1 |
4 |
ericw |
/*
|
2 |
|
|
--------------------------------------------------------------------------------
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
Module : boot_code.h
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
--------------------------------------------------------------------------------
|
7 |
|
|
|
8 |
|
|
Function:
|
9 |
|
|
- Boot code for a processor core.
|
10 |
|
|
|
11 |
|
|
Instantiates:
|
12 |
|
|
- Nothing.
|
13 |
|
|
|
14 |
|
|
Notes:
|
15 |
|
|
- For testing (@ core.v):
|
16 |
|
|
CLR_BASE = 'h0;
|
17 |
|
|
CLR_SPAN = 2; // gives 4 instructions
|
18 |
|
|
INTR_BASE = 'h20; // 'd32
|
19 |
|
|
INTR_SPAN = 2; // gives 4 instructions
|
20 |
|
|
|
21 |
|
|
|
22 |
|
|
--------------------------------------------------------------------------------
|
23 |
|
|
*/
|
24 |
|
|
|
25 |
|
|
/*
|
26 |
|
|
--------------------
|
27 |
|
|
-- external stuff --
|
28 |
|
|
--------------------
|
29 |
|
|
*/
|
30 |
|
|
`include "op_encode.h"
|
31 |
|
|
`include "reg_set_addr.h"
|
32 |
|
|
`include "boot_code_defs.h"
|
33 |
|
|
|
34 |
|
|
/*
|
35 |
|
|
----------------------------------------
|
36 |
|
|
-- initialize: fill with default data --
|
37 |
|
|
----------------------------------------
|
38 |
|
|
*/
|
39 |
|
|
integer i;
|
40 |
|
|
|
41 |
|
|
initial begin
|
42 |
|
|
|
43 |
|
|
/* // fill with nop (some compilers need this)
|
44 |
|
|
for ( i = 0; i < CAPACITY; i = i+1 ) begin
|
45 |
|
|
ram[i] = { `nop, `__, `__ };
|
46 |
|
|
end
|
47 |
|
|
*/
|
48 |
|
|
|
49 |
|
|
/*
|
50 |
|
|
---------------
|
51 |
|
|
-- boot code --
|
52 |
|
|
---------------
|
53 |
|
|
*/
|
54 |
|
|
|
55 |
|
|
|
56 |
|
|
// Thread 0 : test I/O functions
|
57 |
|
|
// All other threads : loop forever
|
58 |
|
|
|
59 |
|
|
///////////////
|
60 |
|
|
// clr space //
|
61 |
|
|
///////////////
|
62 |
|
|
|
63 |
|
|
// thread 0
|
64 |
|
|
i='h0; ram[i] = { `lit_u, `__, `s2 }; // s2='h0100
|
65 |
|
|
i=i+1; ram[i] = 16'h0100 ; //
|
66 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `gto, `P2, `__ }; // goto, pop s2 (addr)
|
67 |
|
|
// thread 1
|
68 |
|
|
i='h4; ram[i] = { `lit_u, `__, `s2 }; // s2='h0200
|
69 |
|
|
i=i+1; ram[i] = 16'h0200 ; //
|
70 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `gto, `P2, `__ }; // goto, pop s2 (addr)
|
71 |
|
|
// and the rest
|
72 |
|
|
i='h08; ram[i] = { `jmp_ie, -4'd1, `s0, `s0 }; // loop forever
|
73 |
|
|
i='h0c; ram[i] = { `jmp_ie, -4'd1, `s0, `s0 }; // loop forever
|
74 |
|
|
i='h10; ram[i] = { `jmp_ie, -4'd1, `s0, `s0 }; // loop forever
|
75 |
|
|
i='h14; ram[i] = { `jmp_ie, -4'd1, `s0, `s0 }; // loop forever
|
76 |
|
|
i='h18; ram[i] = { `jmp_ie, -4'd1, `s0, `s0 }; // loop forever
|
77 |
|
|
i='h1c; ram[i] = { `jmp_ie, -4'd1, `s0, `s0 }; // loop forever
|
78 |
|
|
|
79 |
|
|
|
80 |
|
|
////////////////
|
81 |
|
|
// intr space //
|
82 |
|
|
////////////////
|
83 |
|
|
|
84 |
|
|
///////////////////////
|
85 |
|
|
// code & data space //
|
86 |
|
|
///////////////////////
|
87 |
|
|
|
88 |
|
|
|
89 |
|
|
// test I/O functions, result in s0
|
90 |
|
|
// Correct functioning is s0 = 'd8 ('h8).
