or1k启动文件分析

or1k从spi flash启动文件spi_uimage_loader.S内容如下：

 /* Assembly program to go into the boot ROM *//* For use with simple_spi SPI master core and standard SPI flashinterface-compatible parts (ST M25P16 for example.)*//* Currently just loads a program from SPI flash into RAM *//* Simple SPI的基址，用于和SPI Flash通信 */
#ifndef SPI_BASE
#define SPI_BASE 0xB0000000
#endif/* SPI Flash中24bit的地址，应用程序的起始地址 */
#ifndef BOOTROM_ADDR
#define BOOTROM_ADDR 0x000000
#endif  /*A0-A2:代表24位地址的每个字节*/
#define HEADER_ADDR BOOTROM_ADDR + 0xc
#define A2 ((HEADER_ADDR) >> 16) & 0xFF
#define A1 ((HEADER_ADDR) >> 8) & 0xFF
#define A0  (HEADER_ADDR) & 0xFF#ifndef INIT_DELAY
#define INIT_DELAY 1250 //FIXME 0
#endif  #define SPI_SPCR 0x0
#define SPI_SPSR 0x1
#define SPI_SPDR 0x2
#define SPI_SPER 0x3
#define SPI_SPSS 0x4#define SPI_SPCR_XFER_GO 0x51
#define SPI_SPSS_INIT 0x1
#define SPI_SPSR_RX_CHECK 0x01 /* Check bit 0 is cleared, fifo !empty*//* Registers usedr1 temp register (used in spi_xfer)r2 spi_xfer return valuer3 spi_xfer tx datar4 Simple SPI base addressr5 spi_xfer byte counterr6 temp registerr7 temp registerr8 temp registerr9 return addressr10r11 Image sizer12 Load addressr13 Reset vector*/
boot_init:  l.movhi r0, 0l.movhi r2, 0l.movhi r5, 0l.movhi r1,     hi(INIT_DELAY)l.ori   r1, r1, lo(INIT_DELAY)
1:  l.sfeqi r1, 0l.bnf 1bl.addi r1, r1, -1l.movhi r4, hi(SPI_BASE)spi_init:l.ori    r2, r0, SPI_SPCR_XFER_GO /* Setup SPCR with enable bit set */l.sb   SPI_SPCR(r4), r2l.sb    SPI_SPSS(r4), r0         /* Clear SPI slave selects */l.ori     r6, r0, SPI_SPSS_INITl.sb   SPI_SPSS(r4), r6         /* Set appropriate slave select */l.ori   r5, r0, 1 /*Set spi_xfer in byte mode */l.jal    spi_xferl.ori   r3, r0, 0x3              /* READ command opcode for SPI device*/l.jal   spi_xfer/* Set start address in SPI Flash */l.ori   r3, r0, A2l.jal     spi_xferl.ori   r3, r0, A1l.jal     spi_xferl.ori   r3, r0, A0l.ori r5, r0, 4 /* set spi_xfer in word mode *//* Load image size to r11 */
get_size:l.jal spi_xferl.nopl.or r11, r2, r0/* Load RAM base address to r12 */
get_load_addr:l.jal spi_xferl.nopl.or r12, r2, r0/* Load reset vector to r13 */
get_entry_point:l.jal spi_xferl.nopl.or r13, r2, r0/* Dummy read rest of the uimage header */l.ori r6, r0, 0x9
get_rest:l.jal spi_xferl.nopl.sfeqi r6, 0l.bnf get_restl.addi r6, r6, -1// r6 = loop counter// r7 = memory store address// Assumes at least one 32-bit word in image//Fixme: Copy last remaining words in byte model.movhi r6, 0
copy:   l.jal   spi_xfer         /* Read a word into r2 */l.add r7, r12, r6      /* Set memory store address */l.sw    0(r7), r2        /* Write word */l.addi  r6, r6, 4        /* Increse counter */l.sfgeu r6, r11         /* Check if file is completely copied */l.bnf copyl.nopgoto_reset:l.jr    r13l.sb     SPI_SPSS(r4), r0 /* Clear SPI slave selects *//* Write one byte, or read one to four bytes with Simple SPIr1 = temp registerr2 = Data read back from SPIr3 = Byte to writer4 = Simple SPI Base addressr5 = Number of transfers (1-4)*/
spi_xfer:l.or r1, r5, r0spi_xfer_loop:  l.sb    SPI_SPDR(r4), r3  /* Dummy write what's in r3 */l.ori  r3, r0, SPI_SPSR_RX_CHECK /* r3 = , ensure loop just once */
spi_xfer_poll:  l.andi  r3, r3, SPI_SPSR_RX_CHECK /* AND read fifo bit empty */l.sfeqi r3, SPI_SPSR_RX_CHECK    /* is bit set? ... */l.bf   spi_xfer_poll     /* ... if so, rxfifo empty, keep polling */l.lbz  r3, SPI_SPSR(r4) /* Read SPSR */l.lbz   r3, SPI_SPDR(r4) /* Get data byte */l.slli r2, r2, 8l.or   r2,  r2, r3l.sfeqi r1, 1l.bnf spi_xfer_loopl.addi r1, r1, -1l.jr     r9l.nop

