fw: irq wrapper, picorv32 custom instructions, _die() with blinkenlights

fpga/output_files/max80.map

@@ -10,7 +10,7 @@ Quad-Serial configuration device dummy clock cycle: 8
 
 Notes:
 
-- Data checksum for this conversion is 0xF769F89A
+- Data checksum for this conversion is 0xF769E5AB
 
 - All the addresses in this file are byte addresses
 

fw/Makefile

@@ -31,7 +31,7 @@ boot_depth  := 2048
 boot_width  := 32
 boot_stride := 1
 
-boot.elf: head.o hello.o console.o
+boot.elf: head.o die.o hello.o console.o
 
 %.mif: %.bin bin2mif.pl
 	$(PERL) bin2mif.pl $< $@ $($*_depth) $($*_width) $($*_stride)
@@ -61,7 +61,7 @@ boot.elf: head.o hello.o console.o
 	$(CC) $(SFLAGS) $(SFLAGS_$<) $(gendeps) -c -o $@ $<
 
 %.s: %.S
-	$(CC) $(SFLAGS) $(SFLAGS_$<) $(gendeps) -o $@ $<
+	$(CC) $(SFLAGS) $(SFLAGS_$<) $(gendeps) -E -o $@ $<
 
 clean:
 	rm -f *.o *.i *.s *.elf *.bin .*.d

fw/boot.mif

@@ -5,1001 +5,1037 @@ ADDRESS_RADIX = HEX;
 DATA_RADIX = HEX;
 CONTENT BEGIN
 000 : 00002137;
-001 : 1B20006F;
+001 : 21E0006F;
 002 : 00000000;
 003 : 00000000;
-004 : A001A009;
-005 : 6571715D;
-006 : C0CAC2A6;
-007 : DA56DC52;
-008 : D65ED85A;
-009 : 20050513;
-00A : 45C12AB7;
-00B : 78DADB37;
-00C : 00040BB7;
-00D : 02000A37;
-00E : DE4EC4A2;
-00F : D462C686;
-010 : D06AD266;
-011 : 4401CE6E;
-012 : 49812C15;
-013 : C0000023;
-014 : 86018493;
-015 : 86818913;
-016 : BA1A8A93;
-017 : ECBB0B13;
-018 : 1A7D1BFD;
-019 : 85136085;
-01A : 24B1E380;
-01B : 86C1A603;
-01C : 0C936285;
-01D : 85A20014;
-01E : D9028513;
-01F : 0FFCFC93;
-020 : 237324B5;
-021 : 4094C010;
-022 : 05B76385;
-023 : 06374000;
-024 : 85134200;
-025 : C41ADAC3;
-026 : 04132C91;
-027 : 45A102D0;
-028 : 00890023;
-029 : 86B1A823;
-02A : 44014D01;
-02B : 87018C13;
-02C : 400006B7;
-02D : 05335DFD;
-02E : 202300D4;
-02F : 45810005;
-030 : 2A85C62A;
-031 : 55FD4532;
-032 : 20230D05;
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-037 : C10085A2;
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-039 : 45320354;
-03A : 016605B3;
-03B : 2291C10C;
-03C : 017D7733;
-03D : 400006B7;
-03E : 02D00813;
-03F : 4883E719;
-040 : 00230009;
-041 : 0023C510;
-042 : AE030109;
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-04C : 0D050354;
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-04E : 01840533;
-04F : 77B328DD;
-050 : E799017D;
-051 : 00094083;
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-06E : 81930000;
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-07E : CB810000;
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-08A : 00000317;
-08B : 00000067;
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-08E : C4221141;
-08F : 87018413;
-090 : C606401C;
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-09C : 86E18423;
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-09E : 80828082;
-09F : 3216D737;
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-0A5 : 2223FFF3;
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-0A7 : C4A00023;
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-0A9 : 34700713;
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-0AB : 40D782B3;
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-0B7 : C7060800;
-0B8 : 850A28ED;
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-0C9 : F2448493;
-0CA : 15634901;
-0CB : 64850289;
-0CC : 87936405;
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-0D8 : 04910905;
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-133 : 00C5D783;
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-1C5 : 00C95783;
-1C6 : F793557D;
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-1CF : 45988A3A;
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-1D7 : 202387BA;
-1D8 : 470300F9;
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-3E4 : 00000F2C;
-[3E5..7FF] : 00;
+3D6 : 0000093E;
+3D7 : 00000954;
+3D8 : 00000918;
+3D9 : 00000918;
+3DA : 00000918;
+3DB : 00000918;
+3DC : 00000954;
+3DD : 00000918;
+3DE : 00000918;
+3DF : 00000918;
+3E0 : 00000918;
+3E1 : 00000A96;
+3E2 : 00000990;
+3E3 : 00000A40;
+3E4 : 00000918;
+3E5 : 00000918;
+3E6 : 00000AC6;
+3E7 : 00000918;
+3E8 : 00000990;
+3E9 : 00000918;
+3EA : 00000918;
+3EB : 00000A48;
+3EC : 00000000;
+3ED : 00000284;
+3EE : 00000256;
+3EF : 00000000;
+3F0 : 00000000;
+3F1 : 00000000;
+3F2 : 00000000;
+3F3 : 00000000;
+3F4 : 00000000;
+3F5 : 00000000;
+3F6 : 00000000;
+3F7 : 00000000;
+3F8 : 00000000;
+3F9 : 00000000;
+3FA : 00000000;
+3FB : 00000000;
+3FC : 00000000;
+3FD : 00000000;
+3FE : 00000000;
+3FF : 00000000;
+400 : 00000000;
+401 : 00000000;
+402 : 00000000;
+403 : 00000000;
+404 : 00000000;
+405 : 00000000;
+406 : 00000000;
+407 : 00000004;
+408 : 00000FBC;
+[409..7FF] : 00;
 END;

