fix sign extension, support branch delay slot
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177
msim/ins.c
177
msim/ins.c
|
@ -1,25 +1,74 @@
|
|||
#include <mips.h>
|
||||
#include <melf.h>
|
||||
#include <stdint.h>
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <unistd.h>
|
||||
|
||||
#include <merror.h>
|
||||
#include "sim.h"
|
||||
|
||||
#define I16(n) ((int32_t)(uint16_t)(n))
|
||||
/* sign extension */
|
||||
#define SE(n) ((uint32_t)(int16_t)(n))
|
||||
/* sign extension 64bit */
|
||||
#define SE64(n) ((uint64_t)(int32_t)(n))
|
||||
/* signed sign extension 64bit */
|
||||
#define SSE64(n) ((int64_t)(int32_t)(n))
|
||||
/* shifted sign extention */
|
||||
#define SSE(n, s) (SE(n) << (s))
|
||||
/* zero extension */
|
||||
#define ZE(n) ((uint32_t)(uint16_t)(n))
|
||||
/* get vaddr from offset and base */
|
||||
#define VADDR(sim, ins) \
|
||||
((sim->reg[ins.rs] /* base */) + \
|
||||
(SE(ins.offset) /* offset */))
|
||||
/* gets the low 32 bits of a 64 bit value */
|
||||
#define LO(n) (((1ULL << 32) - 1) & (n))
|
||||
/* gets the hi 32 bits of a 64 bit value */
|
||||
#define HI(n) ((n) >> 32)
|
||||
|
||||
/* convert to a pointer */
|
||||
#define PTR(ptr, type) ((type *)(uintptr_t)(ptr))
|
||||
|
||||
static void sim_delay_slot(struct simulator *sim)
|
||||
{
|
||||
if (sim->args->jdelay == false)
|
||||
return;
|
||||
|
||||
uint32_t ins = * (uint32_t *) (uintptr_t) sim->pc;
|
||||
union mips_instruction_data data = { .raw = B32(ins) };
|
||||
sim->pc += 4;
|
||||
|
||||
switch (data.op) {
|
||||
case MIPS_OP_REGIMM:
|
||||
case MIPS_OP_J:
|
||||
case MIPS_OP_JAL:
|
||||
case MIPS_OP_JALX:
|
||||
case MIPS_OP_BEQ:
|
||||
case MIPS_OP_BEQL:
|
||||
case MIPS_OP_BNE:
|
||||
case MIPS_OP_BNEL:
|
||||
case MIPS_OP_BGTZ:
|
||||
case MIPS_OP_BGTZL:
|
||||
case MIPS_OP_BLEZ:
|
||||
case MIPS_OP_BLEZL:
|
||||
sim_dump(sim, "attempted to execute jump instruction in delay"
|
||||
"slot (0b%05b)", data.op);
|
||||
default:
|
||||
}
|
||||
|
||||
sim_ins(sim, ins);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void sim_ins_special_sop30(struct simulator *sim,
|
||||
union mips_instruction_data ins)
|
||||
{
|
||||
switch (ins.shamt) {
|
||||
case MIPS_SOP30_MUL:
|
||||
sim->reg[ins.rd] = ((int64_t)sim->reg[ins.rs] /
|
||||
(int64_t)sim->reg[ins.rt]) >> 0;
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (SSE64(sim->reg[ins.rs]) *
|
||||
SSE64(sim->reg[ins.rt])) >> 0;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_SOP30_MUH:
|
||||
sim->reg[ins.rd] = ((int64_t)sim->reg[ins.rs] /
|
||||
(int64_t)sim->reg[ins.rt]) >> 32;
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (SSE64(sim->reg[ins.rs]) *
|
||||
SSE64(sim->reg[ins.rt])) >> 32;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
default:
|
||||
|
@ -32,13 +81,13 @@ static void sim_ins_special_sop31(struct simulator *sim,
|
|||
{
|
||||
switch (ins.shamt) {
|
||||
case MIPS_SOP31_MULU:
|
||||
sim->reg[ins.rd] = ((uint64_t)sim->reg[ins.rs] /
|
||||
(uint64_t)sim->reg[ins.rt]) >> 0;
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (SE64(sim->reg[ins.rs]) *
|
||||
SE64(sim->reg[ins.rt])) >> 0;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_SOP31_MUHU:
|
||||
sim->reg[ins.rd] = ((uint64_t)sim->reg[ins.rs] /
|
||||
(uint64_t)sim->reg[ins.rt]) >> 32;
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (SE64(sim->reg[ins.rs]) *
|
||||
SE64(sim->reg[ins.rt])) >> 32;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
default:
|
||||
|
@ -51,13 +100,13 @@ static void sim_ins_special_sop32(struct simulator *sim,
|
|||
{
|
||||
switch (ins.shamt) {
|
||||
case MIPS_SOP32_DIV:
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (int32_t)sim->reg[ins.rs] /
|
||||
(int32_t)sim->reg[ins.rt];
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (signed) sim->reg[ins.rs] /
|
||||
(signed) sim->reg[ins.rt];