大家or1k环境地址划分如下：

地址划分：

设备	起始地址	地址掩码	大小
sdram	0x0000_0000	0xfe00_0000	32MBytes
rom0	0xf000_0000	0xffff_fc00	1024Bytes
uart0	0x9000_0000	0xffff_ffe0	32Bytes
gpio0	0x9100_0000	0xffff_fffe	1Bytes
gpio1	0x9200_0000	0xffff_fffe	1Bytes
i2c0	0xa000_0000	0xffff_fff8	8Bytes
i2c1	0xa100_0000	0xffff_fff8	8Bytes
spi0	0xb000_0000	0xffff_fff8	8Bytes
spi1	0xb100_0000	0xffff_fff8	8Bytes
spi2	0xb200_0000	0xffff_fff8	8Bytes

主要学习Linux开发，受限当前FPGA资源，只有1*uart+3*SPI+2*gpio+2*i2c+sdram

第一部分：

boot_init:   l.movhi r0, 0l.movhi r2, 0l.movhi r5, 0l.movhi r1,     hi(INIT_DELAY)l.ori   r1, r1, lo(INIT_DELAY)
1:  l.sfeqi r1, 0l.bnf 1bl.addi r1, r1, -1l.movhi r4, hi(SPI_BASE)

把 r0,r2,r5清零

l.movhi r1, hi(INIT_DELAY)，取出INIT_DELAY高16位放到r1中

注意：hi(INIT_DELAY) === INIT_DELAY >> 16

l.movhi r1,k === r1=(k<<16) ,为什么要这么麻烦右移后又左移，是因为指令只能携带16位立即数

l.ori r1, r1, lo(INIT_DELAY)，执行完这条指令后，r1中的内容就是INIT_DELAY，这两条指令就是把INIT_DELAY放到r1中

1: l.sfeqi r1, 0：当r1等于0时设置flag标志

l.bnf 1b ：当flag标志没有设置时，跳到之前1处，b not flag

l.addi r1, r1, -1：当上面r1等于0的时候，flag标志会设置，程序执行到当前行，此时r1等于1，执行减一操作后，此时r1等于0xffff_ffff

l.movhi r4, hi(SPI_BASE):把SPI_BASE高16位放到r4中

l.ori r2, r0, SPI_SPCR_XFER_GO：把0x51放到r2中，此时r0=0，或运算的结果就是赋值

l.sb SPI_SPCR(r4), r2：把r2的值放到 r4+SPI_SPCR 指向的地址，就是向SPI_SPCR寄存器写入0x51, l.sb是store byte