fw/die.c

@@ -0,0 +1,23 @@
+/*
+ * Die while blinking LEDs
+ */
+
+#include "fw.h"
+#include "io.h"
+
+void _die(void)
+{
+    unsigned int led = 2;
+
+    while (1) {
+	set_led(led);
+	led ^= 7;
+	udelay(250000);
+    }
+}
+
+/* We never exit, so don't bother carrying a bunch of crap with it */
+#pragma GCC diagnostic ignored "-Wattribute-alias"
+void _exit(int) __attribute__((alias("_die")));
+void exit(int) __attribute__((alias("_die")));
+void _irq(void) __attribute__((weak,alias("_die")));

fw/fw.h

@@ -0,0 +1,9 @@
+#ifndef FW_H
+#define FW_H
+
+#include <stddef.h>
+#include <stdint.h>
+
+extern void __attribute__((noreturn)) _die(void);
+
+#endif /* FW_H */

fw/head.S

@@ -1,4 +1,5 @@
 #include "sys.h"
+#include "picorv32.h"
 
 	// The linker ensures that section .init is first
 	.section ".init","ax"
@@ -9,14 +10,46 @@ _reset:
 	j _start
 
 	.org 0x10
-	.globl _irq
-_irq:
-	j _die		// Nothing for now
+	.globl __irq
+__irq:
+	add sp,sp,-64
+	sw ra,0(sp)
+	sw t0,4(sp)
+	sw t1,8(sp)
+	sw t2,12(sp)
+	sw t3,16(sp)
+	sw t4,20(sp)
+	sw t5,24(sp)
+	sw t6,28(sp)
+	sw a0,32(sp)
+	sw a1,36(sp)
+	sw a2,40(sp)
+	sw a3,44(sp)
+	sw a4,48(sp)
+	sw a5,52(sp)
+	sw a6,56(sp)
+	sw a7,60(sp)
 
-	.globl _die
-	.globl _exit
-	.globl exit
-exit:
-_exit:
-_die:
-	j _die
+	getq a0,q1
+
+	jal _irq
+
+	lw ra,0(sp)
+	lw t0,4(sp)
+	lw t1,8(sp)
+	lw t2,12(sp)
+	lw t3,16(sp)
+	lw t4,20(sp)
+	lw t5,24(sp)
+	lw t6,28(sp)
+	lw a0,32(sp)
+	lw a1,36(sp)
+	lw a2,40(sp)
+	lw a3,44(sp)
+	lw a4,48(sp)
+	lw a5,52(sp)
+	lw a6,56(sp)
+	lw a7,60(sp)
+
+	add sp,sp,64
+	retirq

fw/hello.c

@@ -1,6 +1,4 @@
-#include <stddef.h>
-#include <stdint.h>
-
+#include "fw.h"
 #include "io.h"
 #include "console.h"
 
@@ -42,19 +40,18 @@ static inline void write_check(volatile uint32_t *p, uint32_t v)
 
 static void test_sdram(void)
 {
+    const unsigned int sdram_words = SDRAM_SIZE >> 2;
     static unsigned int stride = 4;
     uint32_t start_time = rdtime();
     uint32_t w = 0;
     uint32_t n;
-
     
     con_printf("Testing SDRAM from 0x%08x to 0x%08x, stride 0x%08x...\r\n",
 	       SDRAM_ADDR, SDRAM_END, stride);
 
-    n = 0;
     err_char = '-';
     rate_limit = ERROR_RATELIMIT;
-    do {
+    for (n = 1, w = 0; n <= sdram_words; n++) {
 	uint32_t a = w + SDRAM_ADDR;
 	volatile uint32_t *p = (volatile uint32_t *)a;
 