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_SOP32_MOD:
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (int32_t)sim->reg[ins.rs] %
|
||||
(int32_t)sim->reg[ins.rt];
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (signed) sim->reg[ins.rs] %
|
||||
(signed) sim->reg[ins.rt];
|
||||
break;
|
||||
|
||||
default:
|
||||
|
@ -87,8 +136,8 @@ static void sim_ins_special(struct simulator *sim,
|
|||
{
|
||||
switch (ins.funct) {
|
||||
case MIPS_FUNCT_ADD:
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (int32_t)sim->reg[ins.rs] +
|
||||
(int32_t)sim->reg[ins.rt];
|
||||
// TODO: trap on overflow
|
||||
sim->reg[ins.rd] = sim->reg[ins.rs] + sim->reg[ins.rt];
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_FUNCT_ADDU:
|
||||
|
@ -116,9 +165,10 @@ static void sim_ins_special(struct simulator *sim,
|
|||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_FUNCT_JALR:
|
||||
sim->reg[MIPS_REG_RA] = sim->pc;
|
||||
sim->reg[ins.rd] = sim->pc + 4;
|
||||
/* fall through */
|
||||
case MIPS_FUNCT_JR:
|
||||
sim_delay_slot(sim);
|
||||
sim->pc = sim->reg[ins.rs];
|
||||
break;
|
||||
|
||||
|
@ -147,7 +197,8 @@ static void sim_ins_special(struct simulator *sim,
|
|||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_FUNCT_SLT:
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (int32_t)sim->reg[ins.rs] < (int32_t)sim->reg[ins.rt] ? 1 : 0;
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (signed) sim->reg[ins.rs] <
|
||||
(signed) sim->reg[ins.rt] ? 1 : 0;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_FUNCT_SLTU:
|
||||
|
@ -155,11 +206,12 @@ static void sim_ins_special(struct simulator *sim,
|
|||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_FUNCT_SRA:
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (int32_t)sim->reg[ins.rt] >> ins.shamt;
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (signed) sim->reg[ins.rt] >> ins.shamt;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_FUNCT_SRAV:
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (int32_t)sim->reg[ins.rt] >> sim->reg[ins.rs];
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (signed) sim->reg[ins.rt] >>
|
||||
sim->reg[ins.rs];
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_FUNCT_SRL:
|
||||
|
@ -171,8 +223,8 @@ static void sim_ins_special(struct simulator *sim,
|
|||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_FUNCT_SUB:
|
||||
sim->reg[ins.rd] = (int32_t)sim->reg[ins.rs] -
|
||||
(int32_t)sim->reg[ins.rt];
|
||||
// TODO: trap on overflow
|
||||
sim->reg[ins.rd] = sim->reg[ins.rs] - sim->reg[ins.rt];
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_FUNCT_SUBU:
|
||||
|
@ -209,29 +261,33 @@ static void sim_ins_special(struct simulator *sim,
|
|||
static void sim_ins_regimm(struct simulator *sim,
|
||||
union mips_instruction_data ins)
|
||||
{
|
||||
uint32_t pc = sim->pc;
|
||||
|
||||
switch (ins.bfunct) {
|
||||
case MIPS_FUNCT_BGEZAL:
|
||||
case MIPS_FUNCT_BGEZALL:
|
||||
sim->reg[MIPS_REG_RA] = sim->pc;
|
||||
sim->reg[MIPS_REG_RA] = sim->pc + 4;
|
||||
/* fall through */
|
||||
case MIPS_FUNCT_BGEZ:
|
||||
case MIPS_FUNCT_BGEZL:
|
||||
if ((int32_t)sim->reg[ins.rs] >= 0)
|
||||
sim->pc += ins.offset << 2;
|
||||
sim_delay_slot(sim);
|
||||
if ((signed) sim->reg[ins.rs] >= 0)
|
||||
sim->pc = pc + SSE(ins.offset, 2);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_FUNCT_BLTZAL:
|
||||
case MIPS_FUNCT_BLTZALL:
|
||||
sim->reg[MIPS_REG_RA] = sim->pc;
|
||||
sim->reg[MIPS_REG_RA] = sim->pc + 4;
|
||||
/* fall through */
|
||||
case MIPS_FUNCT_BLTZ:
|
||||
case MIPS_FUNCT_BLTZL:
|
||||
if ((int32_t)sim->reg[ins.rs] < 0)
|
||||
sim->pc += ins.offset << 2;
|
||||
sim_delay_slot(sim);
|
||||
if ((signed) sim->reg[ins.rs] < 0)
|
||||
sim->pc = pc + SSE(ins.offset, 2);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
default:
|
||||
