]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - matita/contribs/assembly/freescale/memory_trees.ma
branch for universe
[helm.git] / matita / contribs / assembly / freescale / memory_trees.ma
diff --git a/matita/contribs/assembly/freescale/memory_trees.ma b/matita/contribs/assembly/freescale/memory_trees.ma
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e696ca4
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,265 @@
+(**************************************************************************)
+(*       ___                                                              *)
+(*      ||M||                                                             *)
+(*      ||A||       A project by Andrea Asperti                           *)
+(*      ||T||                                                             *)
+(*      ||I||       Developers:                                           *)
+(*      ||T||         The HELM team.                                      *)
+(*      ||A||         http://helm.cs.unibo.it                             *)
+(*      \   /                                                             *)
+(*       \ /        This file is distributed under the terms of the       *)
+(*        v         GNU General Public License Version 2                  *)
+(*                                                                        *)
+(**************************************************************************)
+
+(* ********************************************************************** *)
+(*                           Progetto FreeScale                           *)
+(*                                                                        *)
+(* Sviluppato da:                                                         *)
+(*   Cosimo Oliboni, oliboni@cs.unibo.it                                  *)
+(*                                                                        *)
+(* Questo materiale fa parte della tesi:                                  *)
+(*   "Formalizzazione Interattiva dei Microcontroller a 8bit FreeScale"   *)
+(*                                                                        *)
+(*                    data ultima modifica 15/11/2007                     *)
+(* ********************************************************************** *)
+
+include "freescale/memory_struct.ma".
+
+(* ********************* *)
+(* MEMORIA E DESCRITTORE *)
+(* ********************* *)
+
+(* tutta la memoria non installata *)
+definition mt_out_of_bound_memory ≝
+let lev4 ≝ array_16T ? 
+           MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND
+           MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND
+           MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND
+           MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND
+           in
+let lev3 ≝ array_16T ?
+           lev4 lev4 lev4 lev4 lev4 lev4 lev4 lev4
+           lev4 lev4 lev4 lev4 lev4 lev4 lev4 lev4
+           in
+let lev2 ≝ array_16T ?
+           lev3 lev3 lev3 lev3 lev3 lev3 lev3 lev3
+           lev3 lev3 lev3 lev3 lev3 lev3 lev3 lev3
+           in
+let lev1 ≝ array_16T ?
+           lev2 lev2 lev2 lev2 lev2 lev2 lev2 lev2
+           lev2 lev2 lev2 lev2 lev2 lev2 lev2 lev2
+           in
+lev1.
+
+(* tutta la memoria a 0 *)
+definition mt_zero_memory ≝
+let lev4 ≝ array_16T ? 
+           (mk_byte8 x0 x0) (mk_byte8 x0 x0) (mk_byte8 x0 x0) (mk_byte8 x0 x0)
+           (mk_byte8 x0 x0) (mk_byte8 x0 x0) (mk_byte8 x0 x0) (mk_byte8 x0 x0)
+           (mk_byte8 x0 x0) (mk_byte8 x0 x0) (mk_byte8 x0 x0) (mk_byte8 x0 x0)
+           (mk_byte8 x0 x0) (mk_byte8 x0 x0) (mk_byte8 x0 x0) (mk_byte8 x0 x0)
+           in
+let lev3 ≝ array_16T ?
+           lev4 lev4 lev4 lev4 lev4 lev4 lev4 lev4
+           lev4 lev4 lev4 lev4 lev4 lev4 lev4 lev4
+           in
+let lev2 ≝ array_16T ?
+           lev3 lev3 lev3 lev3 lev3 lev3 lev3 lev3
+           lev3 lev3 lev3 lev3 lev3 lev3 lev3 lev3
+           in
+let lev1 ≝ array_16T ?
+           lev2 lev2 lev2 lev2 lev2 lev2 lev2 lev2
+           lev2 lev2 lev2 lev2 lev2 lev2 lev2 lev2
+           in
+lev1.
