• Nios II的Boot过程分析


    目录

    1       概述....................................................................... 1

    2       几种常见的boot方式......................................................... 1

    2.1........................................................................................... EPCS串行存贮器中boot........ 1

    2.2....................................................................................... 从外部CFI 并行flashboot........ 1

    3       EPCSboot................................................................................................................................................. 1

    3.1..................................................................................... EPCS控制器的bootloader分析........ 2

    3.2.................................................................................................................... EPCS控制器........ 3

    3.3........................................................................................................ EPCS串行存贮器件........ 5

    4       从并行flashboot.......................................................................................................................................... 5

    4.1..................................................................................................... 并行flash配置控制器........ 5

    4.2................................................................................................ 直接在Flash中运行程序........ 5

    4.3....................................................................................................... RAM中运行程序........ 6

    5       Bootloader解读.............................................................. 7

    5.1............................................................................................................ boot_loader.s解读........ 8

    5.2.......................................................................................... boot_loader_epcs_bits.s解读........ 10

    5.3.............................................................................................. boot_loader_cfi_bits.s解读........ 21

    6       Crt0.s解读........................................................................................................................................................ 23

    1          概述

    Nios II boot过程要经历两个过程。

    1.         FPGA器件本身的配置过程。FPGA器件在外部配置控制器或自身携带的配置控制器的控制下配置FPGA的内部逻辑。如果内部逻辑中使用了Nios II,则配置完成的FPGA中包含有Nios II软核CPU

    2.         Nios II本身的引导过程。一旦FPGA配置成功后,Nios II 就被逻辑中的复位电路复位,从reset地址开始执行代码。Nios II reset地址可以在SOPC builder的“Nios II MoreCPUsetting”页表中设置。

    2          几种常见的boot方式

    2.1         EPCS串行存贮器中boot

    这种boot方式,FPGA的配置数据和Nios II的程序都存放在EPCS器件中。FPGA配置数据放在最前面,程序放在后面,程序可能有多个段,每个段前面都插有一个“程序记录”。一个“程序记录”由232位的数据构成,一个是32位的整数,另一个是32位的地址,分别用于表示程序段本身的长度和程序段的运行时地址。这个“程序记录”用于帮助bootloader把各个程序段搬到程序执行时真正的位置。EPCS是串行存贮器,Nios II不能直接从EPCS中执行程序,它实际上是执行EPCS控制器的片内ROM的代码(即bootloader),把EPCS中程序的搬到RAM中执行。

    2.2         从外部CFI 并行flashboot

    这种boot方式还可以分为2种情况。

    1.         程序直接在flash中运行。这种情况程序不需要另外的bootloaderNios II 复位时reset地址(指向flash内部)开始执行程序,程序必须有启动代码用于搬移.rwdata段(因为.rwdata段是可读写的不能存放在flash中),同时如果.RODATA段和.EXCEPTIONS段连接时没有指定在flash中话(比如在RAM中),也会被搬到RAM中,并对.bss段清零,设置栈的指针。这些工作都在Crt0.s中完成。

    2.         程序在RAM(包括On-chip RamSDRAMSSRAM…泛指一般的RAM)中运行。这种情况需要有一个专门的bootloader,它把存放在flash中的各个程序段搬到程序执行时各个段真正的位置。

    3          EPCSboot

    要支持Nios IIEPCSboot首先要求FPGA器件要支持主动串行配置。AlteraCycloneCyclone IIStratix II系列的FPGA支持主动串行配置。直到Nios II 5.1版本,Nios II EPCSbootStratix II系列的FPGA上实现上仍有问题。所以这种方式主要用于CycloneCyclone II系列的器件。

    为了实现这种boot方式,用户必须在SOPC builder中添加一个EPCS控制器,无须给它分配管腿,Quartus II 会自动给它分配到专用管腿上。添完EPCS控制器后,SOPC builder会给它分配一个base address,这个地址是EPCS控制器本身携带的片上ROMNios II系统中的基地址,这个ROM存有一小段bootloader代码,用于引导整个过程。所以,必须在SOPC builder的“Nios II MoreCPUsetting”页表中把reset地址设置为这个基地址,使得Nios II 复位后从这个地址开始执行以完成整个引导过程。

    3.1         EPCS控制器的bootloader分析

    EPCS控制器带有一块片内ROM,内有Bootloader代码,Nios II 就靠这段代码完成boot过程。它把EPCS里的Nios II程序映象复制到RAM中,然后跳转到RAM中运行。由于程序映象是由elf2flash输出的,bootloader对被搬运的程序映象的位置和结构的解读必须和elf2flash工具一致。FPGA的配置数据从EPCS偏移为0的地址开始存放,紧挨着配置数据后面是一个32位的整数,指示程序段的长度,接着是一个32位的地址,指示程序执行时该程序段的地址,我们把这个长度和地址一起称为“程序记录”,“程序记录”随后就是程序段映象。一个程序可能有多个程序段,所以也就有多个“程序记录”和程序段映象。Bootloader必须知道FPGA配置数据的长度以读取配置数据后面的内容,不同型号的FPGA的配置数据长度是不同的,所以必须读取配置数据的头部信息获取配置数据的长度,进而逐个读取程序段映象的长度和运行时地址,然后把程序段映象搬到目的运行时地址。为了存取EPCSbootloader构造了一些位置无关汇编代码。EPCS的存贮布局如下所示:

     

    剩余空间

     

    4字节的最后一个
    “程序记录”的目的地址域A

     

    0x000000004字节的最后一个
    “程序记录”的长度域L

     

    Ln个字节的第n个程序段映象

     

    4字节的第n个程序段的目的地址An

     

    4字节的第n个程序段的长度Ln

     

     

    L2个字节的第2个程序段映象

     

    4字节的第2个程序段的目的地址A2

     

    4字节的第2个程序段的长度L2

    Length+8~length+L+7

    L1字节的第1个程序段映象

    Length+4~length+7

    4字节的第1个程序段目的地址A1

    Length~length+3

    4字节的第1个程序段长度L1

    0~length-1

    FPGA配置数据,长度为length

    bootloader读取到L时,L0,表示前面所有的程序记录已经处理完毕,这个是最后的程序记录就直接跳到地址A的地方执行。显然A必须是程序的入口地址。如果L0xffffffff(即-1),那么就忽略A并停机,这样,即使是一个只有FPGA配置数据而没有程序的EPCS也是安全的。当一个EPCS只有配置数据而没有程序的时候,sof2flash会在配置数据的末尾增加4个字节的0xff使bootloader不会有误动作。Bootloader的工作流程如下:

     

    3.2         EPCS控制器

    EPCS控制器手册没有对EPCS进行详细的说明只是建议用户使用AlteraHAL函数来存取。其实EPCS控制器由两个独立的部件构成:

    1.Rom。大小是512个字节,也就是128 words。尽管EPCS控制器手册表述了Rom的大小是1K字节,实际上直到Nios II 5.1 EPCS控制器的Rom仍然是512个字节,因此手册中给出的寄存器偏移地址都需要修正。

