Load ELF into emulator
This commit is contained in:
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.gitignore
vendored
1
.gitignore
vendored
@ -1 +1,2 @@
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*.exe
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*.bin
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@ -1,2 +1,6 @@
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clang main.c -o riscv.exe -std=c11
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clang emulator/main.c -o emulator.exe -std=c11 -D_CRT_SECURE_NO_WARNINGS
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REM clang linker/main.c -o linker.exe -std=c11 -D_CRT_SECURE_NO_WARNINGS
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clang --target=riscv32 -march=rv32i -e _main -nostdlib main.asm -o main.bin
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@ -3,6 +3,134 @@
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#include <inttypes.h>
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#include <assert.h>
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#include <stdbool.h>
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#include <string.h>
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#define ET_NONE 0x00
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#define ET_REL 0x01
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#define ET_EXEC 0x02
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#define ET_DYN 0x03
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#define ET_CORE 0x04
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struct Elf32Header
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{
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uint8_t ident[16];
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uint16_t type;
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uint16_t machine;
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uint32_t version;
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uint32_t entry;
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uint32_t phoff;
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uint32_t shoff;
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uint32_t flags;
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uint16_t ehsize;
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||||
uint16_t phentsize;
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||||
uint16_t phnum;
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uint16_t shentsize;
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||||
uint16_t shnum;
|
||||
uint16_t shstrndx;
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};
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#define PT_NULL 0x00000000
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#define PT_LOAD 0x00000001
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#define PT_DYNAMIC 0x00000002
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||||
#define PT_INTERP 0x00000003
|
||||
#define PT_NOTE 0x00000004
|
||||
#define PT_SHLIB 0x00000005
|
||||
#define PT_PHDR 0x00000006
|
||||
#define PT_TLS 0x00000007
|
||||
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#define PF_X 0x1
|
||||
#define PF_W 0x2
|
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#define PF_R 0x4
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||||
struct Elf32ProgramHeader
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{
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uint32_t type;
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uint32_t offset;
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uint32_t vaddr;
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uint32_t paddr;
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uint32_t filesz;
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||||
uint32_t memsz;
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||||
uint32_t flags;
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||||
uint32_t align;
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};
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||||
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||||
bool load_elf(const char* file, char* mem, uint32_t mem_size, uint32_t* start_address)
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{
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FILE* fp = fopen(file, "rb");
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if (fp == NULL)
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{
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printf("Couldn't open input file\n");
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||||
return false;
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}
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||||
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struct Elf32Header header;
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||||
size_t read = fread(&header, sizeof(struct Elf32Header), 1, fp);
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||||
if (read != 1)
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{
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||||
printf("ELF header too small\n");
|
||||
return false;
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||||
}
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||||
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||||
static uint8_t kValidIdent[7] = {
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||||
0x7f, 0x45, 0x4c, 0x46,
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||||
1, 1, 1
|
||||
};
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||||
if (memcmp(kValidIdent, header.ident, 7) != 0)
|
||||
{
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||||
printf("Invalid ELF header\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
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||||
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||||
if (header.type != ET_EXEC)
|
||||
{
|
||||
printf("Can only link EXEC ELF files\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
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||||
|
||||
memset(mem, 0, mem_size);
|
||||
|
||||
assert(header.phnum == 0 || header.phentsize == sizeof(struct Elf32ProgramHeader));
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||||
for (uint32_t i = 0; i < header.phnum; ++i)
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||||
{
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||||
struct Elf32ProgramHeader pheader;
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||||
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||||
fseek(fp, header.phoff + i * header.phentsize, SEEK_SET);
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||||
read = fread(&pheader, sizeof(struct Elf32ProgramHeader), 1, fp);
|
||||
if (read != 1)
|
||||
{
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||||
printf("Error reading program header at index %u\n", i);
|
||||
return false;
|
||||
}
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||||
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||||
if (pheader.type == PT_LOAD)
|
||||
{
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||||
if (pheader.paddr + pheader.memsz > mem_size)
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||||
{
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||||
printf("Memory not large enough for ELF file\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
fseek(fp, pheader.offset, SEEK_SET);
|
||||
read = fread(mem + pheader.paddr, pheader.filesz, 1, fp);
|
||||
if (read != 1)
|
||||
{
|
||||
printf("Error when copying ELF segment\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (header.entry > mem_size)
|
||||
{
|
||||
printf("Entry address out of bounds\n");
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
*start_address = header.entry;
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||||
fclose(fp);
|
||||
|
||||
return true;
|
||||
}
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||||
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||||
inline uint32_t sign_extend(uint32_t word, uint32_t size)
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||||
{
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||||
@ -639,5 +767,34 @@ void test()
|
||||
int main(int argc, char* argv[])
|
||||
{
|
||||
test();
|
||||
|
||||
if (argc < 2)
|
||||
{
|
||||
printf("Usage: %s <input elf>\n", argv[0]);
|
||||
return EXIT_FAILURE;
|
||||
}
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||||
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||||
uint32_t mem_size = 16 * 1024 * 1024;
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||||
char* mem = (char*)malloc(mem_size);
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||||
uint32_t start_address = 0;
|
||||
|
||||
if (!load_elf(argv[1], mem, mem_size, &start_address))
|
||||
{
|
||||
printf("Error loading ELF into memory\n");
|
||||
return EXIT_FAILURE;
|
||||
}
|
||||
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||||
struct Hart hart = {0};
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||||
hart.pc = start_address;
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||||
|
||||
while (true)
|
||||
{
|
||||
uint32_t instruction = *(uint32_t*)(mem + hart.pc);
|
||||
execute(&hart, instruction);
|
||||
printf("pc=%x x1=%d x2=%d x3=%d x4=%d\n",
|
||||
hart.pc, hart.regs[1], hart.regs[2], hart.regs[3], hart.regs[4]);
|
||||
fgetc(stdout);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return EXIT_SUCCESS;
|
||||
}
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