rewrite-rom works, but maps things improperly sometimes
Signed-off-by: Sean Cross <sean@xobs.io>
This commit is contained in:
parent
7d2f99e899
commit
635a9a2d48
BIN
rewrite-rom
BIN
rewrite-rom
Binary file not shown.
415
rewrite-rom.c
415
rewrite-rom.c
@ -5,6 +5,7 @@
|
|||||||
#include <unistd.h>
|
#include <unistd.h>
|
||||||
#include <string.h>
|
#include <string.h>
|
||||||
#include <stdlib.h>
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
#include <assert.h>
|
||||||
|
|
||||||
#define MAX(x, y) (x) > (y) ? (x) : (y)
|
#define MAX(x, y) (x) > (y) ? (x) : (y)
|
||||||
|
|
||||||
@ -28,14 +29,6 @@ static void update_crc16(uint16_t *crc, uint8_t byte)
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
static uint8_t reverse_u8(uint8_t b)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
b = (b & 0xF0) >> 4 | (b & 0x0F) << 4;
|
|
||||||
b = (b & 0xCC) >> 2 | (b & 0x33) << 2;
|
|
||||||
b = (b & 0xAA) >> 1 | (b & 0x55) << 1;
|
|
||||||
return b;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
struct irw_file *irw_open(const char *filename, const char *mode)
|
struct irw_file *irw_open(const char *filename, const char *mode)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
struct irw_file *f = malloc(sizeof(*f));
|
struct irw_file *f = malloc(sizeof(*f));
|
||||||
@ -53,6 +46,11 @@ int irw_readb(struct irw_file *f)
|
|||||||
return val;
|
return val;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int irw_writeb(struct irw_file *f, int c) {
|
||||||
|
update_crc16(&f->crc, c);
|
||||||
|
return fputc(c, f->f);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
struct Ice40Bitstream
|
struct Ice40Bitstream
|
||||||
{
|
{
|
||||||
uint32_t offset;
|
uint32_t offset;
|
||||||
@ -73,16 +71,14 @@ struct Ice40Bitstream
|
|||||||
uint8_t nosleep;
|
uint8_t nosleep;
|
||||||
|
|
||||||
uint8_t frequency_range;
|
uint8_t frequency_range;
|
||||||
|
|
||||||
uint8_t bram_banks[4][2560 * 2];
|
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
struct Ice40Bitstream bs;
|
|
||||||
|
|
||||||
int ice40_find_header(struct irw_file *f)
|
int ice40_parse(struct irw_file *f)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
uint32_t preamble = 0;
|
uint32_t preamble = 0;
|
||||||
uint8_t wakeup = 0;
|
uint8_t wakeup = 0;
|
||||||
|
struct Ice40Bitstream bs;
|
||||||
|
|
||||||
memset(&bs, 0, sizeof(bs));
|
memset(&bs, 0, sizeof(bs));
|
||||||
|
|
||||||
@ -186,8 +182,6 @@ int ice40_find_header(struct irw_file *f)
|
|||||||
// try_4[i] = try_4[i + 1];
|
// try_4[i] = try_4[i + 1];
|
||||||
// try_4[i + 1] = t;
|
// try_4[i + 1] = t;
|
||||||
// }
|
// }
|
||||||
printf("try 1:\n");
|
|
||||||
print_hex(try_1, sizeof(try_1), 0);
|
|
||||||
// printf("try 2:\n");
|
// printf("try 2:\n");
|
||||||
// print_hex(try_2, sizeof(try_2), 0);
|
// print_hex(try_2, sizeof(try_2), 0);
|
||||||
// printf("try 3:\n");
|
// printf("try 3:\n");
|
||||||
@ -222,7 +216,7 @@ int ice40_find_header(struct irw_file *f)
|
|||||||
// printf("setting bank number to %d\n", bs.current_bank);
|
// printf("setting bank number to %d\n", bs.current_bank);
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
case 2:
|
case 2:
|
||||||
printf("crc check (%04x == %04x)\n", f->crc, 0);
|
printf("crc check (%04x == %04x)\n", f->crc, payload);
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
case 5:
|
case 5:
|
||||||
switch (payload)
|
switch (payload)
|
||||||
@ -287,14 +281,399 @@ int ice40_find_header(struct irw_file *f)
|
|||||||
return 0;
|
return 0;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
struct mapping {
|
||||||
|
uint32_t count;
|
||||||
|
uint32_t *mappings;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
static void add_mapping(struct mapping *mapping, uint32_t src, uint32_t dest) {
|
||||||
|