    2.SPI Master控制器。EPCS串行存贮器的接口符合SPI标准。Nios II 可以通过SPI Master来存取EPCS串行存贮器。这两个部件的地址(从Nios II 的角度看,以字节为单位)安排如下:


    偏移地址

    寄存器

    R/W

    位描述

    31..0

    0x000

    Boot Rom Memory

    R

    Boot Loader Code 
    epcs_controller_boot_rom.hex
    or epcs_controller_boot_rom.dat

    0x004

    0x1FC

    0x200

    Rx Data

    R

    31..8 (Not Implemented)

    Rx Data(7..0)

    0x204

    Tx Data

    W

    31..8 (Not Implemented)

    Tx Data(7..0)

    0x208

    Status

    R/W

    31..11

    10

    9

    8

    7

    6

    5

    4

    3

    2

    1

    0

     

     

    EOP

    E

    RRDY

    TRDY

    TMT

    TOE

    ROE

     

     

     

    0x20C

    Cotrol

    R/W

    31..11

    10

    9

    8

    7

    6

    5

    4

    3

    2

    1

    0

     

     

    IEOP

    IE

    IRRDY

    ITRDY

     

    ITOE

    IROE

     

     

     

    0x210

    Reserved

    -

     

    0x214

    Slaver Enable

    R/W

    31..16

    15

    14

    13

    3

    2

    1

    0

     

    SS_15

    SS_14

    SS_13

    SS_3

    SS_2

    SS_1

    SS_0

    0x218

    End of Packet

    R/W

    31..8 (Not Implemented)

    End of character(7..0)

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    l         Rx Data寄存器
    Nios IIRx Data寄存器中读出从EPCS中接收到的数据。当接收移位寄存器收到满8位的数据,status寄存器的RRDY位被置1,同时数据被传入Rx Data寄存器。读取Rx Data寄存器会把RRDY位清掉,而往Rx Data写则没有影响。

    l         Tx Data寄存器
    Nios II把要发送的数据写到Tx Data寄存器。status寄存器中的TRDY位置1表示Tx Data寄存器准备好接收来自Nios II的新数据。Tx Data被写了之后,TRDY位就被置0,直到数据从Tx Data转移到发送移位寄存器又会被重新置为1

    l         Status寄存器
    status寄存器包含有指示当前状态的位。几乎每一位都和control寄存器的一个中断允许位相关。Nios II任何时候都可以读取status寄存器,不会影响该寄存器的值。往status寄存器写将清除ROETOEE这些位。下表描述了各个位的含义:


    名称

    含义

    3

    ROE

    接收溢出错误。当Rx Data寄存器数据满的时候(RRDY1),接收移位寄存器又往Rx Data寄存器写,那ROE位将被置1。而新的数据会覆盖老的数据。往status寄存器写可以把ROE位清0

    4

    TOE

    发送溢出错误。如果Tx Data寄存器数据还没有被转移到发送移位寄存器(TRDY0),又往Tx Data寄存器写,那TOE就会被置为1。新的数被忽略。往status寄存器写可以清TOE0

    5

    TMT

    发送移位寄存器空。如果一个发送过程正在进行中,那TMT0;如果发送移位寄存器为空,则TMT1

    6

    TRDY

    发送器准备好接收新的发送数据。当Tx Data寄存器空的时候,TRDY1

    7

    RRDY

    接收器准备好送出接收到的数。当Rx Data寄存器满的时候,RRDY1

    8

    E

    有错误产生。它是TOEROE的逻辑或。只要TOEROE中有一个为1,那它也为1。它给程序提供了一个判断有错误发生的方便的途径。往status寄存器写可以把E位清0

    9

    EOP

    包结束标志。该标志在下列情况下被置1
    1. 一个EOP字节被写入Tx Data寄存器

    2. 一个EOP字节从Rx Data寄存器中读出
    EOP字节就是End of Packet寄存器中的End of Character字节。往status寄存器写可以把EOP位清0

    l         Control寄存器
    control寄存器控制SPI Master的操作。Nios II可以在任何时候读取control寄存器而不改变它的值。大部分control寄存器的位(IROEITOEITRDYIRRDYIE)控制status寄存器相应位的中断。比如当IROE设为1,就允许当status中的ROE1时产生中断。只有当control寄存器和stauts寄存器中的相应位都为1的情况下,SPI Master才会产生中断。


    名称

    含义

    3

    IROE

    允许ROE条件满足时产生中断。

    4

    ITOE

    允许TOE条件满足时产生中断。

    6

    ITRDY

    允许TRDY条件满足时产生中断。

    7

    IRRDY

    允许RRDY条件满足时产生中断。

    8

    IE

    允许E条件满足时产生中断。

    9

    IEOP

    允许EOP条件满足时产生中断。

    10

    SSO

    强制slave enable寄存器器中为1的位对应的ss_n有效,即输出电平0

    l         Slave enable寄存器
    slave enable寄存器中的某一位置1表示相应的ss_n信号可以被驱动有效(即在control寄存器中写SSO位为1,或者有数据写入Tx Data寄存器准备开始传送数据)。Slave enable寄存器可以多位为1,但是需要有其它逻辑来处理多个SPI slave的冲突问题。

    l         End of Packet寄存器
    End of Packet寄存器包含End of Character,当某一Avalon master读出的Rx Data寄存器字节和End of Character一样,或者写入Tx Data的字节和End of Character一样时,SPI Master产生EOP标志。如果该Avalon master支持endofpacket信号,则会中断传输。

    EPCS控制器在例化SPI Master时使用下列参数:数据位8位;SPI时钟SCLK频率20MHzMOSIASDO)在SCLK的下降沿处输出;MISODATA0)在SCLK上升沿处采样;SCLK的初始相位为0MSB先输出,LSB后输出;目标延迟100us(即ss_n输出为低到SCLK开始驱动输出时钟脉冲的延迟为100us)。

    3.3         EPCS串行存贮器件

    Altera的器件手册对EPCS器件有完整清楚的表述。在read byteread statusread silicon ID操作时,发出命令后,所要的数据会马上从EPCSDATA管腿移出。所以EPCS控制在发出命令后继续发送虚拟数据(比如0或随便什么值),在发送虚拟数据的同时接收EPCS送出的数据,就可以获取所要的数据。SPI接口的发送和接收是同时的,为了接收数据,你必须发送点什么,尽管这些数据是对方不需要的,同样在你发送命令或数据的同时也会收到点什么,尽管这些也不一定是你需要的。

    4          从并行flashboot

    4.1         并行flash配置控制器

    Nios II应用常常把Nios II 程序和FPGA配置数据都存放在flash中。这就需要一个配置控制器来驱动flash输出配置数据完成FPGA的配置。配置控制器可以用一片CPLD来实现。Flash除了可以存贮FPGA配置数据和Nios II程序外还可以存贮其它数据(比如只读文件系统)。Flash中的配置数据区还可以分为两个区,一个用于用户逻辑,另一个用于出厂逻辑。当用户逻辑配置失败后,就会自动使用出厂逻辑,保证任何时候都有一个配置可以工作。另外,配置控制器还可以接收来自Nios II 的重配置请求,并驱动FPGA重新配置,完成FPGA的现场升级。Stratix开发板的配置控制安排偏移量为0的地方存放Nios II程序,而FPGA用户配置逻辑从偏移量0x600000开始,出厂配置则从偏移量0x700000开始。