+
+(* visita di un albero da 64KB di elementi: ln16(65536)=4 passaggi *)
+definition mt_visit ≝
+λT:Type.λdata:Prod16T (Prod16T (Prod16T (Prod16T T))).λaddr:word16.
+ match addr with
+  [ mk_word16 wh wl ⇒
+ getn_array16T (b8l wl) ?
+  (getn_array16T (b8h wl) ?
+   (getn_array16T (b8l wh) ?
+    (getn_array16T (b8h wh) ? data))) ].
+
+(* scrittura di un elemento in un albero da 64KB *)
+definition mt_update ≝
+λT:Type.λdata:Prod16T (Prod16T (Prod16T (Prod16T T))).λaddr:word16.λv:T.
+ match addr with
+  [ mk_word16 wh wl ⇒
+ let lev2 ≝ getn_array16T (b8h wh) ? data in
+ let lev3 ≝ getn_array16T (b8l wh) ? lev2 in
+ let lev4 ≝ getn_array16T (b8h wl) ? lev3 in
+ setn_array16T (b8h wh) ? data
+  (setn_array16T (b8l wh) ? lev2
+   (setn_array16T (b8h wl) ? lev3
+    (setn_array16T (b8l wl) T lev4 v))) ].
+
+(* scrittura di un range in un albero da 64KB *)
+definition mt_update_ranged ≝
+λT:Type.λdata:Prod16T (Prod16T (Prod16T (Prod16T T))).λi,s:word16.λv:T.
+ (* ok i≤s *)
+ match le_w16 i s with
+  [ true ⇒
+ match i with
+  [ mk_word16 ih il ⇒
+ match s with
+  [ mk_word16 sh sl ⇒
+ let aux_4 ≝ Prod16T T in
+ let aux_3 ≝ Prod16T (Prod16T T) in
+ let aux_2 ≝ Prod16T (Prod16T (Prod16T T)) in
+
+ let ilev2 ≝ getn_array16T (b8h ih) aux_2 data in
+ let ilev3 ≝ getn_array16T (b8l ih) aux_3 ilev2 in
+ let ilev4 ≝ getn_array16T (b8h il) aux_4 ilev3 in
+
+ let slev2 ≝ getn_array16T (b8h sh) aux_2 data in
+ let slev3 ≝ getn_array16T (b8l sh) aux_3 slev2 in
+ let slev4 ≝ getn_array16T (b8h sl) aux_4 slev3 in
+
+ let vlev4 ≝ array_16T T v v v v v v v v v v v v v v v v in
+ let vlev3 ≝ array_16T aux_4 vlev4 vlev4 vlev4 vlev4 vlev4 vlev4 vlev4 vlev4
+                             vlev4 vlev4 vlev4 vlev4 vlev4 vlev4 vlev4 vlev4 in
+ let vlev2 ≝ array_16T aux_3 vlev3 vlev3 vlev3 vlev3 vlev3 vlev3 vlev3 vlev3
+                             vlev3 vlev3 vlev3 vlev3 vlev3 vlev3 vlev3 vlev3 in
+
+ match eq_ex (b8h ih) (b8h sh) with
+  [ true ⇒ match eq_ex (b8l ih) (b8l sh) with
+   [ true ⇒ match eq_ex (b8h il) (b8h sl) with
+    (* caso 0x...(X) a 0x...(Y) *)
+    [ true ⇒ setn_array16T (b8h ih) aux_2 data
+              (setn_array16T (b8l ih) aux_3 ilev2
+               (setn_array16T (b8h il) aux_4 ilev3
+                (* cambio a partire da livello 4 *)
+                (setmn_array16T (b8l il) (b8l sl) T ilev4 v))) (* ...X,...Y *)
+    (* caso 0x..(X1)(X2) a 0x..(Y1)(Y2) *)
+    | false ⇒ setn_array16T (b8h ih) aux_2 data
+               (setn_array16T (b8l ih) aux_3 ilev2