sim_dump(sim, "unknown bfunct (0b%06b)", ins.bfunct);
|
||||
sim_dump(sim, "unknown branch funct (0b%06b)", ins.bfunct);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
@ -241,6 +297,7 @@ void sim_ins(struct simulator *sim, uint32_t raw)
|
|||
union mips_instruction_data ins = {
|
||||
.raw = B32(raw)
|
||||
};
|
||||
uint32_t pc = sim->pc;
|
||||
|
||||
// reset zero reg
|
||||
sim->reg[MIPS_REG_ZERO] = 0;
|
||||
|
@ -256,73 +313,75 @@ void sim_ins(struct simulator *sim, uint32_t raw)
|
|||
|
||||
case MIPS_OP_ADDI:
|
||||
sim->reg[ins.rt] = (int32_t)sim->reg[ins.rs] +
|
||||
(int16_t) ins.immd;
|
||||
SE(ins.immd);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_ADDIU:
|
||||
sim->reg[ins.rt] = sim->reg[ins.rs] + ins.immd;
|
||||
sim->reg[ins.rt] = sim->reg[ins.rs] + SE(ins.immd);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_ANDI:
|
||||
sim->reg[ins.rt] = sim->reg[ins.rs] & ins.immd;
|
||||
sim->reg[ins.rt] = sim->reg[ins.rs] & ZE(ins.immd);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_BALC:
|
||||
sim->reg[MIPS_REG_RA] = sim->pc;
|
||||
/* fall through */
|
||||
case MIPS_OP_BC:
|
||||
sim->pc += ins.offs26 << 2;
|
||||
sim->pc += SSE(ins.offs26, 2);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_BEQ:
|
||||
case MIPS_OP_BEQL:
|
||||
sim_delay_slot(sim);
|
||||
if (sim->reg[ins.rs] == sim->reg[ins.rt])
|
||||
sim->pc += ins.offset << 2;
|
||||
sim->pc = pc + SSE(ins.offset, 2);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_BGTZ:
|
||||
case MIPS_OP_BGTZL:
|
||||
if ((int32_t)sim->reg[ins.rs] <= 0)
|
||||
sim->pc += ins.offset << 2;
|
||||
sim_delay_slot(sim);
|
||||
if ((signed) sim->reg[ins.rs] <= 0)
|
||||
sim->pc = pc + SSE(ins.offset, 2);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_BLEZ:
|
||||
case MIPS_OP_BLEZL:
|
||||
if ((int32_t)sim->reg[ins.rs] <= 0)
|
||||
sim->pc += ins.offset << 2;
|
||||
sim_delay_slot(sim);
|
||||
if ((signed) sim->reg[ins.rs] <= 0)
|
||||
sim->pc = pc + SSE(ins.offset, 2);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_BNE:
|
||||
case MIPS_OP_BNEL:
|
||||
sim_delay_slot(sim);
|
||||
if (sim->reg[ins.rs] != sim->reg[ins.rt])
|
||||
sim->pc += ins.offset << 2;
|
||||
sim->pc = pc + SSE(ins.offset, 2);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_JAL:
|
||||
sim->reg[MIPS_REG_RA] = sim->pc;
|
||||
sim->reg[MIPS_REG_RA] = sim->pc + 4;
|
||||
/* fall through */
|
||||
case MIPS_OP_J:
|
||||
sim->pc = ins.target << 2;
|
||||
sim_delay_slot(sim);
|
||||
sim->pc &= 0xF0000000;
|
||||
sim->pc |= ins.target << 2;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_LB:
|
||||
sim->reg[ins.rt] = * (int8_t *) (uintptr_t) (sim->reg[ins.rs]
|
||||
+ ins.offset);
|
||||
sim->reg[ins.rt] = *PTR(VADDR(sim, ins), int8_t);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_LBU:
|
||||
sim->reg[ins.rt] = * (uint8_t *) (uintptr_t) (sim->reg[ins.rs]
|
||||
+ ins.offset);
|
||||
sim->reg[ins.rt] = *PTR(VADDR(sim, ins), uint8_t);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_LH:
|
||||
sim->reg[ins.rt] = * (int16_t *) (uintptr_t) (sim->reg[ins.rs]
|
||||
+ ins.offset);
|
||||
sim->reg[ins.rt] = *PTR(VADDR(sim, ins), int16_t);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_LHU:
|
||||
sim->reg[ins.rt] = * (uint16_t *) (uintptr_t) (sim->reg[ins.rs]
|
||||
+ ins.offset);
|
||||
sim->reg[ins.rt] = *PTR(VADDR(sim, ins), uint16_t);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_LUI:
|
||||
|
@ -330,32 +389,28 @@ void sim_ins(struct simulator *sim, uint32_t raw)
|
|||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_LW:
|
||||
sim->reg[ins.rt] = * (uint32_t *) (uintptr_t) (sim->reg[ins.rs]
|
||||
+ ins.offset);
|
||||
sim->reg[ins.rt] = *PTR(VADDR(sim, ins), uint32_t);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_SB:
|
||||
* (uint8_t *) (uintptr_t) (sim->reg[ins.rs] +
|
||||
+ ins.offset) = sim->reg[ins.rt];