    Stratix开发板的并行flash配置控制器其实是一个地址序列生成器,地址生成器的输入时钟是板上时钟的4分频(比如,板上的晶振时钟是50MHz,则地址生成器的时钟就是12.5MHz)。上电的时候,由上电复位芯片提供的复位信号复位,地址生成器初始化为用户逻辑的配置数据的偏移量(比如Stratix板是0x600000),然后开始计数并驱动地址由低往高增长,使flash送出对应地址的配置数据。配置控制器监测FPGAconfig_done信号,一旦发现FPGA配置完成就停止计数,并置flash的地址和其它控制线为高阻,以免影响Nios IIflash的操作。FPGA配置完成后,内部逻辑开始生效,复位Nios IINios II开始从reset地址执行程序。

    4.2         直接在Flash中运行程序

    嵌入式应用有时希望程序能够直接在flash中运行,以节约RAM空间,降低成本。为了使程序直接在flash中运行,可以在SOPC builder中设置reset地址在flash中,连接程序的时候可以指定程序的.TEXT段和.RODATA段存放在flash中,而让.RWDATA和堆栈放在RAM中(这2个段都是可读写的,不能放在flash中)。同时还可以在SOPC builder中指定exception地址到flash中,也可以节约一点RAM空间。由于最后的flash映象文件.flash文件(.flash文件其实是.srec格式的文件)中没有bss段,所以程序的开始必须在RAM中建立bss段并清0,同时也把.RWDATA段从flash中拷贝到RAM中(.RWDATA段在程序运行的时候必须在RAM中),并设置好栈,建立好C程序的工作环境然后调用C用户入口函数。这些工作都是由Crt0.s来完成的。下面是Crt0.sflash中运行的工作流程:

     

    4.3         RAM中运行程序

    程序在flash运行通常比在RAM中慢,所以有时也希望程序能够在RAM中运行。Nios IIreset地址仍然指向flash中(reset地址不能指向RAMRAM在上电复位时还没有被初始化),在连接程序的时候可以把每个段都指定到RAM中,在SOPC builder中也可以把exception部分指定到RAM中。这样连接生成的可执行文件.elf文件就是适合在RAM中运行的程序。但在实际应用中这个程序最终存放在flash中,所以需要有一段bootloader代码,用于把flash中的程序映象拷贝到RAM中运行。工具elf2flash能够根据情况自动给你的程序在生成.flash文件时添加“程序记录”和bootloaderelf2flash判断其后随参数reset地址(就是Nios IIreset地址)和程序的入口地址是不是一样,如果一样就不添加“程序记录”和bootloader,如果不一样就添加。这个bootloader根据各个“程序记录”把程序映象拷贝到到RAM中并从RAM中执行。和EPCS一样,每个“程序记录”由两个32位的数据组成,一个是程序的长度,一个目的执行地址(即程序的运行地址)。Stratix 开发板上flash中的存贮分布如下:

     

    0x700000~0x7FFFFF

    出厂逻辑Safe Logic

    0x600000~0x6FFFFF

    用户逻辑User Logic

     

    剩余空间

     

    4字节的最后一个
    “程序记录”的目的地址域A

     

    0x000000004字节的最后一个
    “程序记录”长度域L

     

    Ln个字节的第n个程序段映象

     

    4字节的第n个程序段的目的地址An

     

    4字节的第n个程序段的长度Ln

     

     

    L2个字节的第2个程序段映象

     

    4字节的第2个程序段的目的地址A2

     

    4字节的第2个程序段的长度L2

    Length+8~length+L+7

    L1字节的第1个程序段映象

    Length+4~length+7

    4字节的第1个程序段的目的地址A1

    Length~length+3

    4字节的第1个程序段的长度L1

    0~length-1

    Bootloader

    Bootloader的工作流程如下:

     

    运行完bootloader后仍然要执行Crt0.s,但此时Crt0.s的流程和程序在flash中直接运行的情况有一些区别:它没有初始化指令cache,也不会企图去装载别的段,这些步骤已经在bootloader中完成。程序映象已经包含这些段,在搬移程序映象的同时也装载了相应的段(.RODATA段,.RWDATA段和.EXCEPTIONS段),程序映象中不包含.bss段和栈,所以仍然需要清.bss段以及设置栈指针和全局指针。Bootloader没有存取存贮器数据,因此没有初始化数据cache,所以Crt0.s仍然要初始化数据cache

    5          Bootloader解读

    Altera提供了两个bootloader程序,一个用于从EPCS器件中boot,另一个用于从flash器件中boot。它们的汇编源码和makefile都在C:/altera/kits/nios2_51/components/altera_nios2/sdk/src/boot_loader_sources目录中。其中boot_loader.s是公共部分,而boot_loader_epcs_bits.s则用于从EPCS器件中Bootboot_loader_cfi_bits.s用于从flashBoot

    5.1         boot_loader.s解读

    #ifdef EPCS

     #define FIND_PAYLOAD   sub_find_payload_epcs                     // 查找EPCS中数据负荷子程序

     #define READ_INT       sub_read_int_from_flash_epcs             // EPCS中读取一个32word

     #define STREAMING_COPY sub_streaming_copy_epcs               // EPCS中拷贝流的子程序

     #define CLOSE_DEVICE   sub_epcs_close                                     // 关闭EPCS器件的子程序

    #else

     #define FIND_PAYLOAD   sub_find_payload_cfi                        // 查找CFI并行flash中数据负荷的子程序

     #define READ_INT       sub_read_int_from_flash_cfi                // CFI并行flash中读取一个32位的word

     #define STREAMING_COPY sub_streaming_copy_cfi                  // CFI并行flash中拷贝流的子程序

    #endif

     

    #include "boot_loader.h"

        .global reset

        .global _start

        .global main

        .global end_of_boot_copier

     

    reset:

    _start:

    main:

        // 清除CPU的状态寄存器禁止中断,这个动作在硬件复位的时候其实已经自动完成。.

        wrctl   status, r_zero

        // 冲刷指令cache.

        // Nios II 最多支持64Kbytes的指令cache,所以只初始化了64Kbytes的指令cache

        movhi   r_flush_counter,%hi(0x10000)

    cache_loop:

        initi   r_flush_counter

        // 没有必要初始化数据cache, bootloader不存取存贮器数据

        addi    r_flush_counter, r_flush_counter,-32

        bne     r_flush_counter, r_zero, cache_loop

        // 冲刷流水线

        flushp

     

        // r_flash_ptr = find_payload();

        // 调用查找数据负荷子程序寻找数据负荷

        nextpc  return_address_less_4

        br      FIND_PAYLOAD

        // 拷贝.

