Add --disable-dtb option to suppress writing the DTB to memory
[riscv-isa-sim.git] / riscv / sim.cc
index a4a1c172498e1d7bd279bf803c9664582b137c39..44223a7d90b59772faffe36af4967ffbf2b27f3e 100644 (file)
@@ -1,13 +1,19 @@
 // See LICENSE for license details.
 
 #include "sim.h"
-#include "htif.h"
+#include "mmu.h"
+#include "dts.h"
+#include "remote_bitbang.h"
 #include <map>
 #include <iostream>
+#include <sstream>
 #include <climits>
 #include <cstdlib>
 #include <cassert>
 #include <signal.h>
+#include <unistd.h>
+#include <sys/wait.h>
+#include <sys/types.h>
 
 volatile bool ctrlc_pressed = false;
 static void handle_signal(int sig)
@@ -18,102 +24,209 @@ static void handle_signal(int sig)
   signal(sig, &handle_signal);
 }
 
-sim_t::sim_t(size_t nprocs, size_t mem_mb, const std::vector<std::string>& args)
-  : htif(new htif_isasim_t(this, args)), procs(std::max(nprocs, size_t(1))),
-    current_step(0), current_proc(0), debug(false)
+sim_t::sim_t(const char* isa, size_t nprocs, bool halted, reg_t start_pc,
+             std::vector<std::pair<reg_t, mem_t*>> mems,
+             const std::vector<std::string>& args,
+             std::vector<int> const hartids, unsigned progsize,
+             unsigned max_bus_master_bits, bool require_authentication)
+  : htif_t(args), mems(mems), procs(std::max(nprocs, size_t(1))),
+    start_pc(start_pc), current_step(0), current_proc(0), debug(false),
+    histogram_enabled(false), dtb_enabled(true), remote_bitbang(NULL),
+    debug_module(this, progsize, max_bus_master_bits, require_authentication)
 {
   signal(SIGINT, &handle_signal);
-  // allocate target machine's memory, shrinking it as necessary
-  // until the allocation succeeds
-  size_t memsz0 = (size_t)mem_mb << 20;
-  size_t quantum = 1L << 20;
-  if (memsz0 == 0)
-    memsz0 = 1L << (sizeof(size_t) == 8 ? 32 : 30);
 
-  memsz = memsz0;
-  while ((mem = (char*)calloc(1, memsz)) == NULL)
-    memsz = memsz*10/11/quantum*quantum;
+  for (auto& x : mems)
+    bus.add_device(x.first, x.second);
 
-  if (memsz != memsz)
-    fprintf(stderr, "warning: only got %lu bytes of target mem (wanted %lu)\n",
-            (unsigned long)memsz, (unsigned long)memsz0);
+  debug_module.add_device(&bus);
 
-  debug_mmu = new mmu_t(mem, memsz);
+  debug_mmu = new mmu_t(this, NULL);
 
-  for (size_t i = 0; i < procs.size(); i++)
-    procs[i] = new processor_t(this, new mmu_t(mem, memsz), i);
+  if (hartids.size() == 0) {
+    for (size_t i = 0; i < procs.size(); i++) {
+      procs[i] = new processor_t(isa, this, i, halted);
+    }
+  }
+  else {
+    if (hartids.size() != procs.size()) {
+      std::cerr << "Number of specified hartids doesn't match number of processors" << strerror(errno) << std::endl;
+      exit(1);
+    }
+    for (size_t i = 0; i < procs.size(); i++) {
+      procs[i] = new processor_t(isa, this, hartids[i], halted);
+    }
+  }
+
+  clint.reset(new clint_t(procs));
+  bus.add_device(CLINT_BASE, clint.get());
 }
 
 sim_t::~sim_t()
 {
   for (size_t i = 0; i < procs.size(); i++)
-  {
-    mmu_t* pmmu = procs[i]->get_mmu();
     delete procs[i];
-    delete pmmu;
-  }
   delete debug_mmu;
-  free(mem);
 }
 
-void sim_t::send_ipi(reg_t who)
+void sim_thread_main(void* arg)
 {
-  if (who < procs.size())
-    procs[who]->deliver_ipi();
+  ((sim_t*)arg)->main();
 }
 
-reg_t sim_t::get_scr(int which)
+void sim_t::main()
 {
-  switch (which)
-  {
-    case 0: return procs.size();
-    case 1: return memsz >> 20;
-    default: return -1;
-  }
-}
+  if (!debug && log)
+    set_procs_debug(true);
 
-void sim_t::run()
-{
-  while (htif->tick())
+  while (!done())
   {
     if (debug || ctrlc_pressed)
       interactive();
     else
-      step(INTERLEAVE, false);
+      step(INTERLEAVE);
+    if (remote_bitbang) {
+      remote_bitbang->tick();
+    }
   }
 }
 
