       str = malloc (len);
 969                       sim_core_read_buffer (sd, scpu, read_map, str,
 970                                             cpu.asregs.regs[3], len);
 971                       count = write (cpu.asregs.regs[2], str, len);
 972                       free (str);
 973                       cpu.asregs.regs[2] = count;
 974                       break;
 975                     }
 976                   case 0xffffffff: /* Linux System Call */
 977                     {
 978                       unsigned int handler = cpu.asregs.sregs[1];
 979                       unsigned int sp = cpu.asregs.regs[1];
 980
 981                       /* Save a slot for the static chain.  */
 982                       sp -= 4;
 983
 984                       /* Push the return address.  */
 985                       sp -= 4;
 986                       wlat (scpu, opc, sp, pc + 6);
 987
 988                       /* Push the current frame pointer.  */
 989                       sp -= 4;
 990                       wlat (scpu, opc, sp, cpu.asregs.regs[0]);
 991
 992                       /* Uncache the stack pointer and set the fp & pc.  */
 993                       cpu.asregs.regs[1] = sp;
 994                       cpu.asregs.regs[0] = sp;
 995                       pc = handler - 6;
 996                     }
 997                   default:
 998                     break;
 999                   }
1000                 pc += 4;
1001               }
1002               break;
1003             case 0x31: /* div.l */
1004               {
1005                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
1006                 int b = inst & 0xf;
1007                 int av = cpu.asregs.regs[a];
1008                 int bv = cpu.asregs.regs[b];
1009
1010                 MOXIE_TRACE_INSN ("div.l");
1011                 cpu.asregs.regs[a] = av / bv;
1012               }
1013               break;
1014             case 0x32: /* udiv.l */
1015               {
1016                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
1017                 int b = inst & 0xf;
1018                 unsigned int av = cpu.asregs.regs[a];
1019                 unsigned int bv = cpu.asregs.regs[b];
1020
1021                 MOXIE_TRACE_INSN ("udiv.l");
1022                 cpu.asregs.regs[a] = (av / bv);
1023               }
1024               break;
1025             case 0x33: /* mod.l */
1026               {
1027                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
1028                 int b = inst & 0xf;
1029                 int av = cpu.asregs.regs[a];
1030                 int bv = cpu.asregs.regs[b];
1031
1032                 MOXIE_TRACE_INSN ("mod.l");
1033                 cpu.asregs.regs[a] = av % bv;
1034               }
1035               break;
1036             case 0x34: /* umod.l */
1037               {
1038                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
1039                 int b = inst & 0xf;
1040                 unsigned int av = cpu.asregs.regs[a];
1041                 unsigned int bv = cpu.asregs.regs[b];
1042
1043                 MOXIE_TRACE_INSN ("umod.l");
1044                 cpu.asregs.regs[a] = (av % bv);
1045               }
1046               break;
1047             case 0x35: /* brk */
1048               MOXIE_TRACE_INSN ("brk");
1049               sim_engine_halt (sd, NULL, NULL, pc, sim_stopped, SIM_SIGTRAP);
1050               pc -= 2; /* Adjust pc */
1051               break;
1052             case 0x36: /* ldo.b */
1053               {
1054                 unsigned int addr = EXTRACT_OFFSET(pc+2);
1055                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
1056                 int b = inst & 0xf;
1057
1058                 MOXIE_TRACE_INSN ("ldo.b");
1059                 addr += cpu.asregs.regs[b];
1060                 cpu.asregs.regs[a] = rbat (scpu, opc, addr);
1061                 pc += 2;
1062               }
