refactor disassembler, and add hwacha disassembler
[riscv-isa-sim.git] / riscv / processor.h
index 33ca93921efcce200f7a3eba37dd6260530a2172..0256bd829cde2ad54594dc323f46debba25b4276 100644 (file)
+// See LICENSE for license details.
 #ifndef _RISCV_PROCESSOR_H
 #define _RISCV_PROCESSOR_H
 
-#include <cstring>
 #include "decode.h"
-#include "trap.h"
-#include "mmu.h"
+#include "disasm.h"
+#include <cstring>
+#include "config.h"
+#include <map>
 
+class processor_t;
+class mmu_t;
+typedef reg_t (*insn_func_t)(processor_t*, insn_t, reg_t);
 class sim_t;
+class trap_t;
+class extension_t;
 
-class processor_t
+struct insn_desc_t
 {
-public:
-  processor_t(sim_t* _sim, char* _mem, size_t _memsz);
-  void init(uint32_t _id);
-  void step(size_t n, bool noisy);
+  uint32_t match;
+  uint32_t mask;
+  insn_func_t rv32;
+  insn_func_t rv64;
+};
 
-private:
-  sim_t* sim;
+// architectural state of a RISC-V hart
+struct state_t
+{
+  void reset();
 
-  // architected state
-  reg_t R[NGPR];
+  // user-visible state
   reg_t pc;
+  regfile_t<reg_t, NXPR, true> XPR;
+  regfile_t<freg_t, NFPR, false> FPR;
+  reg_t cycle;
+
+  // privileged control registers
   reg_t epc;
   reg_t badvaddr;
-  reg_t ebase;
-  uint32_t id;
-  uint32_t sr;
-  int gprlen;
+  reg_t evec;
+  reg_t ptbr;
+  reg_t pcr_k0;
+  reg_t pcr_k1;
+  reg_t cause;
+  reg_t tohost;
+  reg_t fromhost;
+  uint32_t sr; // only modify the status register using set_pcr()
+  uint32_t fsr;
+  uint32_t count;
+  uint32_t compare;
+
+  reg_t load_reservation;
+};
 
-  // shared memory
-  mmu_t mmu;
+// this class represents one processor in a RISC-V machine.
+class processor_t
+{
+public:
+  processor_t(sim_t* _sim, mmu_t* _mmu, uint32_t _id);
+  ~processor_t();
+
+  void set_debug(bool value);
+  void reset(bool value);
+  void step(size_t n); // run for n cycles
+  void deliver_ipi(); // register an interprocessor interrupt
+  bool running() { return run; }
+  reg_t set_pcr(int which, reg_t val);
+  uint32_t set_fsr(uint32_t val); // set the floating-point status register
+  void set_interrupt(int which, bool on);
+  reg_t get_pcr(int which);
+  uint32_t get_fsr() { return state.fsr; }
+  mmu_t* get_mmu() { return mmu; }
+  state_t* get_state() { return &state; }
+  extension_t* get_extension() { return ext; }
+  void yield_load_reservation() { state.load_reservation = (reg_t)-1; }
+
+  void register_insn(insn_desc_t);
+  void register_extension(extension_t*);
+
+private:
+  sim_t* sim;
+  mmu_t* mmu; // main memory is always accessed via the mmu
+  extension_t* ext;
+  disassembler_t disassembler;
+  state_t state;
+  uint32_t id;
+  bool run; // !reset
+  bool debug;
 
-  // counters
-  reg_t counters[32];
+  unsigned opcode_bits;
+  std::multimap<uint32_t, insn_desc_t> opcode_map;
 
-  // functions
-  void set_sr(uint32_t val);
-  void take_trap(trap_t t);
-  void disasm(insn_t insn, reg_t pc);
+  void take_interrupt(); // take a trap if any interrupts are pending
+  void take_trap(reg_t pc, trap_t& t); // take an exception
+  void disasm(insn_t insn); // disassemble and print an instruction
 
   friend class sim_t;
+  friend class mmu_t;
+  friend class extension_t;
+  friend class htif_isasim_t;
+
+  insn_func_t decode_insn(insn_t insn);
 };
 
+reg_t illegal_instruction(processor_t* p, insn_t insn, reg_t pc);
+
+#define REGISTER_INSN(proc, name, match, mask) \
+  extern reg_t rv32_##name(processor_t*, insn_t, reg_t); \
+  extern reg_t rv64_##name(processor_t*, insn_t, reg_t); \
+  proc->register_insn((insn_desc_t){match, mask, rv32_##name, rv64_##name});
+
 #endif