#!/usr/bin/env python3
"""elf2hex.py —— 把 objcopy 出来的裸二进制转成 ROM 需要的两份文件。

用法: python tools/elf2hex.py <input.bin> <output.hex> [ROM_WORDS] [output.vh]

产出：
  1) <output.hex>         每行一个 32 位字（$readmemh 格式，供 srcs/rom/ 下的
                          测试平台加载，例如拷成 srcs/rom/saolei.hex）
  2) <output.vh>（可选）   rom[i] = 32'h...; 语句，供
                          pipelined-cpu/srcs/board/cpu21_board_top.v 里 `include
                          固化进片内 ROM（未用到的地址填 NOP 0x00000013）
                          （未用到的地址填 NOP 0x00000013）

字序：输入的 .bin 是按字节小端排列的机器码，这里按小端拼成 32 位字。
"""

import sys

NOP = 0x00000013


def main():
    if len(sys.argv) < 3:
        print("用法: python tools/elf2hex.py <input.bin> <output.hex> [ROM_WORDS] [output.vh]")
        return 2

    src = sys.argv[1]
    dst = sys.argv[2]
    words_total = int(sys.argv[3]) if len(sys.argv) > 3 else 8192
    vh_path = sys.argv[4] if len(sys.argv) > 4 else None

    with open(src, "rb") as f:
        data = f.read()

    if len(data) % 4 != 0:
        print("警告：二进制长度 %d 不是 4 的倍数，尾部会被补 0" % len(data))
        data += b"\x00" * (4 - len(data) % 4)

    words = []
    for i in range(0, len(data), 4):
        words.append(int.from_bytes(data[i:i + 4], "little"))

    # 段间空洞填 NOP：objcopy 出来的 .bin 在 .text.isr1 / .text.isr2 / .text.isr3
    # 这些"绝对地址段"之间会留下 0x00000000，而本 CPU 把 0x00000000 译成自跳指令
    # （beq x0,x0,0 形式），PC 一旦落进去就永远出不来（仿真里已复现：PC 热点全在
    # 0x194-0x1FF / 0x218-0x2FF 这些空洞地址上）。这里把"最后一条非零字之前"的
    # 0 字统一换成 NOP，让 PC 即使误入也能顺势走过。
    last_nz = -1
    for i, w in enumerate(words):
        if w != 0:
            last_nz = i
    filled = 0
    for i in range(last_nz):
        if words[i] == 0:
            words[i] = NOP
            filled += 1

    if len(words) > words_total:
        print("错误：程序 %d 个字，超过 ROM 容量 %d 个字（改大 ROM_WORDS 或精简程序）"
              % (len(words), words_total))
        return 1

    with open(dst, "w", encoding="ascii") as f:
        for w in words:
            f.write("%08X\n" % w)

    if vh_path:
        with open(vh_path, "w", encoding="utf-8") as f:
            f.write("    // 由 tools/elf2hex.py 生成，请勿手工编辑\n")
            f.write("    // 源文件：%s（%d 个字，其余填 NOP）\n" % (src, len(words)))
            for addr in range(words_total):
                w = words[addr] if addr < len(words) else NOP
                f.write("    rom[%d] = 32'h%08X;\n" % (addr, w))

    print("已生成 %s（%d 个字）%s" % (dst, len(words),
          ("、%s（%d 个字，NOP 填充）" % (vh_path, words_total)) if vh_path else ""))
    return 0


if __name__ == "__main__":
    sys.exit(main())