|
91 |
|
|
//
|
92 |
|
|
// s0 : final test result
|
93 |
|
|
// s1 : test value
|
94 |
|
|
// s2 : test value
|
95 |
|
|
// s3 : running test result, subroutine return address
|
96 |
|
|
//
|
97 |
|
|
// setup running test result:
|
98 |
|
|
i='h100; ram[i] = { `dat_is, 6'd0, `s3 }; // s3=0
|
99 |
|
|
// PGC
|
100 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `pgc, `__, `s1 }; // s1=PC
|
101 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `lit_u, `__, `s0 }; // s0='h0102
|
102 |
|
|
i=i+1; ram[i] = 16'h0102 ; //
|
103 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `jmp_ie, 4'd1, `P1, `P0 }; // (s0==s1) ? skip, pop both
|
104 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, -6'd1, `P3 }; // s3--
|
105 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, 6'd1, `P3 }; // s3++
|
106 |
|
|
// setup test value:
|
107 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `lit_u, `__, `s1 }; // s1='h36c9,a53c
|
108 |
|
|
i=i+1; ram[i] = 16'ha53c ; //
|
109 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `lit_h, `__, `P1 }; //
|
110 |
|
|
i=i+1; ram[i] = 16'h36c9 ; //
|
111 |
|
|
// MEM_IWH & MEM_IRH
|
112 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `lit_u, `__, `s2 }; // s2='h0a00
|
113 |
|
|
i=i+1; ram[i] = 16'h0a00 ; //
|
114 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `mem_iw, 4'd0, `s2, `s1 }; // (s2+offset)=s1
|
115 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `mem_iwh, 4'd1, `s2, `s1 }; //
|
116 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `mem_irs, 4'd0, `s2, `s0 }; // s0=(s2+offset)
|
117 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `mem_irh, 4'd1, `P2, `P0 }; //
|
118 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `jmp_ie, 4'd1, `s1, `P0 }; // (s0==s1) ? skip, pop s0
|
119 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, -6'd1, `P3 }; // s3--
|
120 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, 6'd1, `P3 }; // s3++
|
121 |
|
|
// MEM_IRS (signed)
|
122 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `lit_u, `__, `s2 }; // s2='h0a00
|
123 |
|
|
i=i+1; ram[i] = 16'h0a10 ; //
|
124 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `mem_iw, 4'd0, `s2, `s1 }; // (s2+offset)=s1
|
125 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `mem_irs, 4'd0, `P2, `s0 }; // s0=(s2+offset), pop s2
|
126 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `shl_is, 6'd16, `s1 }; // s1<<=16
|
127 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `shl_is, -6'd16, `P1 }; // s1>>=16
|
128 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `jmp_ie, 4'd1, `P1, `P0 }; // (s0==s1) ? skip, pop both
|
129 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, -6'd1, `P3 }; // s3--
|
130 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, 6'd1, `P3 }; // s3++
|
131 |
|
|
// MEM_IRS (unsigned)
|
132 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `lit_u, `__, `s2 }; // s2='h0a00
|
133 |
|
|
i=i+1; ram[i] = 16'h0a20 ; //
|
134 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `mem_iwh, 4'd0, `s2, `s1 }; // (s2+offset)=s1
|
135 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `mem_irs, 4'd0, `P2, `s0 }; // s0=(s2+offset), pop s2
|
136 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `psu_i, -6'd16, `s1 }; // s1>>=16
|
137 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `jmp_ie, 4'd1, `P1, `P0 }; // (s0==s1) ? skip, pop both
|
138 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, -6'd1, `P3 }; // s3--
|
139 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, 6'd1, `P3 }; // s3++
|
140 |
|
|
// REG_RS, REG_RH, REG_W & REG_WH (check manually for I/O loopback)
|
141 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `dat_is, `IO_LO, `s2 }; // s2=reg addr
|
142 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `reg_rs, `s2, `s1 }; // s1=(s2)
|
143 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `reg_w, `P2, `P1 }; // (s2)=s1, pop both
|
144 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `dat_is, `IO_HI, `s2 }; // s2=reg addr
|
145 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `reg_rh, `s2, `s1 }; // s1=(s2)
|
146 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `reg_wh, `P2, `P1 }; // (s2)=s1, pop s2
|
147 |
|
|
// LIT_S
|
148 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `lit_s, `__, `s0 }; // s0='ha53c
|
149 |
|
|
i=i+1; ram[i] = 16'ha53c ; //
|
150 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `shl_is, 6'd16, `s1 }; // s1<<=16
|
151 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `shl_is, -6'd16, `P1 }; // s1>>=16, pop s1
|
152 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `jmp_ie, 4'd1, `P1, `P0 }; // (s0==s1) ? skip, pop both
|
153 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, -6'd1, `P3 }; // s3--
|
154 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, 6'd1, `P3 }; // s3++
|
155 |
|
|
// LIT_U
|
156 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `lit_u, `__, `s0 }; // s0='ha53c
|
157 |