        //

        // 在循环的开始,寄存器r_flash_ptr 包含“程序记录”的地址。

        //

        // 1) 读取“程序记录”的长度域(4-bytes(r_data_size)

        // 2) 读取“程序记录”的目的地址域(4-bytes(r_dest)

        // 3) 循环:

        //       拷贝 r_data_size 个字节一次一个字节: *r_dest++ = *r_flash_ptr++

     

        // 0xFFFFFFFF装入r_halt_record,用于测试是否要停机。

        subi    r_halt_record, r_zero, 1

     

    per_record_loop:

        //读取“程序记录”的长度域,r_data_size = READ_INT(r_flash_ptr++)

        nextpc  return_address_less_4

        br      READ_INT

        mov     r_data_size, r_read_int_return_value

     

        // 读取“程序记录”的目的地址域,r_dest = READ_INT(r_flash_ptr++)

        nextpc  return_address_less_4

        br      READ_INT

        mov     r_dest, r_read_int_return_value

     

        // 测试长度域是否为0

        // 如果是就直接运行程序

        beq     r_data_size, r_zero, last_program_record

        // 如果长度域为-10xFFFFFFFF),就停机。

    halt_record_forever:

        beq     r_data_size, r_halt_record, halt_record_forever

        // 使用拷贝流子程序搬移数据

        nextpc  return_address_less_4

        br      STREAMING_COPY

        // 程序运行到这里,表明已经处理了当前的“程序记录”了,

        // 而且知道这不是最后一个“程序记录”因为它的长度域不为0

        // 这就意味着要处理下一个“程序记录”。

        br      per_record_loop

    last_program_record:

        // 处理完最后一个程序记录后就要把控制权转给实际的运行程序.

        // r_dest是实际程序的入口地址

        // 在中止boot-loader之前要关闭EPCS器件,如果不做这一步,

        // 会导致HALopen()调用要花好几秒钟才能打开EPCS器件

    #ifdef EPCS

        nextpc  return_address_less_4

        br      CLOSE_DEVICE

    #endif

        // 跳转到目的地址运行程序

        callr   r_dest

    afterlife:        // 程序跑到这里表明有问题。

        br      afterlife

        .end

    5.2         boot_loader_epcs_bits.s解读

    // EPCS串行flash设备读取字节的子过程

    // 通过寄存器和EPCS打交道获取字节数

    #include "boot_loader.h"

        .global sub_find_payload_epcs

        .global sub_read_int_from_flash_epcs

        .global sub_streaming_copy_epcs

        .global sub_epcs_close

     

    // EPCS控制和状态寄存器的偏移量

    #define EPCS_RXDATA_OFFSET  0x00

    #define EPCS_TXDATA_OFFSET  0x04

    #define EPCS_STATUS_OFFSET  0x08

    #define EPCS_CONTROL_OFFSET 0x0C

     

    // EPCS的位掩码

    #define EPCS_STATUS_TMT_MASK  0x20

    #define EPCS_STATUS_TRDY_MASK 0x40

    #define EPCS_STATUS_RRDY_MASK 0x80

     

    #define EPCS_CONTROL_SSO_MASK 0x400

     

    // EPCS命令

    #define EPCS_COMMAND_READ 0x03

        .text

    //

    // 查找EPCS的数据负荷

    //

    // 过程:

    //     - 在偏移量为0的地方打开EPCS器件(FPGA配置数据在这里)

    //     - 分析配置数据获取数据负荷开始的地址

    //     - 关闭EPCS

    //     - 在数据负荷的开始的地址再次打开EPCS

    //

    sub_find_payload_epcs:

        // 修正并存贮返回地址

        addi    r_findp_return_address, return_address_less_4, 4

     

        //

        // 计算EPCS控制/状态寄存器块的地址

        // 它在离本段代码的开头偏移量为512个字节的地方

        // 因为这段代码必须在512字节边界处,

        // 我们简单地把当前地址园整到下一个512个地址的边界。

        //

     

        // |

        // | 为了调试,你可以定义EPCS_REGS_BASE

        // | 作为EPCS寄存器基地址。否则就假设下一个512字节边界。

        // |

     

        nextpc  r_findp_temp

    #ifdef EPCS_REGS_BASE

        movhi   r_epcs_base_address, %hi(EPCS_REGS_BASE)

        addi    r_epcs_base_address, r_epcs_base_address, %lo(EPCS_REGS_BASE)

    #else

        ori     r_epcs_base_address, r_findp_temp, 511

        addi    r_epcs_base_address, r_epcs_base_address, 1

    #endif

     

        //

        // 在偏移量为0的地方打开EPCS器件

        //

        movi    r_flash_ptr, 0

        nextpc  return_address_less_4

        br      sub_epcs_open_address

     

        //

        // 分析器件配置数据顺序读出字节直到下面任一个条件满足

        //       1) 我们找到0xA6 (其实应该是0x56,因为我们没有把位序颠倒过来)

        //          当我们找到它时表示我们找到配置数据,可以接着算出它的长度。

        //       2) 我们找到不是xFF字节,在这种情况我们根本没有在配置数据里查找

        //          我们假定我一定是在一个boot loader记录。跳过整个配置数据长度的计算

        //          开始装载。

        //       3) 我们在任意长的时间内找到的都是0xFF。我们猜测flash是空的没有其它可利用资源

        //

     

        // 搜索随意的一大块字节

        movi    r_findp_count, 0x400

     

        // 我们要找的模板是0x56

        movi    r_findp_pattern, 0x56

     

        // 在我们找到0x56之前唯一可以接受的字节是0xFF

        movi    r_findp_temp, 0xFF

     

    fp_look_for_56_loop:

        nextpc  return_address_less_4

        br      sub_read_byte_from_flash_epcs

     

        // 我们发现模板了吗?

        beq     r_read_byte_return_value, r_findp_pattern, fp_found_sync

     

        // 我们发现非0xFF的字节了吗?

        bne     r_read_byte_return_value, r_findp_temp, fp_short_circuit

     

        // 更新循环计数器开始循环

        subi    r_findp_count, r_findp_count, 1

        bne     r_findp_count, r_zero, fp_look_for_56_loop

     

        // 我们没有找到模板或其它匹配的字节,挂起。

        // 先关闭EPCS器件

        nextpc  return_address_less_4

        br      sub_epcs_close

    fp_hang:

        br      fp_hang

     

    fp_found_sync:

        // 同步模板后面紧跟着的4个字节是我们感兴趣

        nextpc  return_address_less_4

        br      sub_read_int_from_flash_epcs

     

        // 4个字节是配置的长度,它们的字节顺序是little-endian,但位序是反的。

        nextpc  return_address_less_4

        br      sub_read_int_from_flash_epcs

     

        // 把长度放到r_flash_ptr 

        mov     r_flash_ptr, r_read_int_return_value

     

        // 此时我们获得了长度但是在EPCS器件中Quarts

        // 以相反的位序存贮字节

        //

        //   我们先把4位组反过来,再把2位组反过来,然后再把所有的位反过来。

        //   就象这样:

        //

        //  76543210 – 4位组反序--> 32107654 – 两位组反序 --> 10325476 – 位反序 --> 01234567

        //

        //  下面是整个循环的进行机制

        //       你会注意到这个反序过程只展示了一次

        //       不用担心,所有的字节都会被反序

        //

        //   ("x" == unknown, "." == zero)