mapping->mappings = realloc(mapping->mappings, (mapping->count+1) * 2 * sizeof(uint32_t));
|
||||||
|
mapping->mappings[mapping->count * 2] = src;
|
||||||
|
mapping->mappings[mapping->count * 2 + 1] = dest;
|
||||||
|
printf("creating mapping %08x -> %08x\n", src, dest);
|
||||||
|
mapping->count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static uint32_t get_mapping(const struct mapping *mapping, uint32_t val) {
|
||||||
|
int i;
|
||||||
|
for (i = 0; i < mapping->count; i++) {
|
||||||
|
if (mapping->mappings[i * 2] == val) {
|
||||||
|
printf("found mapping for %08x: %08x\n", val, mapping->mappings[i * 2 + 1]);
|
||||||
|
return mapping->mappings[i * 2 + 1];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
printf("couldn't find mapping for %08x\n", val);
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
uint8_t get_bit(uint32_t *field, uint32_t offset)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// printf("offset&31: %d\n", offset & 31);
|
||||||
|
// printf("offset/sizeof(*field): %d\n", offset >> 5);
|
||||||
|
assert(offset < 65536);
|
||||||
|
return !!(field[offset >> 5] & (1 << (offset & 31)));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void set_bit(uint32_t *field, uint32_t offset)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
assert(offset < 65536);
|
||||||
|
field[offset >> 5] |= (1 << (offset & 31));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void clear_bit(uint32_t *field, uint32_t offset)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
assert(offset < 65536);
|
||||||
|
field[offset >> 5] &= ~(1 << (offset & 31));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static uint32_t get_bit_offset(int x, int total_bits) {
|
||||||
|
// return (8192 * (x & 7)) + (x >> 3);
|
||||||
|
int bitshift = ffs(total_bits)-1;
|
||||||
|
return ((x * 8192) % total_bits) + ((x*8192) >> bitshift);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
uint32_t xorshift32(uint32_t x)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* Algorithm "xor" from p. 4 of Marsaglia, "Xorshift RNGs" */
|
||||||
|
x = x ^ (x << 13);
|
||||||
|
x = x ^ (x >> 17);
|
||||||
|
x = x ^ (x << 5);
|
||||||
|
return x;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
uint32_t get_rand(uint32_t x) {
|
||||||
|
uint32_t out = 0;
|
||||||
|
int i;
|
||||||
|
for (i = 0; i < 32; i++) {
|
||||||
|
x = xorshift32(x);
|
||||||
|
if ((x & 1) == 1)
|
||||||
|
out = out | (1 << i);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return out;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static uint32_t fill_rand(uint32_t *bfr, int count) {
|
||||||
|
int i;
|
||||||
|
uint32_t last = 1;
|
||||||
|
for (i = 0; i < count / 4; i++) {
|
||||||
|
last = get_rand(last);
|
||||||
|
bfr[i] = last;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return i;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
uint32_t swap_u32(uint32_t word) {
|
||||||
|
return (((word >> 24) & 0x000000ff)
|
||||||
|
| ((word >> 8) & 0x0000ff00)
|
||||||
|
| ((word << 8) & 0x00ff0000)
|
||||||
|
| ((word << 24) & 0xff000000));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// 1. Read ROM file into `input`
|
||||||
|
// 2. For each pair of bytes of input,
|
||||||
|
uint16_t mappings[65536];
|
||||||
|
int ice40_patch(struct irw_file *f, struct irw_file *rom, struct irw_file *o)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
uint32_t preamble = 0;
|
||||||
|
uint8_t wakeup = 0;
|
||||||
|
struct Ice40Bitstream bs;
|
||||||
|
uint32_t input_rom[2048];
|
||||||
|
uint32_t input_rand[2048];
|
||||||
|
uint32_t output_rand[2048];
|
||||||
|
uint32_t output_rom[2048];
|
||||||
|
uint8_t *i8 = (uint8_t *)input_rom;
|
||||||
|
uint16_t *ora16 = (uint16_t *)output_rand;
|
||||||
|
uint16_t *oro16 = (uint16_t *)output_rom;