+                (* cambio a partire da livello 3 *)
+                (setn_array16T (b8h sl) aux_4 (* ..(Y1)0,..(Y1)(Y2) *)
+                 (setmn_array16T_succ_pred (b8h il) (b8h sl) aux_4 (* ..(X1+1).,..(Y1-1). *)
+                  (setn_array16T (b8h il) aux_4 ilev3
+                   (setmn_array16T (b8l il) xF T ilev4 v)) (* ..(X1)(X2),..(X1)F *)
+                  vlev4)
+                 (setmn_array16T x0 (b8l sl) T slev4 v))) ]
+   (* caso 0x.(X1)(X2)(X3) a 0x..(Y1)(Y2)(Y3) *)
+   | false ⇒ setn_array16T (b8h ih) aux_2 data
+              (* cambio a partire da livello 2 *)
+              (setn_array16T (b8l sh) aux_3
+               (setmn_array16T_succ_pred (b8l ih) (b8l sh) aux_3 (* .(X1+1)..,.(Y1-1).. *)
+                (setn_array16T (b8l ih) aux_3 ilev2
+                 (setmn_array16T_succ (b8h il) aux_4 (* .(X1)(X2+1).,.(X1)F. *)
+                  (setn_array16T (b8h il) aux_4 ilev3
+                   (setmn_array16T (b8l il) xF T ilev4 v)) (* .(X1)(X2)(X3),.(X1)(X2)F *)
+                  vlev4))
+                vlev3)
+               (setmn_array16T_pred (b8h sl) aux_4 (* .(Y1)0.,.(Y1)(Y2-1). *)
+                (setn_array16T (b8h sl) aux_4 slev3
+                 (setmn_array16T x0 (b8l sl) T slev4 v)) (* .(Y1)(Y2)0,.(Y1)(Y2)(Y3) *)
+                vlev4))
+   ]
+  (* caso 0x(X1)(X2)(X3)(X4) a 0x(Y1)(Y2)(Y3)(Y4) *)
+  | false ⇒ setn_array16T (b8h sh) aux_2
+             (setmn_array16T_succ_pred (b8h ih) (b8h sh) aux_2 (* (X+1)...,(Y-1)... *)
+              (setn_array16T (b8h ih) aux_2 data
+               (setmn_array16T_succ (b8l ih) aux_3 (* (X1)(X2+1)..,(X1)F.. *)
+                (setn_array16T (b8l ih) aux_3 ilev2
+                 (setmn_array16T_succ (b8h il) aux_4 (* (X1)(X2)(X3+1).,(X1)(X2)F. *)
+                  (setn_array16T (b8h il) aux_4 ilev3
+                   (setmn_array16T (b8l il) xF T ilev4 v)) (* (X1)(X2)(X3)(X4),(X1)(X2)(X3)F *)
+                  vlev4))
+                vlev3))
+               vlev2)
+             (setmn_array16T_pred (b8l sh) aux_3 (* (Y1)0..,(Y1)(Y2-1).. *)
+              (setn_array16T (b8l sh) aux_3 slev2
+               (setmn_array16T_pred (b8h sl) aux_4 (* (Y1)(Y2)0.,(Y1)(Y2)(Y3-1). *)
+                (setn_array16T (b8h sl) aux_4 slev3
+                 (setmn_array16T x0 (b8l sl) T slev4 v)) (* (Y1)(Y2)(Y3)0,(Y1)(Y2)(Y3)(Y4) *)
+                vlev4))
+              vlev3) ]]]
+ (* no i>s *)
+ | false ⇒ data
+ ].
+definition mt_chk_get ≝
+λchk:Prod16T (Prod16T (Prod16T (Prod16T memory_type))).λaddr:word16.