|
||||
*PTR(VADDR(sim, ins), uint8_t) = sim->reg[ins.rt];
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_SH:
|
||||
* (uint16_t *) (uintptr_t) (sim->reg[ins.rs] +
|
||||
ins.offset) = sim->reg[ins.rt];
|
||||
*PTR(VADDR(sim, ins), uint16_t) = sim->reg[ins.rt];
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_SW:
|
||||
* (uint32_t *) (uintptr_t) (sim->reg[ins.rs] +
|
||||
ins.offset) = sim->reg[ins.rt];
|
||||
*PTR(VADDR(sim, ins), uint32_t) = sim->reg[ins.rt];
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_SLTI:
|
||||
sim->reg[ins.rt] = (int32_t)sim->reg[ins.rs] <
|
||||
(int16_t)ins.immd ? 1 : 0;
|
||||
sim->reg[ins.rt] = (signed) sim->reg[ins.rs] <
|
||||
(signed) SE(ins.immd) ? 1 : 0;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_SLTIU:
|
||||
sim->reg[ins.rt] = sim->reg[ins.rs] < ins.immd ? 1 : 0;
|
||||
sim->reg[ins.rt] = sim->reg[ins.rs] < SE(ins.immd) ? 1 : 0;
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case MIPS_OP_ORI:
|
||||
|
|
|
@ -52,12 +52,15 @@ static int load_ehdr(struct simulator *sim, struct load_state *state)
|
|||
res |= assert_ehdr(&baseline.e_##name, \
|
||||
&ehdr.e_##name, size) \
|
||||
|
||||
// ignore abi ver
|
||||
ehdr.e_ident[EI_ABIVERSION] = 0x00;
|
||||
|
||||
int res = 0;
|
||||
EHDR_ASSERT(ident, EI_NIDENT);
|
||||
EHDR_ASSERT(type, sizeof(Elf32_Half));
|
||||
EHDR_ASSERT(machine, sizeof(Elf32_Half));
|
||||
EHDR_ASSERT(version, sizeof(Elf32_Word));
|
||||
EHDR_ASSERT(flags, sizeof(Elf32_Word));
|
||||
// EHDR_ASSERT(flags, sizeof(Elf32_Word));
|
||||
EHDR_ASSERT(ehsize, sizeof(Elf32_Half));
|
||||
EHDR_ASSERT(phentsize, sizeof(Elf32_Half));
|
||||
EHDR_ASSERT(shentsize, sizeof(Elf32_Half));
|
||||
|
|
11
msim/main.c
11
msim/main.c
|
@ -2,7 +2,6 @@
|
|||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <unistd.h>
|
||||
#include <merror.h>
|
||||
#include <signal.h>
|
||||
|
||||
#include "fault.h"
|
||||
#include "sim.h"
|
||||
|
@ -11,7 +10,7 @@ static void help(void) {
|
|||
printf("usage: msim [options] executable\n\n");
|
||||
printf("options:\n");
|
||||
printf("\t-h\t\tprints this help messaage\n");
|
||||
printf("\t-c\t\tdisable runtime memory checks (allows segfault)\n");
|
||||
printf("\t-j\t\tdisable jump delay slot\n");
|
||||
printf("\t-d\t\truns the debugger\n");
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
@ -21,18 +20,18 @@ int main(int argc, char **argv) {
|
|||
struct simulator_args args = {
|
||||
.executable = NULL,
|
||||
.debug = false,
|
||||
.memchk = true,
|
||||
.jdelay = true,
|
||||
};
|
||||
|
||||
int c;
|
||||
|
||||
while ((c = getopt(argc, argv, "hcd")) != 1) {
|
||||
while ((c = getopt(argc, argv, "hjd")) != 1) {
|
||||
switch (c) {
|
||||
case 'h':
|
||||
help();
|
||||
return M_SUCCESS;
|
||||
case 'c':
|
||||
args.memchk = false;
|
||||
case 'j':
|
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args.jdelay = false;
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break;
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case 'd':
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args.debug = true;
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||||
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@ -9,7 +9,7 @@
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/// arguments
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||||
struct simulator_args {
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char *executable;
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bool memchk;
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bool jdelay;
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bool debug;
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};
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||||
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||||
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