Disassemble RVC instructions based on XLEN
[riscv-isa-sim.git] / riscv / processor.h
index d132f25e45addc948ef8a5cc2c47eea0cf84eaef..090ebe7a155a9157f2cc6c8e0d112d05f120acfc 100644 (file)
@@ -4,7 +4,8 @@
 
 #include "decode.h"
 #include "config.h"
-#include <cstring>
+#include "devices.h"
+#include <string>
 #include <vector>
 #include <map>
 
@@ -18,18 +19,30 @@ class disassembler_t;
 
 struct insn_desc_t
 {
-  uint32_t match;
-  uint32_t mask;
+  insn_bits_t match;
+  insn_bits_t mask;
   insn_func_t rv32;
   insn_func_t rv64;
 };
 
 struct commit_log_reg_t
 {
-  uint32_t addr;
+  reg_t addr;
   reg_t data;
 };
 
+typedef struct
+{
+  uint8_t prv;
+  bool step;
+  bool ebreakm;
+  bool ebreakh;
+  bool ebreaks;
+  bool ebreaku;
+  bool halt;
+  uint8_t cause;
+} dcsr_t;
+
 // architectural state of a RISC-V hart
 struct state_t
 {
@@ -40,54 +53,86 @@ struct state_t
   regfile_t<freg_t, NFPR, false> FPR;
 
   // control and status registers
-  reg_t epc;
-  reg_t badvaddr;
-  reg_t evec;
-  reg_t ptbr;
-  reg_t pcr_k0;
-  reg_t pcr_k1;
-  reg_t cause;
-  reg_t tohost;
-  reg_t fromhost;
-  reg_t count;
-  uint32_t compare;
-  uint32_t sr; // only modify the status register using set_pcr()
+  reg_t prv;
+  reg_t mstatus;
+  reg_t mepc;
+  reg_t mbadaddr;
+  reg_t mscratch;
+  reg_t mtvec;
+  reg_t mcause;
+  reg_t minstret;
+  reg_t mie;
+  reg_t mip;
+  reg_t medeleg;
+  reg_t mideleg;
+  reg_t mucounteren;
+  reg_t mscounteren;
+  reg_t sepc;
+  reg_t sbadaddr;
+  reg_t sscratch;
+  reg_t stvec;
+  reg_t sptbr;
+  reg_t scause;
+  reg_t dpc;
+  reg_t dscratch;
+  dcsr_t dcsr;
+
   uint32_t fflags;
   uint32_t frm;
+  bool serialized; // whether timer CSRs are in a well-defined state
+
+  // When true, execute a single instruction and then enter debug mode.  This
+  // can only be set by executing dret.
+  enum {
+      STEP_NONE,
+      STEP_STEPPING,
+      STEP_STEPPED
+  } single_step;
 
   reg_t load_reservation;
 
 #ifdef RISCV_ENABLE_COMMITLOG
   commit_log_reg_t log_reg_write;
+  reg_t last_inst_priv;
 #endif
 };
 
 // this class represents one processor in a RISC-V machine.
-class processor_t
+class processor_t : public abstract_device_t
 {
 public:
-  processor_t(sim_t* _sim, mmu_t* _mmu, uint32_t _id);
+  processor_t(const char* isa, sim_t* sim, uint32_t id, bool halt_on_reset=false);
   ~processor_t();
 
   void set_debug(bool value);
   void set_histogram(bool value);
-  void reset(bool value);
+  void reset();
   void step(size_t n); // run for n cycles
-  void deliver_ipi(); // register an interprocessor interrupt
-  bool running() { return run; }
-  void set_pcr(int which, reg_t val);
-  void set_fromhost(reg_t val);
-  void set_interrupt(int which, bool on);
-  reg_t get_pcr(int which);
+  void set_csr(int which, reg_t val);
+  void raise_interrupt(reg_t which);
+  reg_t get_csr(int which);
   mmu_t* get_mmu() { return mmu; }
   state_t* get_state() { return &state; }
   extension_t* get_extension() { return ext; }
+  bool supports_extension(unsigned char ext) {
+    if (ext >= 'a' && ext <= 'z') ext += 'A' - 'a';
+    return ext >= 'A' && ext <= 'Z' && ((isa >> (ext - 'A')) & 1);
+  }
+  void set_privilege(reg_t);
   void yield_load_reservation() { state.load_reservation = (reg_t)-1; }
-  void update_histogram(size_t pc);
+  void update_histogram(reg_t pc);
+  const disassembler_t* get_disassembler() { return disassembler; }
 
   void register_insn(insn_desc_t);
   void register_extension(extension_t*);
 
+  // MMIO slave interface
+  bool load(reg_t addr, size_t len, uint8_t* bytes);
+  bool store(reg_t addr, size_t len, const uint8_t* bytes);
+
+  // When true, display disassembly of each instruction that's executed.
+  bool debug;
+
 private:
   sim_t* sim;
   mmu_t* mmu; // main memory is always accessed via the mmu
@@ -95,27 +140,35 @@ private:
   disassembler_t* disassembler;
   state_t state;
   uint32_t id;
-  bool run; // !reset
-  bool debug;
+  unsigned max_xlen;
+  unsigned xlen;
+  reg_t isa;
+  std::string isa_string;
   bool histogram_enabled;
-  bool rv64;
-  bool serialized;
+  bool halt_on_reset;
 
   std::vector<insn_desc_t> instructions;
-  std::vector<insn_desc_t*> opcode_map;
-  std::vector<insn_desc_t> opcode_store;
-  std::map<size_t,size_t> pc_histogram;
+  std::map<reg_t,uint64_t> pc_histogram;
 
+  static const size_t OPCODE_CACHE_SIZE = 8191;
+  insn_desc_t opcode_cache[OPCODE_CACHE_SIZE];
+
+  void check_timer();
   void take_interrupt(); // take a trap if any interrupts are pending
-  void serialize(); // collapse into defined architectural state
-  reg_t take_trap(trap_t& t, reg_t epc); // take an exception
+  void take_trap(trap_t& t, reg_t epc); // take an exception
   void disasm(insn_t insn); // disassemble and print an instruction
+  int paddr_bits();
+
+  void enter_debug_mode(uint8_t cause);
 
   friend class sim_t;
   friend class mmu_t;
+  friend class rtc_t;
   friend class extension_t;
 
+  void parse_isa_string(const char* isa);
   void build_opcode_map();
+  void register_base_instructions();
   insn_func_t decode_insn(insn_t insn);
 };