Instructions are no longer member functions
[riscv-isa-sim.git] / riscv / processor.h
index 942c491836255235261a03ddb7a8607f8e37e19b..7b7f31407eb414cdfb66c581162dcab96529e3fa 100644 (file)
@@ -1,55 +1,96 @@
+// 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 <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 processor_t
+// architectural state of a RISC-V hart
+struct state_t
 {
-public:
-  processor_t(sim_t* _sim, char* _mem, size_t _memsz);
-  void init(uint32_t _id);
-  void step(size_t n, bool noisy);
+  void reset();
 
-private:
-  sim_t* sim;
-
-  // architected state
-  reg_t R[NGPR];
-  freg_t FR[NFPR];
+  // 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 pc;
   reg_t epc;
   reg_t badvaddr;
-  reg_t ebase;
-  uint32_t id;
-  uint32_t sr;
-
-  // unprivileged control registers
-  uint32_t tid;
+  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;
 
-  // 32-bit or 64-bit mode (redundant with sr)
-  int gprlen;
+  reg_t load_reservation;
+};
+
+// 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();
 
-  // shared memory
-  mmu_t mmu;
+  void reset(bool value);
+  void step(size_t n, bool noisy); // 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; }
+  void yield_load_reservation() { state.load_reservation = (reg_t)-1; }
 
-  // counters
-  reg_t counters[32];
+  void register_insn(uint32_t match, uint32_t mask, insn_func_t rv32, insn_func_t rv64);
 
-  // functions
-  void set_sr(uint32_t val);
-  void set_fsr(uint32_t val);
-  void take_trap(trap_t t, bool noisy);
-  void disasm(insn_t insn, reg_t pc);
+private:
+  sim_t& sim;
+  mmu_t& mmu; // main memory is always accessed via the mmu
+  state_t state;
+  uint32_t id;
+  bool run; // !reset
+
+  struct opcode_map_entry_t
+  {
+    uint32_t match;
+    uint32_t mask;
+    insn_func_t rv32;
+    insn_func_t rv64;
+  };
+  unsigned opcode_bits;
+  std::multimap<uint32_t, opcode_map_entry_t> opcode_map;
+
+  void take_interrupt(); // take a trap if any interrupts are pending
+  void take_trap(reg_t pc, trap_t& t, bool noisy); // take an exception
+  void disasm(insn_t insn, reg_t pc); // disassemble and print an instruction
 
   friend class sim_t;
+  friend class mmu_t;
+  friend class htif_isasim_t;
+
+  insn_func_t decode_insn(insn_t insn);
 };
 
 #endif