CPU: Created a basic CPU that can run a loop, along with several small bugfixes elsewhere to make it work
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5595ea91f2
1
.gitignore
vendored
1
.gitignore
vendored
@ -1,3 +1,4 @@
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||||
*.o
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||||
first
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||||
test.rom
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||||
make.deps
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8
Makefile
8
Makefile
@ -2,7 +2,13 @@ QUIET=1
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||||
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all:first
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||||
OBJECT_FILES=gui.o main.o simdata.o assembly.o
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||||
OBJECT_FILES=gui.o main.o simdata.o assembly.o cpu.o
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||||
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make.deps: $(subst .o,.c,${OBJECT_FILES}) $(wildcard *.h)
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||||
@$(CC) -MM $(subst .o,.c,${OBJECT_FILES}) > make.deps
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include make.deps
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||||
ifeq "${QUIET}" "1"
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||||
QUIET_CC = @echo ' CC '$@;
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||||
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136
cpu.c
Normal file
136
cpu.c
Normal file
@ -0,0 +1,136 @@
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||||
#include "simdata.h"
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||||
#include "cpu.h"
|
||||
#include <stdlib.h>
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||||
struct fetch_data_t *malloc_fetch_data(){
|
||||
return NULL;
|
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}
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||||
void free_fetch_data(__attribute__((unused)) struct fetch_data_t *tofree){
|
||||
}
|
||||
int fetch(struct simdata_t *simdata){
|
||||
simdata->decode_data->in_bytecode=(uint32_t)(simdata->RAM[simdata->PC])<<24|(uint32_t)(simdata->RAM[simdata->PC+1])<<16|(uint32_t)(simdata->RAM[simdata->PC+2])<<8|(uint32_t)(simdata->RAM[simdata->PC+3]);
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||||
simdata->PC+=4;
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||||
return 0;
|
||||
}
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||||
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||||
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||||
struct decode_data_t *malloc_decode_data(){
|
||||
return malloc(sizeof(struct decode_data_t));
|
||||
}
|
||||
void free_decode_data(struct decode_data_t *tofree){
|
||||
free(tofree);
|
||||
}
|
||||
int decode(struct simdata_t *simdata){
|
||||
uint16_t opcode;
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||||
switch((simdata->decode_data->in_bytecode&0xE0000000)>>29){
|
||||
case 0:
|
||||
opcode=(simdata->decode_data->in_bytecode&0x1F000000)>>24;
|
||||
switch(opcode){
|
||||
case 1:
|
||||
simdata->exec_data->out_op->OP_ADDR=IMMEDIATE;
|
||||
simdata->exec_data->out_op->data=simdata->decode_data->in_bytecode&0x00FFFFFF;
|
||||
simdata->exec_data->EXEC_ACTION=JUMP;
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
case 1:
|
||||
return 1;
|
||||
break;
|
||||
case 2:
|
||||
return 1;
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
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||||
|
||||
struct exec_data_t *malloc_exec_data(){
|
||||
struct exec_data_t *ret;
|
||||
ret=malloc(sizeof(struct exec_data_t));
|