        //

        //                           byte        temp        mask    count

        //                           --------    --------    --------  -----

        //   初始态           76543210    xxxxxxxx    00001111    4

        //

        // 1 temp = byte & mask      76543210    ....3210    00001111    4

        // 2 temp <<= count          76543210    3210....    00001111    4

        // 3 byte >>= count          xxxx7654    3210....    00001111    4

        // 4 byte &= mask            ....7654    3210....    00001111    4

        // 5 byte |= temp            32107654    3210....    00001111    4

        // 6 count >>= 1             32107654    3210....    00001111    2

        // 7 temp = mask << count    32107654    00111100    00001111    2

        // 8 mask ^= temp            32107654    00111100    00110011    2

        //

        //   loop on (count != 0)

        //

        //   temp = byte & mask      32107654    ..10..54    00110011    2

        //   temp <<= count          32107654    10..54..    00110011    2

        //   byte >>= count          xx321076    10..54..    00110011    2

        //   byte &= mask            ..32..76    10..54..    00110011    2

        //   byte |= temp            10325476    10..54..    00110011    2

        //   count >>= 1             10325476    10..54..    00110011    1

        //   temp = mask << count    10325476    01100110    00110011    1

        //   mask ^= temp            10325476    01100110    01010101    1

        //

        //   loop on (count != 0)

        //

        //   temp = byte & mask      10325476    .0.2.4.6    01010101    1

        //   temp <<= count          10325476    0.2.4.6.    01010101    1

        //   byte >>= count          x1032547    0.2.4.6.    01010101    1

        //   byte &= mask            .1.3.5.7    0.2.4.6.    01010101    1

        //   byte |= temp            01234567    0.2.4.6.    01010101    1

        //   count >>= 1             01234567    0.2.4.6.    01010101    0

        //   temp = mask << count    01234567    01010101    01010101    0

        //   mask ^= temp            01234567    01010101    00000000    0

        //

     

        // 初始化mask

        movhi   r_revbyte_mask, 0x0F0F

        addi    r_revbyte_mask, r_revbyte_mask, 0x0F0F

     

        // 装入count

        movi    r_findp_count, 4

     

    fp_reverse_loop:

        // 屏蔽高一半的位把结果装入TEMP寄存器

        and     r_findp_temp, r_flash_ptr, r_revbyte_mask       // 1

     

        // TEMP中的位左移4

        sll     r_findp_temp, r_findp_temp, r_findp_count       // 2

     

        // PTR中字节右移4

        srl     r_flash_ptr, r_flash_ptr, r_findp_count         // 3

     

        // 屏蔽掉高4

        and     r_flash_ptr, r_flash_ptr, r_revbyte_mask        // 4

     

        // PTRTEMP中的位组合起来

        or      r_flash_ptr, r_flash_ptr, r_findp_temp          // 5

     

        // 更新移位计数器

        srli    r_findp_count, r_findp_count, 1                 // 6

     

        // 左移MASK 2

        sll     r_findp_temp, r_revbyte_mask, r_findp_count     // 7

     

        // 更新MASK

        xor     r_revbyte_mask, r_revbyte_mask, r_findp_temp    // 8

     

        // 循环直到移位计数器为0

        bne     r_findp_count, r_zero, fp_reverse_loop

     

        //

        // 这个长度是以位为单位的长度,把它圆整到以字节为单位的长度。

        //

        addi    r_flash_ptr, r_flash_ptr, 7      // r_flash_ptr += 7

        srli    r_flash_ptr, r_flash_ptr, 3      // r_flash_ptr /= 8;

     

    fp_short_circuit:

        // 关闭EPCS器件

        nextpc  return_address_less_4

        br      sub_epcs_close

     

        // 重新打开EPCS器件(at r_flash_ptr)

        nextpc  return_address_less_4

        br      sub_epcs_open_address

        jmp     r_findp_return_address

     

    ////////

    // EPCS_Open_Address

    //

    // 打开EPCS器件以便于我们读取给定地址开始的字节流

    // 地址在r_flash_ptr给出

    //

    // 这只是一个sub_tx_rx_int_epcs 子过程的头部

    // 没有必要修正返回地址,相反它直接跳转到sub_tx_rx_int_epcs

    // 然后让子过程返回到原来的调用者那里。

    //

    //   寄存器用法:

    //       参数:       r_flash_ptr

    //       临时寄存器: r_eopen_eclose_tmp

    //       返回值:  --none--

    //

    sub_epcs_open_address:

        // 不需要修正返回地址,这只是一个子过程的头部

     

        // 通过控制寄存器使能EPCS器件的片选

        movi    r_eopen_eclose_tmp, EPCS_CONTROL_SSO_MASK

        stwio   r_eopen_eclose_tmp, EPCS_CONTROL_OFFSET (r_epcs_base_address)

     

        // 把读命令送入既定的寄存器中

        movhi   r_epcs_tx_value, (EPCS_COMMAND_READ << 8)

     

        // flash指针送入低24位中

        or      r_epcs_tx_value, r_epcs_tx_value, r_flash_ptr

     

        // 跳转到sub_tx_rx_int 子过程

        br      sub_tx_rx_int_epcs

     

        // 现在EPCS器件已经在r_flash_ptr处打开

     

     

    ////////

    // 关闭EPCS

    //

    // 终止当前的EPCS事务

    //

    sub_epcs_close:

        // 修正返回地址

        addi    return_address_less_4, return_address_less_4, 4

     

        // 等待控制器说发送器空

    close_ready_loop:

        ldwio   r_eopen_eclose_tmp, EPCS_STATUS_OFFSET (r_epcs_base_address)

        andi    r_eopen_eclose_tmp, r_eopen_eclose_tmp, EPCS_STATUS_TMT_MASK

        beq     r_eopen_eclose_tmp, r_zero, close_ready_loop

     

        // 清除SSO位释放CS

        stwio   r_zero, EPCS_CONTROL_OFFSET (r_epcs_base_address)

     

        // 返回

        jmp     return_address_less_4   // 我们已经修复了返回地址

     

     

    ////////

    // sub_read_int_from_flash_epcs

    //

    // epcs_rx_tx的另外一个入口

    //

    // 在进入sub_tx_rx_int_epcs先把epcs_tx_value0

    //

    sub_read_int_from_flash_epcs:

     

        // 这个子过程读取EPCS器件的下一个32word

        // 假设一个有效的读命令和地址已经发出去,片选也是使能的

        // 给发送的内容清0

        //

        mov     r_epcs_tx_value, r_zero

        //

        // 进入sub_tx_rx_int_epcs子过程

        //

     

    ////////

    // sub_tx_rx_int_epcs

    //

    //   这个子过程往flash4个字节同时也读回4个字节

    //   4个字节没有什么地址对齐的限制

    //   这个子过程写的时候是高位在先,读的时候是低位在先

    //   因为EPCS处理命令的时候是高位在先,但是SOF文件的

    //   编码却是低位在先

    //

    //   这个子过程和tx_rx_byte共享输入参数

    //   只要tx_rx_byte 不破坏它的输入参数,

    //   那这么做就是安全的。

    //

    //   寄存器用法:

    //      入口参数:        r_epcs_tx_value

    //      局部变量:        r_trie_count

    //      局部返回指针:    r_riff_return_address

    //      返回的值:        r_read_int_return_value

    //

    sub_tx_rx_int_epcs:

        // 修正返回地址

        addi    r_riff_return_address, return_address_less_4, 4

     

        //

        // 写(高位在先)然后读(低位在先)

        //

     

        // 清楚返回的值

        mov     r_read_int_return_value, r_zero

     

        // 发送/接收的字节数

        movi    r_trie_count, 4

     

    trie_loop:

        // 定位发送字节,使符合参数格式要求

        roli    r_epcs_tx_value, r_epcs_tx_value, 8

     

        // 发送/接收一个字节

        nextpc  return_address_less_4

        br      sub_tx_rx_byte_epcs

     

        // 把它反在结果寄存器的低位字节

        or      r_read_int_return_value, r_read_int_return_value, r_read_byte_return_value

     

        // 循环移位结果寄存器以便于最后一个字节在高位字节

        //  把其它字节移到低位字节

        roli    r_read_int_return_value, r_read_int_return_value, 24

     

        // 计数器减1,继续循环。

        subi    r_trie_count, r_trie_count, 1

        bne     r_trie_count, r_zero, trie_loop

     

        // 返回

        jmp     r_riff_return_address

     

    ////////

    // sub_read_byte_from_flash_epcs

    //

    // epcs_rx_tx.的另一个入口

    //

    //   在进入epcs_tx_rx 之前把epcs_tx_value0

    //

    sub_read_byte_from_flash_epcs:

     

        // 该过程读取EPCS器件的下一个字节,

        // 假设一个读命令和地址已经发送,片选也已经使能。

        //

        // 只要发送0给器件,我们就能收到下一个字节。

        //

        mov     r_epcs_tx_value, r_zero

     

        //

        // 进入sub_tx_rx_byte_epcs子过程

        //

     

     

    ////////

    // sub_tx_rx_byte_epcs

    //

    // EPCS器件很有趣,每次你发送一些东西,同时也会收到东西。

    // 每次你想收到东西,你就必须发送一些东西。

    // 这个子过程把它的入口参数内容发送给EPCS, and returns whatever was

    // 然后返回它从EPCS获取的值。

    //

    // 寄存器用法:

    //   输入参数:       r_epcs_tx_value

    //   临时寄存器:     rf_temp

    //   返回值:   r_read_byte_return_value

    //

    sub_tx_rx_byte_epcs:

        // 修正返回地址Fix-up return-address  (NOTE: LEAF)

        addi    return_address_less_4, return_address_less_4, 4

     

        // 等待控制器准备好接收TX字节,然后发送它。

    tx_ready_loop:

        ldwio   rf_temp, EPCS_STATUS_OFFSET (r_epcs_base_address)

        andi    rf_temp, rf_temp, EPCS_STATUS_TRDY_MASK

        beq     rf_temp, r_zero, tx_ready_loop

     

        stwio   r_epcs_tx_value, EPCS_TXDATA_OFFSET (r_epcs_base_address)

     

        // 等待从EPCS接收的字节有效,然后获取它。

    rx_ready_loop:

        ldwio   rf_temp, EPCS_STATUS_OFFSET (r_epcs_base_address)

        andi    rf_temp, rf_temp, EPCS_STATUS_RRDY_MASK

        beq     rf_temp, r_zero, rx_ready_loop

     

        ldbuio  r_read_byte_return_value, EPCS_RXDATA_OFFSET (r_epcs_base_address)

     

        // 返回

        jmp     return_address_less_4   // 返回地址已被修正

     

     

    ////////

    // 流拷贝

    //

    //   拷贝r_data_size字节,从r_flash_ptrr_dest

    //

    //   寄存器用法:

    //       参数:r_data_size – 要拷贝的字节数

    //       参数:r_dest    - 拷贝的目的地址

    //       隐含条件:    r_flash_ptr – 拷贝的源地址

    //       临时寄存器: rf_temp

    //       返回值:无

    //

    //   所有参数在子过程中都会被破坏

    //

    //   Note: we don't keep the flash ptr up to date.  Instead

    //           we just keep streaming from the EPCS device

    //

    sub_streaming_copy_epcs:

        // 修正返回地址  (NOTE: LEAF)

        addi    return_address_less_4, return_address_less_4, 4

     

        // 为了更好的可读性,给r_data_size再定义一个别名

        #define r_dest_end r_data_size

     

        // 通过长度计算结束地址

        add     r_dest_end, r_data_size, r_dest

        subi    r_dest_end, r_dest_end, 1

     

        // 等待EPCS控制器准备好接收TX字节

    epcs_copy_initial_wait:

        ldwio   rf_temp, EPCS_STATUS_OFFSET (r_epcs_base_address)

        andi    rf_temp, rf_temp, EPCS_STATUS_TRDY_MASK

        beq     rf_temp, r_zero, epcs_copy_initial_wait

     

        // EPCS0

        stwio   r_zero, EPCS_TXDATA_OFFSET (r_epcs_base_address)

     

        //

        // do {

        //   *r_dest++ = (char*)r_flash_ptr++)

        // while (r_dest <= r_dest_end);

        //

    epcs_copy_loop:

        // 等待读取的字节有效

        ldwio   rf_temp, EPCS_STATUS_OFFSET (r_epcs_base_address)

        andi    rf_temp, rf_temp, EPCS_STATUS_RRDY_MASK

        beq     rf_temp, r_zero, epcs_copy_loop

     

        // 读取EPCS的一个字节,并立即要求下一个字节

        // 不必等待TX准备好,如果RX准备好了TX也一样。

        ldwio   rf_temp, EPCS_RXDATA_OFFSET (r_epcs_base_address)

        stwio   r_zero, EPCS_TXDATA_OFFSET (r_epcs_base_address)

     

        // 存贮读到的字节,并更新目的地址指针

        stbio   rf_temp, 0(r_dest)

        addi    r_dest, r_dest, 1

     

        // 循环直到目的地址指针指向结束地址

        bne     r_dest, r_dest_end, epcs_copy_loop

     

    epcs_copy_last_wait:

        // 等待最后读取的字节有效

        ldwio   rf_temp, EPCS_STATUS_OFFSET (r_epcs_base_address)

        andi    rf_temp, rf_temp, EPCS_STATUS_RRDY_MASK

        beq     rf_temp, r_zero, epcs_copy_last_wait

     

        // 读取最后一个字节

        ldwio   rf_temp, EPCS_RXDATA_OFFSET (r_epcs_base_address)

     

        // 存贮最后一个字节

        stbio   rf_temp, 0(r_dest)

     

        // 返回

        jmp     return_address_less_4   // Don't worry--we fixed it.