@@ -64,36 +61,37 @@ static void test_sdram(void)
 	write_check(p, w);
 	write_check(p, A*w + B);
 
-	if (!(++n & 0x3ffff)) {
+	if (!(n & 0x3ffff)) {
 	    CONSOLE = err_char;
 	    err_char = '-';
 	}
 	
 	w = (w + stride) & SDRAM_MASK;
-    } while (w);
+    }
 
     con_puts("\r\nReading back to check for aliases...\r\n");
 	
     rate_limit = ERROR_RATELIMIT;
-    do {
+    for (n = 1, w = 0; n <= sdram_words; n++) {
 	uint32_t a = w + SDRAM_ADDR;
 	volatile uint32_t *p = (volatile uint32_t *)a;
 
 	data_check(p, A*w + B);
 
-	if (!(++n & 0x3ffff)) {
+	if (!(n & 0x3ffff)) {
 	    CONSOLE = err_char;
 	    err_char = '-';
 	}
 
 	w = (w - stride) & SDRAM_MASK;
-    } while (w);
+    }
 
     con_printf("\rSDRAM test complete, time = %u ms\r\n",
 	       (rdtime() - start_time)/(CPU_CLK_HZ/1000));
 
     stride *= 3;
-    stride = ((stride & SDRAM_MASK) ^ (stride >> (SDRAM_ADDR_BITS-2))) & ~3;
+    stride = (stride & SDRAM_MASK) ^ (stride >> (SDRAM_ADDR_BITS-2));
+    stride = (stride & ~3) | 4;
 }
 
 void main(void)
@@ -102,9 +100,9 @@ void main(void)
 	"*** Hello, World! ***\r\n"
 	"Firmware compiled on: " __DATE__ " " __TIME__ "\r\n\n";
     uint8_t led = 0;
-    uint8_t loops;
+    unsigned int loops;
 
-    con_set_baudrate(115200);
+    con_set_baudrate(2000000);
     set_led(led = 0);
 
     while ( 1 ) {

fw/picorv32.h

@@ -0,0 +1,82 @@
+#ifndef PICORV32_H
+#define PICORV32_H
+
+#ifndef __ASSEMBLY__
+
+static inline unsigned int p_getq(unsigned int qr)
+{
+    unsigned int rd;
+    asm volatile(".insn r 0x0b, 0, 0, %0, x%1, zero"
+		 : "=r" (rd) : "K" (qr));
+    return rd;
+}
+
+static inline void p_setq(unsigned int qr, unsigned int val)
+{
+    asm volatile(".insn r 0x0b, 0, 1, x%1, %0, zero"
+		 : : "r" (val), "K" (qr));
+}
+
+static inline void p_retirq(void)
+{
+    asm volatile(".insn r 0x0b, 0, 2, zero, zero, zero");
+    __builtin_unreachable();
+}
+
+static inline unsigned int p_maskirq(unsigned int newmask)
+{
+    unsigned int oldmask;
+    asm volatile(".insn r 0x0b, 0, 3, %0, %1, zero"
+		 : "=r" (oldmask) : "r" (newmask));
+    return oldmask;
+}
+
+static inline unsigned int p_waitirq(void)
+{
+    unsigned int pending_mask;
+    asm volatile(".insn r 0x0b, 0, 4, %0, zero, zero"
+		 : "=r" (pending_mask));
+    return pending_mask;
+}
+
+static inline unsigned int p_timer(unsigned int newval)
+{
+    unsigned int oldval;
+    asm volatile(".insn 0x0b, 0, 5, %0, %1, zero"
+		 : "=r" (oldval) : "r" (newval));
+}
+
+#else  /* __ASSEMBLY__ */
+
+#define q0 x0
+#define q1 x1
+#define q2 x2
+#define q3 x3
+
+.macro getq rd, qs
+	.insn r 0x0b, 0, 0, \rd, \qs, zero
+.endm
+
+.macro setq qd, rs
+	.insn r 0x0b, 0, 1, \qd, \rs, zero
+.endm
+
+.macro retirq
+	.insn r 0x0b, 0, 2, zero, zero, zero
+.endm
+
+.macro maskirq rd, rs
+	.insn r 0x0b, 0, 3, \rd, \rs, zero
+.endm
+
+.macro waitirq rd
+	.insn r 0x0b, 0, 4, \rd, zero, zero
+.endm
+
+.macro timer rd, rs
+	.insn r 0x0b, 0, 5, \rd, \rs, zero
+.endm
+
+#endif /* __ASSEMBLY__ */
+
+#endif /* PICORV32_H */