--- nono/debugger/debugger_private.h 2026/04/29 17:04:30 1.1.1.1 +++ nono/debugger/debugger_private.h 2026/04/29 17:04:48 1.1.1.6 @@ -1,194 +1,299 @@ // // nono -// Copyright (C) 2020 isaki@NetBSD.org +// Copyright (C) 2020 nono project +// Licensed under nono-license.txt // #pragma once -#include "header.h" +#include "branchhistory.h" #include "bus.h" #include "cvprompt.h" #include "textscreen.h" +#include + +using ConstStringPair = std::pair; +using HelpMessages = std::vector; // 諸情報付きのアドレス -struct saddr_t +class saddr_t { - uint32 addr = 0; // アドレス(32bit) + public: + // コンストラクタ + saddr_t() { } - // addr が論理アドレスなら true。 - // MMU の有効/無効状態はここにセットするのではなく、メモリアクセスに - // 際してアドレス変換を行う側がその時点で改めてチェックするので、 - // ここはどちらかというと物理アドレスなら false くらいの意味合い。 - bool logical = false; - - // addr が論理アドレスの場合に、テーブルサーチも行うなら true。 - // false なら TT、ATC のみ検索する。 - bool search = false; + saddr_t(uint32 addr_, bool super_) + : saddr_t(addr_, super_, false) { } - // addr がスーパバイザアクセスなら true。 - bool super = false; + saddr_t(uint32 addr_, bool super_, bool data_) { + Set(addr_, super_, data_); + } + // コピーコンストラクタ + saddr_t(const saddr_t& rhs) { + Set(rhs); + } + // 代入演算子 + saddr_t& operator=(const saddr_t& rhs) { + Set(rhs); + return *this; + } - // addr がデータアクセスなら true。 - bool data = false; + // 代入演算子 (uint32 を代入するとアドレスだけ差し替える) + saddr_t& operator=(uint32 rhs) { + SetAddr(rhs); + return *this; + } - // コンストラクタ - saddr_t() {} - // コピーコンストラクタ - saddr_t(const saddr_t& lhs) { - addr = lhs.addr; - logical = lhs.logical; - search = lhs.search; - super = lhs.super; - data = lhs.super; + // 代入 + void Set(uint32 addr_, bool super_, bool data_) { + addr = addr_; + super = super_; + data = data_; + } + + uint32 GetAddr() const { return addr; } + bool IsSuper() const { return super; } + bool IsData() const { return data; } + void SetAddr(uint32 addr_) { addr = addr_; } + void SetSuper(bool super_) { super = super_; } + void SetData(bool data_) { data = data_; } + + // (uint32)saddr でアドレスだけ取り出せると楽 + explicit operator uint32() const { return GetAddr(); } + + // saddr += n でアドレス進められると楽 + uint32 operator+=(uint32 val) { + addr += val; + return addr; + } + // saddr++ でアドレス進められると楽 + void operator++(int n) { + addr++; } - bool IsLogical() const { return logical; } - bool IsSearch() const { return search; } - bool IsSuper() const { return super; } - bool IsData() const { return data; } - bool IsInst() const { return !data; } - - // (論理)アドレスと Super/User ビットを合わせた 33bit アドレスを返す - uint64 GetSaddr() const { - uint64 sa = addr; - if (IsSuper()) { - sa |= 0x100000000ULL; - } - return sa; + private: + void Set(const saddr_t& rhs) { + addr = rhs.addr; + super = rhs.super; + data = rhs.data; } + + uint32 addr {}; // アドレス (32bit) + bool super {}; // スーパーバイザアクセスなら true + bool data {}; // データ空間アクセスなら true }; -enum MemdumpMode { - Physical = 0, // 物理アドレス - Logical_atc, // 論理アドレス (ただし TT、ATC のみ検索) - Logical_search, // 論理アドレス (TT、ATC、テーブルサーチすべて行う) +enum class MemoryMode : bool +{ + Logical = false, + Physical = true, }; +enum class MMULookupMode : bool +{ + False = false, + True = true, + // MemoryMode::Physical ならこの項は意味を持たないので、 + // True でも False でもないと言いたい。 + None = false, +}; + +// saddr_t の後で Debugger の前... +#include "debugger_memory.h" + class Console; class DebuggerMD; class Disasm; -class Debugger +class Debugger final { friend class DebuggerMD_m680x0; friend class DebuggerMD_m88xx0; + public: + enum class Arch { + M680x0, + M88xx0, + }; + private: // 型 - typedef void (Debugger::*cmdfunc_t)(); + enum CommandAction { + Stay, // デバッガプロンプトに留まる + Leave, // デバッガプロンプトを抜けて VM を実行する + Quit, // デバッガとの接続を終了する + }; + using cmdfunc_t = void (Debugger::*)(); typedef struct { const char *name; cmdfunc_t func; + CommandAction action; } cmddef_t; + // ブレークポイント種別 + enum BreakpointType { + Unused = 0, + Address, // このアドレスに来る直前 + Memory, // このアドレスをアクセスした直後 + Exception, // この例外を検出した直後 + Instruction, // この命令を実行する直前 + }; + // ブレークポイント typedef struct { - bool enable; - bool ismemory; - uint32 addr; - uint32 count; + BreakpointType type {}; // 種別 + // 種別ごとのパラメータ + union { + uint32 addr {}; // ターゲットアドレス (Address/Memory) + struct { + int vec1; // ベクタ番号 (開始) + int vec2; // ベクタ番号 (終了) + }; + struct { + uint32 inst; // 命令ワード + uint32 mask; // マスク + }; + }; + + uint32 matched {}; // 成立回数 (積算) + + // skip はユーザ指定値。ただし + // -1 なら常にスキップ、つまりブレークせずカウントのみ行う、 + // 0 ならスキップなし、つまり成立ごとにブレーク(これがデフォルト)、 + // n(>0) なら n 回の成立をスキップし、(n+1) 回目でブレークの意。 + int32 skip {}; // スキップ回数 (ユーザ指定値) + int32 skipremain {}; // 残りスキップ回数 (0 で成立) } breakpoint_t; static const int MAX_BREAKPOINTS = 8; public: Debugger(); - virtual ~Debugger() { } + ~Debugger() { } void Init(); void ThreadRun(); bool Check(); + void NotifyException(int vector); + + // ブレークポイントモニタを更新 + void MonitorBreakpoint(TextScreen& monitor); private: - bool MainLoop(); - cmddef_t *ParseCmd(); + bool Accept(); + bool AcquirePrompt(); + CommandAction MainLoop(); + bool CheckAllBreakpoints(); + bool CheckBreakpointInst(breakpoint_t&); + void ParseCmdbuf(); // コマンド名は大文字小文字を区別する関係でスネークスタイル。 void cmd_b(); + void cmd_bi(); + void cmd_bm(); + void cmd_bv(); void cmd_b_list(); + void cmd_b_set(BreakpointType); void cmd_brhist(); void cmd_bx(); void cmd_c(); void cmd_d(); void cmd_dt(); void cmd_D(); + void cmd_disp(); + void cmd_exhist(); void cmd_h(); + void cmd_hb(); + void cmd_hr(); void cmd_L(); void cmd_m(); void cmd_mt(); void cmd_M(); void cmd_minus(); void cmd_n(); + void cmd_nt(); void cmd_q(); - void cmd_r(); - void cmd_ra(); - void cmd_rc(); - void cmd_rf(); - void cmd_rm(); - void cmd_ro(); + void cmd_reset(); void cmd_s(); + void cmd_st(); void cmd_so(); + void cmd_sot(); void cmd_show(); void cmd_t(); - void cmd_unknown(); - int