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"

/*

* 宏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段

(res##_BASE != rwdata##_BASE) ||\ // 或.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// 和2^5=32字节边界对齐

/*

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

*/

.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// 把__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 II的cache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位

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

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// 把_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 II的cache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

*/

ldwet, %gprel(alt_stack_limit_value)(gp)

#endif

#ifndef ALT_SIM_OPTIMIZE

/*

* 给.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:// 给.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

*/

.globlalt_stack_limit_value

.section .sdata,"aws",@progbits

.align2

.typealt_stack_limit_value, @object

.sizealt_stack_limit_value, 4

alt_stack_limit_value:

.long__alt_stack_limit

#endif