|
||||||
|
int b;
|
||||||
|
struct mapping mapping;
|
||||||
|
|
||||||
|
memset(&mapping, 0, sizeof(mapping));
|
||||||
|
memset(&bs, 0, sizeof(bs));
|
||||||
|
|
||||||
|
int input_ptr;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Read the ROM into a source buffer
|
||||||
|
memset(input_rom, 0, sizeof(input_rom));
|
||||||
|
input_ptr = 0;
|
||||||
|
while ((b = irw_readb(rom)) != EOF)
|
||||||
|
i8[input_ptr++] = b;
|
||||||
|
printf("read %d bytes from rom\n", input_ptr);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Generate our reference pattern
|
||||||
|
memset(input_rand, 0, sizeof(input_rand));
|
||||||
|
fill_rand(input_rand, sizeof(input_rand));
|
||||||
|
|
||||||
|
for (input_ptr = 0; input_ptr < sizeof(input_rom)/4; input_ptr++) {
|
||||||
|
// input_rand[input_ptr] = swap_u32(input_rand[input_ptr]);
|
||||||
|
// input_rom[input_ptr] = swap_u32(input_rom[input_ptr]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Spray the reference pattern and ROM like they would exist in the FPGA
|
||||||
|
for (input_ptr = 0; input_ptr < sizeof(input_rom) * 8; input_ptr++) {
|
||||||
|
int bit;
|
||||||
|
bit = get_bit(input_rand, get_bit_offset(input_ptr, sizeof(input_rand)*8));
|
||||||
|
if (bit)
|
||||||
|
set_bit(output_rand, input_ptr);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
clear_bit(output_rand, input_ptr);
|
||||||
|
|
||||||
|
bit = get_bit(input_rom, get_bit_offset(input_ptr, sizeof(input_rom)*8));
|
||||||
|
if (bit)
|
||||||
|
set_bit(output_rom, input_ptr);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
clear_bit(output_rom, input_ptr);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Finally, build a mapping from the random data to the replacement rom data.
|
||||||
|
uint32_t collisions = 0;
|
||||||
|
for (input_ptr = 0; input_ptr < 4096; input_ptr += 1) {
|
||||||
|
// uint32_t ra1 = (output_rand[input_ptr + 0] & 0xffff0000)
|
||||||
|
// | ((output_rand[input_ptr + 1] >> 16) & 0x0000ffff);
|
||||||
|
// uint32_t ra2 = (output_rand[input_ptr + 1] & 0xffff0000)
|
||||||
|
// | ((output_rand[input_ptr + 0] >> 16) & 0x0000ffff);
|
||||||
|
// add_mapping(&mapping, ra1, output_rom[input_ptr + 0]);
|
||||||
|
// add_mapping(&mapping, ra2, output_rom[input_ptr + 1]);
|
||||||
|
if (mappings[ora16[input_ptr]]) {
|
||||||
|
collisions++;
|
||||||
|
printf("mapping position %d not empty\n", input_ptr);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
mappings[ora16[input_ptr]] = oro16[input_ptr];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (collisions)
|
||||||
|
printf("had %d collisions\n", collisions);
|
||||||
|
|
||||||
|
while (1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
b = irw_readb(f);
|
||||||
|
if (b == EOF)
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
irw_writeb(o, b);
|
||||||
|
|
||||||
|
preamble = (preamble << 8) | b;
|
||||||
|
if (preamble == 0x7eaa997e)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// printf("found preamble at %d\n", bs.offset);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
while (!wakeup)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int b = irw_readb(f);
|
||||||
|
if (b == EOF)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// printf("reached end of file\n");
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
irw_writeb(o, b);
|
||||||
|
|
||||||
|
uint8_t cmd = b >> 4;
|
||||||
|
uint8_t payload_len = b & 0xf;
|
||||||
|
uint32_t payload = 0;
|
||||||
|
uint8_t last0, last1;
|
||||||
|
int i;
|
||||||
|
for (i = 0; i < payload_len; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
b = irw_readb(f);
|
||||||
|
payload = (payload << 8) | (b & 0xff);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Don't write the CRC16 out, since we'll do that later on.