|
|
i=i+1; ram[i] = 16'ha53c ; //
|
158 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `shl_is, 6'd16, `s1 }; // s1<<=16
|
159 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `psu_i, -6'd16, `P1 }; // s1>>=16, pop s1
|
160 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `jmp_ie, 4'd1, `P1, `P0 }; // (s0==s1) ? skip, pop both
|
161 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, -6'd1, `P3 }; // s3--
|
162 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, 6'd1, `P3 }; // s3++
|
163 |
|
|
// check for no opcode errors
|
164 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `lit_u, `__, `s7 }; // s7='h0900
|
165 |
|
|
i=i+1; ram[i] = 16'h0900 ; //
|
166 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `gsb, `P7, `s7 }; // gsb, pop s7 (addr)
|
167 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `jmp_iz, 6'd1, `P4 }; // (s4==0) ? skip, pop s4
|
168 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, -6'd1, `P3 }; // s3--
|
169 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, 6'd1, `P3 }; // s3++
|
170 |
|
|
// check for no stack errors
|
171 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `lit_u, `__, `s7 }; // s7='h0910
|
172 |
|
|
i=i+1; ram[i] = 16'h0910 ; //
|
173 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `gsb, `P7, `s7 }; // gsb, pop s2 (addr)
|
174 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `jmp_iz, 6'd1, `P4 }; // (s4==0) ? skip, pop s4
|
175 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, -6'd1, `P3 }; // s3--
|
176 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `add_is, 6'd1, `P3 }; // s3++
|
177 |
|
|
// copy result to s0
|
178 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `cpy, `P3, `s0 }; // s0=s3, pop s3
|
179 |
|
|
// loop forever
|
180 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `jmp_ie, -4'd1, `s0, `s0 }; // loop forever
|
181 |
|
|
// end sub
|
182 |
|
|
|
183 |
|
|
|
184 |
|
|
// test UART
|
185 |
|
|
//
|
186 |
|
|
// s0 : TX value
|
187 |
|
|
// s1 :
|
188 |
|
|
// s2 : reg addr
|
189 |
|
|
// s3 :
|
190 |
|
|
// s4 : TX ready
|
191 |
|
|
//
|
192 |
|
|
//
|
193 |
|
|
i='h200; ram[i] = { `lit_u, `__, `s0 }; // s0='h00a5
|
194 |
|
|
i=i+1; ram[i] = 16'h00a5 ; //
|
195 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `dat_is, `UART_TX, `s2 }; // s2=reg addr
|
196 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `reg_rs, `s2, `s4 }; // s4=(s2)
|
197 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `jmp_iz, 6'd1, `P4 }; // (s4==0) ? skip, pop s4
|
198 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `reg_w, `s2, `s0 }; // (s2)=s0
|
199 |
|
|
// loop forever
|
200 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `jmp_ie, -4'd1, `s0, `s0 }; // loop forever
|
201 |
|
|
// end sub
|
202 |
|
|
|
203 |
|
|
|
204 |
|
|
/////////////////
|
205 |
|
|
// subroutines //
|
206 |
|
|
/////////////////
|
207 |
|
|
|
208 |
|
|
|
209 |
|
|
// sub : read & clear opcode errors for this thread => s4, return to (s7)
|
210 |
|
|
// avoid the use of s1!
|
211 |
|
|
i='h900; ram[i] = { `dat_is, `THRD_ID, `s6 }; // s6=reg addr
|
212 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `reg_rs, `P6, `s5 }; // s5=(s6), pop s6
|
213 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `pow, `P5, `s4 }; // s4=1<<s5, pop s5
|
214 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `dat_is, `OP_ER, `s6 }; // s6=reg addr
|
215 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `reg_rs, `s6, `s5 }; // s5=(s6)
|
216 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `and, `P5, `P4 }; // s4&=s5, pop s5
|
217 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `reg_w, `P6, `s4 }; // (s6)=s4, pop s6
|
218 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `gto, `P7, `__ }; // return to (s7), pop s7
|
219 |
|
|
|
220 |
|
|
|
221 |
|
|
// sub : read & clear stack errors for this thread => s4, return to (s7)
|
222 |
|
|
// avoid the use of s1!
|
223 |
|
|
i='h910; ram[i] = { `dat_is, `THRD_ID, `s6 }; // s6=reg addr
|
224 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `reg_rs, `P6, `s5 }; // s5=(s6), pop s6
|
225 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `pow, `P5, `s4 }; // s4=1<<s5, pop s5
|
226 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `cpy, `s4, `s5 }; // s5=s4
|
227 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `shl_is, 6'd8, `P5 }; // s5<<=8
|
228 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `orr, `P5, `P4 }; // s4|=s5, pop s5
|
229 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `dat_is, `STK_ER, `s6 }; // s6=reg addr
|
230 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `reg_rs, `s6, `s5 }; // s5=(s6)
|
231 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `and, `P5, `P4 }; // s4&=s5, pop s5
|
232 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `reg_w, `P6, `s4 }; // (s6)=s4, pop s6
|
233 |
|
|
i=i+1; ram[i] = { `gto, `P7, `__ }; // return to (s7), pop s7
|
234 |
|
|
|
235 |
|
|
|
236 |
|
|
end
|