||||
if(!ret)
|
||||
return 0;
|
||||
ret->in_op1=malloc(sizeof(struct exec_op_t));
|
||||
if(!ret->in_op1){
|
||||
free(ret);
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
ret->in_op2=malloc(sizeof(struct exec_op_t));
|
||||
if(!ret->in_op2){
|
||||
free(ret->in_op1);
|
||||
free(ret);
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
ret->out_op=malloc(sizeof(struct exec_op_t));
|
||||
if(!ret->out_op){
|
||||
free(ret->in_op1);
|
||||
free(ret->in_op2);
|
||||
free(ret);
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
return ret;
|
||||
}
|
||||
void free_exec_data(struct exec_data_t *tofree){
|
||||
free(tofree->in_op1);
|
||||
free(tofree->in_op2);
|
||||
free(tofree->out_op);
|
||||
free(tofree);
|
||||
}
|
||||
int exec(struct simdata_t *simdata){
|
||||
switch(simdata->exec_data->EXEC_ACTION){
|
||||
case JUMP:
|
||||
if(simdata->exec_data->out_op->OP_ADDR==IMMEDIATE)
|
||||
simdata->PC=simdata->exec_data->out_op->data;
|
||||
else
|
||||
return 1;
|
||||
break;
|
||||
case EXEC_ALU:
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
int state=0;
|
||||
|
||||
int cpu_cycle_clock(struct simdata_t *simdata){
|
||||
switch(state){
|
||||
case 0: if( fetch(simdata) ) return 1; break;
|
||||
case 1: if( decode(simdata) ) return 1; break;
|
||||
case 2: if( exec(simdata) ) return 1; break;
|
||||
}
|
||||
if(state==2)
|
||||
state=0;
|
||||
else
|
||||
state++;
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
int cpu_simdata_malloc(struct simdata_t *simdata){
|
||||
simdata->fetch_data=malloc_fetch_data();
|
||||
simdata->decode_data=malloc_decode_data();
|
||||
simdata->exec_data=malloc_exec_data();
|
||||
if((simdata->fetch_data!=NULL)&&(simdata->decode_data!=NULL)&&(simdata->exec_data!=NULL))
|
||||
return 1;
|
||||
else
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void cpu_simdata_free(struct simdata_t *simdata){
|
||||
free_fetch_data(simdata->fetch_data);
|
||||
free_decode_data(simdata->decode_data);
|
||||
free_exec_data(simdata->exec_data);
|
||||
}
|
54
cpu.h
Normal file
54
cpu.h
Normal file
@ -0,0 +1,54 @@
|
||||
#ifndef CPU_HEADER
|
||||
#include "simdata.h"
|
||||
|
||||
struct fetch_data_t{
|
||||
|
||||
};
|
||||
struct decode_data_t{
|
||||
uint32_t in_bytecode;
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
///// EXEC DATA STRUCTURES ///////
|
||||
enum EXEC_ACTION_t {
|
||||
EXEC_ALU,
|
||||
JUMP
|
||||
};
|
||||
|
||||
enum ALU_OP_t {
|
||||
ALU_ADD,
|
||||
ALU_SUB,
|
||||
ALU_SL,
|
||||
ALU_SR,
|
||||
ALU_CMP
|
||||
};
|
||||
|
||||
enum OP_ADDR_t {
|
||||
IMMEDIATE,
|
||||
REGISTER,
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct exec_op_t {
|
||||
enum OP_ADDR_t OP_ADDR;
|
||||
uint32_t data;
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
struct exec_data_t {
|
||||
enum EXEC_ACTION_t EXEC_ACTION;
|
||||
enum ALU_OP_t ALU_OP;
|
||||
struct exec_op_t *in_op1;
|
||||
struct exec_op_t *in_op2;
|
||||
struct exec_op_t *out_op;
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
void cpu_simdata_free(struct simdata_t *simdata);
|
||||
int cpu_simdata_malloc(struct simdata_t *simdata);
|
||||
int cpu_cycle_clock(struct simdata_t *simdata);
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
#define CPU_HEADER
|
7
gui.c
7
gui.c
@ -170,6 +170,7 @@ int gui_error(char *str){
|
||||
}
|
||||
|
||||
int update_general_disas(struct simdata_t *simdata){
|
||||
wclear(general_disas);
|
||||
int width,height;
|
||||
getmaxyx(general_disas,height,width);
|
||||
box(general_disas, 0 , 0);
|
||||
@ -219,6 +220,7 @@ int update_general_disas(struct simdata_t *simdata){
|
||||
}
|
||||
|
||||
int update_general_stack(struct simdata_t *simdata){
|
||||
wclear(general_stack);
|
||||
int width,height;
|
||||