1063               break;
1064             case 0x37: /* sto.b */
1065               {
1066                 unsigned int addr = EXTRACT_OFFSET(pc+2);
1067                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
1068                 int b = inst & 0xf;
1069
1070                 MOXIE_TRACE_INSN ("sto.b");
1071                 addr += cpu.asregs.regs[a];
1072                 wbat (scpu, opc, addr, cpu.asregs.regs[b]);
1073                 pc += 2;
1074               }
1075               break;
1076             case 0x38: /* ldo.s */
1077               {
1078                 unsigned int addr = EXTRACT_OFFSET(pc+2);
1079                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
1080                 int b = inst & 0xf;
1081
1082                 MOXIE_TRACE_INSN ("ldo.s");
1083                 addr += cpu.asregs.regs[b];
1084                 cpu.asregs.regs[a] = rsat (scpu, opc, addr);
1085                 pc += 2;
1086               }
1087               break;
1088             case 0x39: /* sto.s */
1089               {
1090                 unsigned int addr = EXTRACT_OFFSET(pc+2);
1091                 int a = (inst >> 4) & 0xf;
1092                 int b = inst & 0xf;
1093
1094                 MOXIE_TRACE_INSN ("sto.s");
1095                 addr += cpu.asregs.regs[a];
1096                 wsat (scpu, opc, addr, cpu.asregs.regs[b]);
1097                 pc += 2;
1098               }
1099               break;
1100             default:
1101               opc = opcode;
1102               MOXIE_TRACE_INSN ("SIGILL1");
1103               sim_engine_halt (sd, NULL, NULL, pc, sim_stopped, SIM_SIGILL);
1104               break;
1105             }
1106         }
1107
1108       cpu.asregs.insts++;
1109       pc += 2;
1110       cpu.asregs.regs[PC_REGNO] = pc;
1111     } while (1);
1112 }
1113
1114 int
1115 sim_store_register (SIM_DESC sd, int rn, unsigned char *memory, int length)
1116 {
1117   if (rn < NUM_MOXIE_REGS && rn >= 0)
1118     {
1119       if (length == 4)
1120         {
1121           long ival;
1122
1123           /* misalignment safe */
1124           ival = moxie_extract_unsigned_integer (memory, 4);
1125           cpu.asints[rn] = ival;
1126         }
1127
1128       return 4;
1129     }
1130   else
1131     return 0;
1132 }
1133
1134 int
1135 sim_fetch_register (SIM_DESC sd, int rn, unsigned char *memory, int length)
1136 {
1137   if (rn < NUM_MOXIE_REGS && rn >= 0)
1138     {
1139       if (length == 4)
1140         {
1141           long ival = cpu.asints[rn];
1142
1143           /* misalignment-safe */
1144           moxie_store_unsigned_integer (memory, 4, ival);
1145         }
1146
1147       return 4;
1148     }
1149   else
1150     return 0;
1151 }
1152
1153 static sim_cia
1154 moxie_pc_get (sim_cpu *cpu)
1155 {
1156   return cpu->registers[PCIDX];
1157 }
1158
1159 static void
1160 moxie_pc_set (sim_cpu *cpu, sim_cia pc)
1161 {
1162   cpu->registers[PCIDX] = pc;
1163 }
1164
1165 static void
1166 free_state (SIM_DESC sd)
1167 {
1168   if (STATE_MODULES (sd) != NULL)
1169     sim_module_uninstall (sd);
1170   sim_cpu_free_all (sd);
1171   sim_state_free (sd);
1172 }
1173
1174 SIM_DESC
1175 sim_open (SIM_OPEN_KIND kind, host_callback *cb, struct bfd *abfd, char **argv)
1176 {
1177   int i;
1178   SIM_DESC sd = sim_state_alloc (kind, cb);
1179   SIM_ASSERT (STATE_MAGIC (sd) == SIM_MAGIC_NUMBER);
1180
1181   /* The cpu data is kept in a separately allocated chunk of memory.  */
1182   if (sim_cpu_alloc_all (sd, 1, /*cgen_cpu_max_extra_bytes ()*/0) != SIM_RC_OK)
1183     {
1184       free_state (sd);
1185       return 0;
1186     }
1187
1188   STATE_WATCHPOINTS (sd)->pc = &cpu.asregs.regs[PC_REGNO];
1189   STATE_WATCHPOINTS (sd)->sizeof_pc = sizeof (word);
1190
1191   if (sim_pre_argv_init (sd, argv[0]) != SIM_RC_OK)
1192     {
1193       free_state (sd);
1194       return 0;
1195     }
1196
1197   /* getopt will print the error message so we just have to exit if this fails.