     

    // 文件结束

    5.3         boot_loader_cfi_bits.s解读

    #include "boot_loader.h"

        .global sub_find_payload_cfi                   // 查找数据负荷的子程序

        .global sub_read_int_from_flash_cfi                  // CFI并行flash中读取32word的子程序

        .global sub_streaming_copy_cfi               // CFI并行flash中拷贝流的子程序

     

    ////////

    // Read_Int_From_Flash_CFI

    //

    //   伪子程序,它从flash中读取4个字节并把它们拼起来形成一个整数

    //   4个字节没有地址对齐的要求

    //   寄存器用法:

    //      内部变量:      r_riff_count

    //      内部指针:    r_riff_return_address

    //      返回值:        r_read_int_return_value

    //

    sub_read_int_from_flash_cfi:

        // 修正中断返回地址,即在返回地址寄存器上加4

        addi    r_riff_return_address, return_address_less_4, 4

     

        //

        // 读取字节然后把它们移进返回寄存器中

        //

        // 先对返回寄存器清0

        mov     r_read_int_return_value, r_zero

     

        // 返回的字节数

        movi    r_riff_count, 4

     

    riffc_loop:

        // 返回一个字节并泵进一下r_flash_ptr

        ldbuio  r_read_byte_return_value, 0(r_flash_ptr)

        addi    r_flash_ptr, r_flash_ptr, 1

     

        // 把它以逻辑或运算的方式送入结果寄存器的低位字节

        or      r_read_int_return_value, r_read_int_return_value, r_read_byte_return_value

     

        // 循环左移结果寄存器使最后一个字节在高位字节,

        // 把其它字节移到低位字节

        roli    r_read_int_return_value, r_read_int_return_value, 24

     

        // 计数器减1并循环

        subi    r_riff_count, r_riff_count, 1

        bne     r_riff_count, r_zero, riffc_loop

     

        // 返回.

        jmp     r_riff_return_address

     

     

    ////////

    // 流拷贝

    //

    //   拷贝 r_data_size 字节从r_flash_ptr  r_dest

    //

    //   寄存器用法:

    //       参数:   r_data_size 要拷贝的字节数

    //       参数:   r_dest     拷贝的目的地址

    //       隐含的寄存器参数:    r_flash_ptr  拷贝的源地址

    //       临时寄存器:  rf_temp

    //       返回值

    //

    //   所有的参数寄存器都会在这个子过程中被破坏

    //

    sub_streaming_copy_cfi:

        // 修正返回地址  (NOTE: LEAF)

        addi    return_address_less_4, return_address_less_4, 4

     

        // 为更好的可读性,给同一个寄存器定义了两个别名。

        #define r_dest_end_plus_one r_data_size

     

        // 把长度转化成结束地址加1

        add     r_dest_end_plus_one, r_data_size, r_dest

        //

        // do {

        //   *r_dest++ = (char*)r_flash_ptr++)

        // while (r_dest != r_dest_end_plus_one);

        //

    cfi_copy_loop:

        ldbuio  rf_temp, 0(r_flash_ptr)

        addi    r_flash_ptr, r_flash_ptr, 1

        stbio   rf_temp, 0(r_dest)

        addi    r_dest, r_dest, 1

     

        // 循环直到目的地址destination == 1 + 结束地址

        bne     r_dest, r_dest_end_plus_one, cfi_copy_loop

     

        // Return

        jmp     return_address_less_4   // 不用担心,我们已经修正了它的值。.

    ////////

    // 查找数据负荷

    //   把数据负荷的第一个字节的偏移量送到r_flash_ptr返回。

    // CFI:

    //    数据负荷紧挨着boot-copier的后面存放,使用一些nextpc 这些位置无关

    //    的指令来查找。

    sub_find_payload_cfi:

        // 修正并存贮返回地址

        addi    r_findp_return_address, return_address_less_4, 4

        nextpc  r_flash_ptr

    payload_offset_base:

        addi    r_flash_ptr, r_flash_ptr, (end_of_boot_copier - payload_offset_base)

        // 找到数据负荷r_flash_ptr现在包含有数据负荷的地址。

        jmp     r_findp_return_address

    //

    // 对于一个基于flash的启动代码,我们把它放在

    // |reset地址,然后把数据紧挨着它存放,end_of_boot_copier

    // 就是数据负荷的地址。

    end_of_boot_copier:

    // 数据在这里。

        .end

    6          Crt0.s解读

    Nios II c程序在运行之前需要做一些初始化工作。如果程序直接从falsh中运行则Crt0.s是最先执行的代码,如果程序不是直接从flash中运行则Crt0.s是执行完bootloader后最开始执行的代码。

     

    #include "nios2.h"

    #include "system.h"

    /*

     * ALT_LOAD_SECTIONS用于"run from flash"模式。它用于确定

     * 是否有section.RODATA段,.RWDATA段或.EXCEPTIONS段)

    需要从flash装到RAM中。如果有的话就调用函数alt_load()加以装载。

     */

     

    #define __ALT_LOAD_SECTIONS(res, text, rodata, exc) /

      ((res##_BASE != rodata##_BASE) ||                 /  // 如果复位地址和.RODATA段,.RWDATA

       (res##_BASE != rwdata##_BASE) ||                 /          // .EXCEPTIONS段所在存贮器基地址不同,

       (res##_BASE != exc##_BASE))                                  // 则表明需要装载。符号“##”用于拼接两个名字。

     

    #define _ALT_LOAD_SECTIONS(res, text, rodata, exc) /

        __ALT_LOAD_SECTIONS(res, text, rodata, exc)

     

    #define ALT_LOAD_SECTIONS _ALT_LOAD_SECTIONS(ALT_RESET_DEVICE,  /

                                                 ALT_RODATA_DEVICE, /

                                                 ALT_RWDATA_DEVICE, /

                                                 ALT_EXCEPTIONS_DEVICE)

           

         /*

         * 这是Nios II的入口地址

         *

         * 复位的时候只有包含有复位向量的cache line是初始化的,

         * 所以第一个cache line 的代码要初始化其它的指令cache

         * 一个指令cache line大小是32个字节,所以代码长度不能超过8个指令。

         * 注意:自动生成的linker script要求.init section小于0x20个字节

         */

         .section .entry, "xa"            // .entry段可执行可分配的

         .align 5               // 2^5=32字节边界对齐

          /*

          * 用户C代码要么在hosted mode mainn中,要么在standalone modealt_main

          */

         .globl main

         .globl alt_main

         /*

          * 生成一个软件multiply/divide中断处理引用

          * 这样一旦有下面的宏定义,它们就会被连入可执行文件中。

          */

     

    #ifndef ALT_NO_INSTRUCTION_EMULATION

            .globl alt_exception_muldiv

    #endif

     

    #ifdef ALT_TRAP_HANDLER

            .globl alt_exception_trap

    #endif

     

          /*

          * 有些工具需要知道reset vector在哪里

          */

         .globl __reset

          /*

          * 连接器定义的符号,用于初始化.bss

          */

         .globl __bss_start                          // .bss段的开始地址

         .globl __bss_end                            // .bss段的结束地址

         /*

          * 明确声明可以使用r1 (汇编临时寄存器at)