-void sim_t::step(size_t n, bool noisy)
+int sim_t::run()
+{
+  host = context_t::current();
+  target.init(sim_thread_main, this);
+  return htif_t::run();
+}
+
+void sim_t::step(size_t n)
 {
   for (size_t i = 0, steps = 0; i < n; i += steps)
   {
     steps = std::min(n - i, INTERLEAVE - current_step);
-    procs[current_proc]->step(steps, noisy);
+    procs[current_proc]->step(steps);
 
     current_step += steps;
     if (current_step == INTERLEAVE)
     {
       current_step = 0;
-      procs[current_proc]->yield_load_reservation();
-      if (++current_proc == procs.size())
+      procs[current_proc]->get_mmu()->yield_load_reservation();
+      if (++current_proc == procs.size()) {
         current_proc = 0;
+        clint->increment(INTERLEAVE / INSNS_PER_RTC_TICK);
+      }
 
-      htif->tick();
+      host->switch_to();
     }
   }
 }
 
-bool sim_t::running()
+void sim_t::set_debug(bool value)
 {
-  for (size_t i = 0; i < procs.size(); i++)
-    if (procs[i]->running())
-      return true;
-  return false;
+  debug = value;
+}
+
+void sim_t::set_log(bool value)
+{
+  log = value;
+}
+
+void sim_t::set_histogram(bool value)
+{
+  histogram_enabled = value;
+  for (size_t i = 0; i < procs.size(); i++) {
+    procs[i]->set_histogram(histogram_enabled);
+  }
+}
+
+void sim_t::set_procs_debug(bool value)
+{
+  for (size_t i=0; i< procs.size(); i++)
+    procs[i]->set_debug(value);
+}
+
+bool sim_t::mmio_load(reg_t addr, size_t len, uint8_t* bytes)
+{
+  if (addr + len < addr)
+    return false;
+  return bus.load(addr, len, bytes);
+}
+
+bool sim_t::mmio_store(reg_t addr, size_t len, const uint8_t* bytes)
+{
+  if (addr + len < addr)
+    return false;
+  return bus.store(addr, len, bytes);
+}
+
+void sim_t::make_dtb()
+{
+  const int reset_vec_size = 8;
+
+  start_pc = start_pc == reg_t(-1) ? get_entry_point() : start_pc;
+
+  uint32_t reset_vec[reset_vec_size] = {
+    0x297,                                      // auipc  t0,0x0
+    0x28593 + (reset_vec_size * 4 << 20),       // addi   a1, t0, &dtb
+    0xf1402573,                                 // csrr   a0, mhartid
+    get_core(0)->get_xlen() == 32 ?
+      0x0182a283u :                             // lw     t0,24(t0)
+      0x0182b283u,                              // ld     t0,24(t0)
+    0x28067,                                    // jr     t0
+    0,
+    (uint32_t) (start_pc & 0xffffffff),
+    (uint32_t) (start_pc >> 32)
+  };
+
+  std::vector<char> rom((char*)reset_vec, (char*)reset_vec + sizeof(reset_vec));
+
+  dts = make_dts(INSNS_PER_RTC_TICK, CPU_HZ, procs, mems);
+  std::string dtb = dts_compile(dts);
+
+  rom.insert(rom.end(), dtb.begin(), dtb.end());
+  const int align = 0x1000;
+  rom.resize((rom.size() + align - 1) / align * align);
+
+  boot_rom.reset(new rom_device_t(rom));
+  bus.add_device(DEFAULT_RSTVEC, boot_rom.get());
+}
+
+char* sim_t::addr_to_mem(reg_t addr) {
+  auto desc = bus.find_device(addr);
+  if (auto mem = dynamic_cast<mem_t*>(desc.second))
+    if (addr - desc.first < mem->size())
+      return mem->contents() + (addr - desc.first);
+  return NULL;
+}
+
+// htif
+
+void sim_t::reset()
+{
+  if (dtb_enabled)
+    make_dtb();
+}
+
+void sim_t::idle()
+{
+  target.switch_to();
+}
+
+void sim_t::read_chunk(addr_t taddr, size_t len, void* dst)
+{
+  assert(len == 8);
+  auto data = debug_mmu->load_uint64(taddr);
+  memcpy(dst, &data, sizeof data);
+}
+
+void sim_t::write_chunk(addr_t taddr, size_t len, const void* src)
+{
+  assert(len == 8);
+  uint64_t data;
+  memcpy(&data, src, sizeof data);
+  debug_mmu->store_uint64(taddr, data);
 }
 
-void sim_t::stop()
+void sim_t::proc_reset(unsigned id)
 {
-  procs[0]->state.tohost = 1;
-  while (htif->tick())
-    ;
+  debug_module.proc_reset(id);
 }