getmaxyx(general_stack,height,width);
|
||||
box(general_stack, 0 , 0);
|
||||
@ -275,6 +277,7 @@ int update_general_stack(struct simdata_t *simdata){
|
||||
}
|
||||
|
||||
int update_general_memdump(struct simdata_t *simdata){
|
||||
wclear(general_memdump);
|
||||
int width,height;
|
||||
getmaxyx(general_memdump,height,width);
|
||||
box(general_memdump, 0 , 0);
|
||||
@ -292,7 +295,7 @@ int update_general_memdump(struct simdata_t *simdata){
|
||||
wprintw(general_memdump,"%06x ",ADDRESS);
|
||||
uint32_t temp_address=ADDRESS;
|
||||
for (int i=0;i<n;i++){
|
||||
if(ADDRESS>=simdata->PC&&ADDRESS<=simdata->PC+4)
|
||||
if(ADDRESS>=simdata->PC&&ADDRESS<=simdata->PC+3)
|
||||
wattron(general_memdump,A_BOLD);
|
||||
else
|
||||
wattroff(general_memdump,A_BOLD);
|
||||
@ -301,7 +304,7 @@ int update_general_memdump(struct simdata_t *simdata){
|
||||
}
|
||||
ADDRESS=temp_address;
|
||||
for (int i=0;i<n;i++){
|
||||
if(ADDRESS>=simdata->PC&&ADDRESS<=simdata->PC+4)
|
||||
if(ADDRESS>=simdata->PC&&ADDRESS<=simdata->PC+3)
|
||||
wattron(general_memdump,A_BOLD);
|
||||
else
|
||||
wattroff(general_memdump,A_BOLD);
|
||||
|
36
main.c
36
main.c
@ -24,6 +24,7 @@
|
||||
#include <unistd.h>
|
||||
#include <errno.h>
|
||||
#include "assembly.h"
|
||||
#include "cpu.h"
|
||||
|
||||
void help(char* progname){
|
||||
printf("Usage: %s -i <file> \n", progname);
|
||||
@ -71,6 +72,10 @@ int main(int argc, char* argd[] ){
|
||||
FILE* rom=fopen(infile,"r");
|
||||
|
||||
struct simdata_t *simdata = init_simdata();
|
||||
if(!simdata){
|
||||
printf("Couldn't allocate memory\n");
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if ( assemble != NULL ){
|
||||
/* RUN ASSEMBLER */
|
||||
@ -127,7 +132,7 @@ int main(int argc, char* argd[] ){
|
||||
fseek(rom, 0, SEEK_SET);
|
||||
|
||||
if(!simdata){
|
||||
gui_error("failed to initialise simdata");
|
||||
gui_error("failed to initialise simdata\n");
|
||||
fclose(rom);
|
||||
free_simdata(simdata);
|
||||
return 1;
|
||||
@ -144,25 +149,42 @@ int main(int argc, char* argd[] ){
|
||||
/// INITIALISE GUI ///
|
||||
if(start_gui()){
|
||||
printf("Failed on start_gui()\n");
|
||||
cpu_simdata_free(simdata);
|
||||
free_simdata(simdata);
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
update_gui(simdata);
|
||||
cpu_simdata_malloc(simdata);
|
||||
|
||||
if(gui_continue_request()){
|
||||
end_gui();
|
||||
printf("Failed on gui_continue_request()\n");
|
||||
free_simdata(simdata);
|
||||
return 1;
|
||||
while(1){
|
||||
update_gui(simdata);
|
||||
|
||||
if(gui_continue_request()){
|
||||
end_gui();
|
||||
printf("Failed on gui_continue_request()\n");
|
||||
cpu_simdata_free(simdata);
|
||||
free_simdata(simdata);
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if(cpu_cycle_clock(simdata)){
|
||||
cpu_simdata_free(simdata);
|
||||
free_simdata(simdata);
|
||||
end_gui();
|
||||
printf("Failed to execute instruction\n");
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if(end_gui()){
|
||||
printf("Failed on end_gui()\n");
|
||||
cpu_simdata_free(simdata);
|
||||
free_simdata(simdata);
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
cpu_simdata_free(simdata);
|
||||
free_simdata(simdata);
|
||||
}
|
||||
return 0;
|
||||
|
@ -6,6 +6,9 @@ struct simdata_t{
|
||||
uint8_t *RAM;
|
||||
uint32_t PC;
|
||||
uint32_t SP;
|
||||
struct fetch_data_t *fetch_data;
|
||||
struct decode_data_t *decode_data;
|
||||
struct exec_data_t *exec_data;
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct simdata_t *init_simdata();
|
||||
@ -17,5 +20,6 @@ enum CPU_STATE_t{
|
||||
SINGLE_STEPPING,
|
||||
STOPPED
|
||||
};
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
#define SIMDATA_HEADER
|
||||
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