|
||||||
|
if (cmd != 2)
|
||||||
|
irw_writeb(o, b);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (cmd)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case 0:
|
||||||
|
switch (payload)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case 1:
|
||||||
|
printf("CRAM data (bank %d): %d x %d @ 0x%08x; %d bits = %d bytes\n",
|
||||||
|
bs.current_bank,
|
||||||
|
bs.current_width,
|
||||||
|
bs.current_height,
|
||||||
|
bs.current_offset,
|
||||||
|
bs.current_width * bs.current_height,
|
||||||
|
(bs.current_width * bs.current_height) / 8);
|
||||||
|
bs.cram_width = MAX(bs.cram_width, bs.current_width);
|
||||||
|
bs.cram_height = MAX(bs.cram_height, bs.current_height);
|
||||||
|
for (i = 0; i < ((bs.current_width * bs.current_height) / 8); i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
irw_writeb(o, irw_readb(f));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
last0 = irw_readb(f);
|
||||||
|
last1 = irw_readb(f);
|
||||||
|
if (last0 || last1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
printf("expected 0x0000 after CRAM data, got %02x %02x\n", last0, last1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
irw_writeb(o, last0);
|
||||||
|
irw_writeb(o, last1);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 3:
|
||||||
|
printf("BRAM data (bank %d): %d x %d @ 0x%08x; %d bits = %d bytes\n",
|
||||||
|
bs.current_bank,
|
||||||
|
bs.current_width,
|
||||||
|
bs.current_height,
|
||||||
|
bs.current_offset,
|
||||||
|
bs.current_width * bs.current_height,
|
||||||
|
(bs.current_width * bs.current_height) / 8);
|
||||||
|
bs.bram_width = MAX(bs.bram_width, bs.current_width);
|
||||||
|
bs.bram_height = MAX(bs.bram_height, bs.current_height);
|
||||||
|
for (i = 0; i < ((bs.current_width * bs.current_height) / 8); i += 2)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
uint32_t word =
|
||||||
|
// ((irw_readb(f) << 24) & 0xff000000)
|
||||||
|
// |
|
||||||
|
// ((irw_readb(f) << 16) & 0x00ff0000)
|
||||||
|
// |
|
||||||
|
((irw_readb(f) << 8) & 0x0000ff00)
|
||||||
|
|
|
||||||
|
((irw_readb(f) << 0) & 0x000000ff)
|
||||||
|
;
|
||||||
|
// printf("%04x -> %04x\n", word, mapping[word]);
|
||||||
|
// word = get_mapping(&mapping, word);
|
||||||
|
// irw_writeb(o, word >> 24);
|
||||||
|
// irw_writeb(o, word >> 16);
|
||||||
|
word = mappings[word];
|
||||||
|
irw_writeb(o, word >> 8);
|
||||||
|
irw_writeb(o, word);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
last0 = irw_readb(f);
|
||||||
|
last1 = irw_readb(f);
|
||||||
|
if (last0 || last1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
printf("expected 0x0000 after BRAM data, got %02x %02x\n", last0, last1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
irw_writeb(o, last0);
|
||||||
|
irw_writeb(o, last1);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Reset CRC
|
||||||
|
case 5:
|
||||||
|
f->crc = 0xffff;
|
||||||
|
o->crc = 0xffff;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Wakeup
|
||||||
|
case 6:
|
||||||
|
wakeup = 1;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
printf("unrecognized command 0x%02x 0x%02x\n", cmd, payload);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Set current bank
|
||||||
|
case 1:
|
||||||
|
bs.current_bank = payload;
|
||||||
|
// printf("setting bank number to %d\n", bs.current_bank);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Validate CRC16
|
||||||
|
case 2:
|
||||||
|
printf("crc check (%04x == %04x)\n", f->crc, 0);
|
||||||
|
uint16_t crc16 = o->crc;
|
||||||
|
irw_writeb(o, crc16 >> 8);
|
||||||
|
irw_writeb(o, crc16);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Set frequency range
|
||||||
|
case 5:
|
||||||
|
switch (payload)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case 0:
|
||||||
|
bs.frequency_range = 0;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 1:
|
||||||
|
bs.frequency_range = 1;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 2:
|
||||||
|
bs.frequency_range = 2;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
printf("unknown frequency range payload: %02x\n", payload);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Set current width
|
||||||
|
case 6:
|
||||||
|
bs.current_width = payload + 1;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Set current height
|
||||||
|
case 7:
|
||||||
|
bs.current_height = payload;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Set current ofset
|
||||||
|
case 8:
|
||||||
|
bs.current_offset = payload;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Set flags
|
||||||
|
case 9:
|
||||||
|
switch (payload)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case 0:
|
||||||
|
bs.warmboot = 0;
|
||||||
|
bs.nosleep = 0;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 1:
|
||||||
|
bs.warmboot = 0;
|
||||||
|
bs.nosleep = 1;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 32:
|
||||||
|
bs.warmboot = 1;
|
||||||
|
bs.nosleep = 0;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 33:
|
||||||
|
bs.warmboot = 1;
|
||||||
|
bs.nosleep = 1;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
printf("unrecognized feature flags: %02x\n", payload);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
printf("unrecognized command: %02x\n", cmd);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Padding
|
||||||
|
irw_writeb(o, 0);
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
int main(int argc, char **argv)
|
int main(int argc, char **argv)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
struct irw_file *f = irw_open("memtest/memtest.bin", "r");
|
|
||||||
if (!f)
|
struct irw_file *input = irw_open("top.bin", "r");
|
||||||
|
struct irw_file *output = irw_open("new.bin", "w");
|
||||||
|
struct irw_file *rom = irw_open("rom.bin", "r");
|
||||||
|
|
||||||
|
// int i;
|
||||||
|
// for (i = 0; i < 32; i++) {
|
||||||
|
// printf("bit %d: %d\n", i, get_bit_offset(i, 8192*8));
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!input)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
perror("couldn't open top.bin");
|
perror("couldn't open top.bin");
|
||||||
return 1;
|
return 1;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
ice40_find_header(f);
|
|
||||||
|
if (!output) {
|
||||||
|
perror("couldn't open new.bin");
|
||||||
|
return 2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ice40_patch(input, rom, output);
|
||||||
return 0;
|
return 0;
|
||||||
}
|
}
|
@ -1,5 +1,8 @@
|
|||||||
#include <stdio.h>
|
#include <stdio.h>
|
||||||
#include <stdint.h>
|
#include <stdint.h>
|
||||||
|
#include <fcntl.h>
|
||||||
|
#include <sys/stat.h>
|
||||||
|
#include <sys/types.h>
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t xorshift32(uint32_t x)
|
uint32_t xorshift32(uint32_t x)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
@ -24,10 +27,12 @@ uint32_t get_rand(uint32_t x) {
|
|||||||
int main(int argc, char **argv) {
|
int main(int argc, char **argv) {
|
||||||
int i;
|
int i;
|
||||||
|
|
||||||
|
int fd = open("rom.bin", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0777);
|
||||||
uint32_t init = 1;
|
uint32_t init = 1;
|
||||||
for (i = 0; i < 2048; i++) {
|
for (i = 0; i < 2048; i++) {
|
||||||
init = get_rand(init);
|
init = get_rand(init);
|
||||||
printf("%08x\n", init);
|
// printf("%08x\n", init);
|
||||||
|
write(fd, &init, sizeof(init));
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
return 0;
|
return 0;
|
||||||
|
Loading…
Reference in New Issue
Block a user