+ match mt_visit ? chk addr with
+ [ MEM_READ_ONLY ⇒ array_8T ? MEM_READ_ONLY MEM_READ_ONLY MEM_READ_ONLY MEM_READ_ONLY MEM_READ_ONLY MEM_READ_ONLY MEM_READ_ONLY MEM_READ_ONLY
+ | MEM_READ_WRITE ⇒ array_8T ? MEM_READ_WRITE MEM_READ_WRITE MEM_READ_WRITE MEM_READ_WRITE MEM_READ_WRITE MEM_READ_WRITE MEM_READ_WRITE MEM_READ_WRITE
+ | MEM_OUT_OF_BOUND ⇒ array_8T ? MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND MEM_OUT_OF_BOUND
+ ].
+
+(* scrivi controllando il tipo di memoria *)
+definition mt_mem_update ≝
+λmem:Prod16T (Prod16T (Prod16T (Prod16T byte8))).
+λchk:Prod8T memory_type.
+λaddr:word16.λv:byte8.
+ match getn_array8T o0 ? chk with
+  (* ROM? ok, ma il valore viene perso *)
+  [ MEM_READ_ONLY ⇒ Some ? mem
+  (* RAM? ok *)
+  | MEM_READ_WRITE ⇒ Some ? (mt_update ? mem addr v)
+  (* NON INSTALLATA? no *)
+  | MEM_OUT_OF_BOUND ⇒ None ? ].  
+
+(* leggi controllando il tipo di memoria *)
+definition mt_mem_read ≝
+λmem:Prod16T (Prod16T (Prod16T (Prod16T byte8))).
+λchk:Prod16T (Prod16T (Prod16T (Prod16T memory_type))).
+λaddr:word16.
+ match  mt_visit ? chk addr with
+  [ MEM_READ_ONLY ⇒ Some ? (mt_visit ? mem addr)
+  | MEM_READ_WRITE ⇒ Some ? (mt_visit ? mem addr)
+  | MEM_OUT_OF_BOUND ⇒ None ? ].
+
+(* ************************** *)
+(* CARICAMENTO PROGRAMMA/DATI *)
+(* ************************** *)
+
+(* carica a paratire da addr, scartando source (pescando da old_mem) se si supera 0xFFFF... *)
+let rec mt_load_from_source_at (old_mem:Prod16T (Prod16T (Prod16T (Prod16T byte8))))
+                               (source:list byte8) (addr:word16) on source ≝
+match source with
+ (* fine di source: carica da old_mem *)
+ [ nil ⇒ old_mem
+ | cons hd tl ⇒ match lt_w16 addr 〈〈xF,xF〉:〈xF,xF〉〉 with
+  (* non supera 0xFFFF, ricorsione *)
+  [ true ⇒ mt_load_from_source_at (mt_update ? old_mem addr hd) tl (plus_w16nc addr 〈〈x0,x0〉:〈x0,x1〉〉)
+  (* supera 0xFFFF, niente ricorsione *)
+  | false ⇒ mt_update ? old_mem addr hd
+  ]].
+
+(* ********************** *)
+(* TEOREMI/LEMMMI/ASSIOMI *)
+(* ********************** *)
+
+(* lettura da locazione diversa da quella in cui scrivo e' vecchio *)
+(* NB: sembra corretto, ma 2^32 casi!!! *)
+(*
+lemma ok_mt_update :
+ forall_word16 (λaddr1.
+ forall_word16 (λaddr2.
+  (eq_w16 addr1 addr2) ⊙
+  (eq_b8 (mt_visit ? (mt_update ? mt_zero_memory addr1 〈xF,xF〉) addr2)
+         (mk_byte8 x0 x0))))
+  = true.
+ reflexivity.
+qed.
+*)
+
+(* verifica scrittura di range *)
+(* NB: sembra corretto, ma 2^48 casi!!! *)
+(*
+lemma ok_mt_update_ranged :
+ forall_word16 (λaddr1.
+ forall_word16 (λaddr2.
+ forall_word16 (λaddr3.
+  (in_range addr3 addr1 addr2) ⊙
+  (eq_b8 (mt_visit ? (mt_update_ranged ? mt_zero_memory addr1 addr2 〈xF,xF〉) addr3)
+         (mk_byte8 x0 x0)))))
+  = true.
+ reflexivity.
+qed.
+*)