AddBreakpoint(uint32 addr, bool ismemory); - void Continue(); - bool GetAddr(uint32& addr, uint32& lastaddr); - void cmd_d_common(MemdumpMode mode); - void cmd_m_common(MemdumpMode mode); + int AddBreakpoint(const breakpoint_t&); + void RecalcInstMask(); + bool GetAddr(saddr_t *addr, bool); + void cmd_d_common(MemoryMode access_mode, MMULookupMode lookup_mode); + void cmd_hist_common(BranchHistory& hist, uint64 flag); + void cmd_m_common(MemoryMode access_mode, MMULookupMode lookup_mode); + void cmd_n_common(bool); + void cmd_s_common(bool); + void cmd_so_common(bool); + bool ParseVerbHex(const char *arg, uint32 *valp); bool ParseAddr(const char *arg, uint32_t *addrp); - bool SetNBreakpoint(); + void SetNBreakpoint(); + + static const HelpMessages HelpListMain; + static const HelpMessages HelpListBreakpoints; + static const HelpMessages HelpDetails; + void ShowHelpList(const HelpMessages& msgs); - void HelpMain(); + // 個別ヘルプメッセージを出力用に置換 + std::string HelpConvert(const std::string& msg); - void ShowMonitor(TextScreen& monitor); - // アドレスをダンプ表示用に整形して返す - bool FormatDumpAddr(saddr_t addr, std::string& addrstr); + // モニターを更新して表示 + void ShowMonitor(IMonitor& monitor); + // テキストスクリーンを表示 + void ShowTextScreen(TextScreen& screen); - DebuggerMD *md = NULL; // 機種依存部分 + DebuggerMD *md {}; // 機種依存部分 - Console *cons = NULL; // 入出力 - const char *prompt; // プロンプト文字列 + Console *cons {}; // 入出力 + const char *prompt {}; // プロンプト文字列 std::string cmdbuf {}; // 現在のコマンドライン std::string last_cmdbuf {}; // 直前のコマンドライン - int ac = 0; - std::string strav[10] { {}, }; - const char *av[10] {}; + std::vector args {}; - uint32 pc = 0; - uint32 nextpc = 0; + uint32 pc {}; std::vector ir {}; // この後実行する命令のバイナリ列 - breakpoint_t bpoint[MAX_BREAKPOINTS] {}; - bool bc_enable = false; - uint32 bc_addr = 0; - uint32 d_last_addr = 0; - uint32 m_last_addr = 0; - bool n_enable = false; - bool n_breakenable = false; - uint32 n_breakaddr = 0; - uint32 n_count = 0; - bool s_enable = false; - uint32 s_count = 0; - bool so_enable = false; - bool t_enable = false; - uint32 t_count = 0; + std::array bpoint {}; + bool bc_enable {}; + uint32 bc_addr {}; + uint32 bi_inst {}; + int bi_inst_bytes {}; + int bi_need_bytes {}; + int bv_vector = -1; + saddr_t d_last_addr {}; + saddr_t m_last_addr {}; + bool n_enable {}; + uint32 n_breakaddr {}; + uint32 n_count {}; + bool s_enable {}; + uint32 s_count {}; + bool so_enable {}; + bool t_enable {}; + uint32 t_count {}; // 一度VMを実行して再びプロンプトに来たら true - bool is_continued = false; + bool is_continued {}; - static cmddef_t cmdtable[]; - static cmddef_t cmdtable_unknown; + // プロンプトで表示するレジスタ群 + std::vector disp_regs {}; + + // ブレークポイント到達メッセージ + // (コンソールが獲得できるまで保留しておくため) + std::string bpointmsg {}; + + static std::vector cmdtable; }; // デバッガの CPU 依存部分 class DebuggerMD { public: - DebuggerMD(Debugger *arg) { - parent = arg; - - // 奇数にしておくことで初回に必ずアドレス変換を起こさせる。 - last_lpage.addr = 0xffffffff; + DebuggerMD(Debugger *parent_, Debugger::Arch arch_) { + parent = parent_; + arch = arch_; } - virtual ~DebuggerMD() { } + virtual ~DebuggerMD(); // CPU のリクエストフラグに flag を立てる virtual void ReqSet(uint32 flag) = 0; @@ -202,8 +307,9 @@ class DebuggerMD // アドレス変換をする。 // MMUEnabled() が true であることは呼び出し側が確認すること。 + // lookup が true ならテーブルサーチまで行う。 // 変換できなければ (uint64)-1 を返す。 - virtual uint64 TranslateAddr(saddr_t laddr) = 0; + virtual uint64 TranslateAddr(saddr_t laddr, bool lookup) const = 0; // 現在の命令先頭アドレスを返す virtual uint32 GetPC() const = 0; @@ -213,6 +319,9 @@ class DebuggerMD // ステップアウトなら true を返す virtual bool IsStepOut() const = 0; + // この命令がステップイン出来るなら true を返す (cmd_n 用) + virtual bool IsOpStepIn(DebuggerMemoryStream& mem) = 0; + // name で示されるのレジスタの値を返す。 // メモリダンプで指定するケースを想定しているので、明らかにアドレスでは // ないレジスタは含まなくてよい (m680x0 の SR など)。ただし Dn は含めて @@ -223,26 +332,30 @@ class DebuggerMD // 現在のレジスタセットを内部にバックアップする virtual void BackupRegs() = 0; - // レジスタの一覧を cons に出力 - virtual void ShowRegMain(Console *cons) = 0; - virtual void ShowRegCtrl(Console *cons) = 0; - virtual void ShowRegFPU(Console *cons) = 0; - virtual void ShowRegMMU(Console *cons) = 0; - virtual void ShowRegATC(Console *cons) = 0; - virtual void ShowRegOther(Console *cons) = 0; + // レジスタ表示系のコマンドを実行。処理すれば true を返す。 + virtual bool ShowRegister(Console *cons, + const std::vector& args) = 0; + // レジスタ表示系コマンドのヘルプ一覧を取得 + virtual const HelpMessages& GetHelpListReg() const = 0; + // レジスタ表示系コマンドのヘルプメッセージを取得 + virtual const HelpMessages& GetHelpReg() const = 0; + + // ブランチ履歴・例外履歴(オブジェクト)を取得 + virtual BranchHistory& GetBrHist() const = 0; + virtual BranchHistory& GetExHist() const = 0; // 直近の命令でアクセスした laddr が一致したら true を返す // 1 命令で複数にアクセスする場合を考慮して、md 側で判断する virtual bool CheckLEA(uint32 laddr) = 0; // 逆アセンブル。 - // laddr の位置の命令を一つ逆アセンブルする。 + // mem.laddr の位置の命令を一つ逆アセンブルする。 // 成功すれば true を返し、失敗すれば(?) false を返す。 // 成功した場合 mnemonic に逆アセンブルした文字列が、 // bin にこの命令のバイナリ列が格納されている。 // mnemonic は単純に命令部分のみ、16進ダンプや付随情報は含まない。 // bin はメモリイメージのバイト順で格納すること。 - virtual bool Disassemble(saddr_t laddr, + virtual bool Disassemble(DebuggerMemoryStream& mem, std::string& mnemonic, std::vector& bin) = 0; // 逆アセンブルをフォーマット。 @@ -253,12 +366,21 @@ class DebuggerMD virtual std::string FormatDisasmLive(const std::string& mnemonic, const std::vector& bin) = 0; - protected: - Debugger *parent; // 親クラス + // 例外のベクタ番号から名前を取得。 + virtual const char *GetExceptionName(int vector) const = 0; + + // 機種 + Debugger::Arch arch {}; - // 前回アクセス時の論理ページ。.addr == 0xffffffff なら無効。 - saddr_t last_lpage; - uint32 last_ppage; + // ベクタ番号の最大値 (+1) + int vector_max {}; + // 最短の1命令のバイト数 + uint inst_bytes {}; + // 命令が固定長ならそのバイト数、可変長なら 0 + uint inst_bytes_fixed {}; + + protected: + Debugger *parent {}; // 親クラス }; #define NORM "\x1b[0m"