1198      FIXME: Hmmm...  in the case of gdb we need getopt to call
1199      print_filtered.  */
1200   if (sim_parse_args (sd, argv) != SIM_RC_OK)
1201     {
1202       free_state (sd);
1203       return 0;
1204     }
1205
1206   sim_do_command(sd," memory region 0x00000000,0x4000000") ;
1207   sim_do_command(sd," memory region 0xE0000000,0x10000") ;
1208
1209   /* Check for/establish the a reference program image.  */
1210   if (sim_analyze_program (sd,
1211                            (STATE_PROG_ARGV (sd) != NULL
1212                             ? *STATE_PROG_ARGV (sd)
1213                             : NULL), abfd) != SIM_RC_OK)
1214     {
1215       free_state (sd);
1216       return 0;
1217     }
1218
1219   /* Configure/verify the target byte order and other runtime
1220      configuration options.  */
1221   if (sim_config (sd) != SIM_RC_OK)
1222     {
1223       sim_module_uninstall (sd);
1224       return 0;
1225     }
1226
1227   if (sim_post_argv_init (sd) != SIM_RC_OK)
1228     {
1229       /* Uninstall the modules to avoid memory leaks,
1230          file descriptor leaks, etc.  */
1231       sim_module_uninstall (sd);
1232       return 0;
1233     }
1234
1235   /* CPU specific initialization.  */
1236   for (i = 0; i < MAX_NR_PROCESSORS; ++i)
1237     {
1238       SIM_CPU *cpu = STATE_CPU (sd, i);
1239
1240       CPU_PC_FETCH (cpu) = moxie_pc_get;
1241       CPU_PC_STORE (cpu) = moxie_pc_set;
1242
1243       set_initial_gprs ();      /* Reset the GPR registers.  */
1244     }
1245
1246   return sd;
1247 }
1248
1249 /* Load the device tree blob.  */
1250
1251 static void
1252 load_dtb (SIM_DESC sd, const char *filename)
1253 {
1254   int size = 0;
1255   FILE *f = fopen (filename, "rb");
1256   char *buf;
1257   sim_cpu *scpu = STATE_CPU (sd, 0); /* FIXME */
1258
1259   /* Don't warn as the sim works fine w/out a device tree.  */
1260   if (f == NULL)
1261     return;
1262   fseek (f, 0, SEEK_END);
1263   size = ftell(f);
1264   fseek (f, 0, SEEK_SET);
1265   buf = alloca (size);
1266   if (size != fread (buf, 1, size, f))
1267     {
1268       sim_io_eprintf (sd, "ERROR: error reading ``%s''.\n", filename);
1269       fclose (f);
1270       return;
1271     }
1272   sim_core_write_buffer (sd, scpu, write_map, buf, 0xE0000000, size);
1273   cpu.asregs.sregs[9] = 0xE0000000;
1274   fclose (f);
1275 }
1276
1277 SIM_RC
1278 sim_create_inferior (SIM_DESC sd, struct bfd *prog_bfd, char **argv, char **env)
1279 {
1280   char ** avp;
1281   int l, argc, i, tp;
1282   sim_cpu *scpu = STATE_CPU (sd, 0); /* FIXME */
1283
1284   if (prog_bfd != NULL)
1285     cpu.asregs.regs[PC_REGNO] = bfd_get_start_address (prog_bfd);
1286
1287   /* Copy args into target memory.  */
1288   avp = argv;
1289   for (argc = 0; avp && *avp; avp++)
1290     argc++;
1291
1292   /* Target memory looks like this:
1293      0x00000000 zero word
1294      0x00000004 argc word
1295      0x00000008 start of argv
1296      .
1297      0x0000???? end of argv
1298      0x0000???? zero word
1299      0x0000???? start of data pointed to by argv  */
1300
1301   wlat (scpu, 0, 0, 0);
1302   wlat (scpu, 0, 4, argc);
1303
1304   /* tp is the offset of our first argv data.  */
1305   tp = 4 + 4 + argc * 4 + 4;
1306
1307   for (i = 0; i < argc; i++)
1308     {
1309       /* Set the argv value.  */
1310       wlat (scpu, 0, 4 + 4 + i * 4, tp);
1311
1312       /* Store the string.  */
1313       sim_core_write_buffer (sd, scpu, write_map, argv[i],
1314                              tp, strlen(argv[i])+1);
1315       tp += strlen (argv[i]) + 1;
1316     }
1317
1318   wlat (scpu, 0, 4 + 4 + i * 4, 0);
1319
1320   load_dtb (sd, DTB);
1321
1322   return SIM_RC_OK;
1323 }