          * 这个寄存器正常是保留个编译器使用的。

          */

         .set noat

        .type __reset, @function               // __reset作为函数符号

    __reset:

    #ifdef ALT_RUN_FROM_FLASH

          /*

          * 如果我们在"run from flash"模式,那我们必须把代码放在

          * reset 地址,初始化指令cache后跳转到入口(注意:

          * 一旦.text段和reset 地址一样的话,"run from flash"就会

          * 被设置).  如果我们没有在"run from flash"模式,那

          * boot loader就会初始化指令cache就不需要这段代码了。

          */

    /*

    *   如果定义了ALT_SIM_OPTIMIZE 那这段代码不会在硬件上运行

    *   这个定义移去了初始化的指令cache和数据cache。它假设这些在

    *   仿真模型中已经做了

    */

    #ifndef ALT_SIM_OPTIMIZE

        /* 初始化指令cache的所有cache line */

    #if NIOS2_ICACHE_SIZE > 0

         /*

         * 假设指令cache大小是2的幂

         */

    #if NIOS2_ICACHE_SIZE > 0x8000

        movhi r2, %hi(NIOS2_ICACHE_SIZE)          // 2的幂最高位为1,其它都是0,所以只要

    #else                                                                           // 给高位字节赋值,低位字节清0就可以了。

        movui r2, NIOS2_ICACHE_SIZE                            // 小于32k时位长不超过16位,直接赋值就可以。

    #endif

     

    0:

        initi r2                                                                // Nios IIcache是直接映射型,

        addi r2, r2, -NIOS2_ICACHE_LINE_SIZE             // 只要对一段和cache大小一样的内存对应的cache

        bgt r2, zero, 0b                                                 // 初始化即可以达到初始化整个cache的目的。

    1:

        /*

        * 下面的调试信息块告诉仿真器不用运行上面的循环,

        * 而使用内部的快速代码

        */

        .pushsection .debug_alt_sim_info

        .int 1, 1, 0b, 1b

        .popsection

    #endif /* NIOS2_ICACHE_SIZE > 0 */

        /*

         * 初始化cache后调用.text段的入口

         */

    #endif /* ALT_SIM_OPTIMIZE */

        movhi r1, %hiadj(_start)                // 装入_start的高16

        addi r1, r1, %lo(_start)                           // 装入_start的低16

        jmp r1                                              // 跳转到.text段入口

        .size __reset, . - __reset               // 给函数符号__reset设置大小=当前位置-__reset开始的位置

    #endif

        /*

        * .text段的开始,当程序用loader装载运行的时候同时也是代码的入口

        */

        .section .text

        .align 2                 // 4字节对齐

        .globl _start

        .type _start, @function                 // _start作为函数符号

    _start:

    /*

    *   如果定义了 ALT_SIM_OPTIMIZE那这段代码不会在硬件上运行。

    *   这个宏定义移去了指令和数据cache的初始化部分,我们假设仿真

    *   模型已经做了这些工作。

    */

    #ifndef ALT_SIM_OPTIMIZE

        /*

         * 在初始化指令cache后我们必须初始化数据cache

         */

    #if NIOS2_DCACHE_SIZE > 0

        /*

        * 假设数据cache大小是2的幂

        */

    #if NIOS2_DCACHE_SIZE > 0x8000

        movhi r2, %hi(NIOS2_DCACHE_SIZE)                           // 2的幂只有最高位是1,其它位都是0

    #else                                                                            // 所以大于32k的数,只要存高位字节就可以

        movui r2, NIOS2_DCACHE_SIZE                                    // 其它位置为0,小于32k的数,则可以直接

    #endif                                                                                   // 赋值。

    0:

        initd 0(r2)                                                           // Nios IIcache是直接映射型的,所以只要

        addi r2, r2, -NIOS2_DCACHE_LINE_SIZE                     // 初始化任何一块和cache一样大小的内存相关

        bgt r2, zero, 0b                                                          // cache就可以初始化整个cache

    1:

        /*

        * 下面的调试信息块告诉仿真器不用执行上面的循环,

        * 而是执行内部的快速代码。

        */

        .pushsection .debug_alt_sim_info

        .int 2, 1, 0b, 1b

        .popsection

    #endif /* NIOS2_DCACHE_SIZE > 0 */

    #endif /* ALT_SIM_OPTIMIZE */

        /*

        * 现在caches已经被初始化,设置栈指针。

        * 我们假设由连接器提供的值已经4字节对齐了。

        */

        movhi sp, %hiadj(__alt_stack_pointer)           // __alt_stack_pointer由连接器脚本定义。

        addi sp, sp, %lo(__alt_stack_pointer)

        /* 设置global pointer. */

        movhi gp, %hiadj(_gp)                                               // _gp由连接器脚本定义。

        addi gp, gp, %lo(_gp)

    #ifdef ALT_STACK_CHECK

        /*

        * 如果需要的化就设置栈顶变量。连接器已经在存贮器中设置了该变量的拷贝

        */

        ldw   et, %gprel(alt_stack_limit_value)(gp)

    #endif

    #ifndef ALT_SIM_OPTIMIZE

        /*

        * .bss段清0

        *

        * 这里使用了符号:__bss_start and __bss_end,,这些在连接器脚本

        * 中定义的变量。它们标志了.bss的开始和结束,连接器脚本保证

        * 这些值都是32位对齐的。

        */

        movhi r2, %hiadj(__bss_start)

        addi r2, r2, %lo(__bss_start)

     

        movhi r3, %hiadj(__bss_end)

        addi r3, r3, %lo(__bss_end)

        beq r2, r3, 1f

    0:                                                     // .bss段清0

        stw zero, (r2)

        addi r2, r2, 4

        bltu r2, r3, 0b

    1:

        /*

        * 下面的调试信息块告诉仿真器不用执行上面的循环,

        * 而执行内部的快速代码。

        */

        .pushsection .debug_alt_sim_info

        .int 3, 1, 0b, 1b

        .popsection

    #endif /* ALT_SIM_OPTIMIZE */

         /*

         * 如果是从flash中运行的就把其它段装入RAM中。

         */

    #ifdef ALT_RUN_FROM_FLASH                         // 如果没有bootloader即从flash直接执行,

    #if ALT_LOAD_SECTIONS                          // 判断是否有段需要从flash中装到RAM中,

        call alt_load                                               // 有的话就调用alt_load函数装载。

    #endif /* ALT_LOAD_SECTIONS */

    #endif /* ALT_RUN_FROM_FLASH */

        /* 调用C入口 */

        call alt_main

        /* alt_main永远都不会返回,所以我们在这里不需要再做任何事情。

        */

        .size _start, . - _start                             // 给函数符号_start赋值大小=当前位置-_start开始的地址

    #ifdef ALT_STACK_CHECK

        /*

        * 如果我们想检查堆栈溢出那我们需要知道堆栈的基地址

        */

        .globl  alt_stack_limit_value

        .section .sdata,"aws",@progbits

        .align  2

        .type   alt_stack_limit_value, @object

        .size   alt_stack_limit_value, 4

    alt_stack_limit_value:

        .long   __alt_stack_limit

    #endif

     

     

    http://blog.csdn.net/haijiaoyouzi/article/details/3165057

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