l.sb SPI_SPSS(r4), r0：同理此时r0=0，则向SPI_SPSS写入0

l.ori r6, r0, SPI_SPSS_INIT：此时r0=0，设置r6=SPI_SPSS_INIT=1

l.sb SPI_SPSS(r4), r6：同理向SPI_SPSS寄存器写入r6=1

l.ori r5, r0, 1：把r5设置为1

l.jal spi_xfer：跳转到spi_xfer地址

本工程集成spi控制器为simple_spi,它有4个寄存器，每个寄存器8位

SPCR：控制寄存器，每位可读可写

bit7：中断使能位，1：使能中断 0：禁止中断

bit6: 控制器模块使能， 1：使能 0：禁止

bit5：保留位

bit4：设备模式选择，1：主设备 0：从设备

bit3，bit2：CPOL，CPHA

bit1-0 :SPI CLK频率选择位SPR，和ESPR配合完成分频

SPSR：状态寄存器，bit7-6：可读可写，其它位只读

bit7：为1表示中断发生，写此位清除中断

bit6：wcol，写入冲突位，当写缓冲区满，写入时候出现此位，写入1清除此位

bit5-4：保留

bit3：写缓冲区满

bit2：写缓冲区空

bit1：接收缓冲区满

bit0:接收缓冲区空

SPDR：接收和发送缓冲区

读：接收缓冲区

写：发送缓冲区

SPER：扩展寄存器

bit7-6 ： ICNT：传输完成1/2/3/4后设置中断标志

bit5-2：保留

bit1-0和控制寄存器bit1:0完成分频

从opencores下载的IPcore是没有片选的，下载的or1k添加第5个寄存器作为片选控制，每1位代表一个片选，写入1，对应片选拉低

对于上面操作

SPCR = 0x51

SPSS = 0

SPSS =1

功能，配置SPI控制器为master，并使能，spi clk为总线4分频，片选0拉低

再回头看上述汇编代码

 l.ori   r5, r0, 1 /*Set spi_xfer in byte mode */l.jal   spi_xferl.ori   r3, r0, 0x3              /* READ command opcode for SPI device*/l.jal   spi_xfer......./* Write one byte, or read one to four bytes with Simple SPIr1 = temp registerr2 = Data read back from SPIr3 = Byte to writer4 = Simple SPI Base addressr5 = Number of transfers (1-4)*/
spi_xfer:l.or r1, r5, r0spi_xfer_loop:  l.sb    SPI_SPDR(r4), r3  /* Dummy write what's in r3 */l.ori  r3, r0, SPI_SPSR_RX_CHECK /* r3 = , ensure loop just once */
spi_xfer_poll:  l.andi  r3, r3, SPI_SPSR_RX_CHECK /* AND read fifo bit empty */l.sfeqi r3, SPI_SPSR_RX_CHECK    /* is bit set? ... */l.bf   spi_xfer_poll     /* ... if so, rxfifo empty, keep polling */l.lbz  r3, SPI_SPSR(r4) /* Read SPSR */l.lbz   r3, SPI_SPDR(r4) /* Get data byte */l.slli r2, r2, 8l.or   r2,  r2, r3l.sfeqi r1, 1l.bnf spi_xfer_loopl.addi r1, r1, -1l.jr     r9l.nop

l.ori r5, r0, 1：把r5设置为1

l.jal spi_xfer：跳转到spi_xfer地址

l.ori r3, r0, 0x3 :设置r3为3，注意：这条跟在跳转指令后的指令称为延迟指令，一定会被执行

l.or r1, r5, r0：设置r1 = r5=1

l.sb SPI_SPDR(r4), r3: 设置SPI寄存器 SPDR = r3 = 3

l.ori r3, r0, SPI_SPSR_RX_CHECK：设置r3 = 1

l.andi r3, r3, SPI_SPSR_RX_CHECK：r3 = r3 & 1 = 1

l.sfeqi r3, SPI_SPSR_RX_CHECK：设置flag = (r3==1)?1:0

l.bf spi_xfer_poll：跳转到 spi_xfer_poll

l.lbz r3, SPI_SPSR(r4)：读取SPI SPSR寄存器到r3, 这条是延迟指令，一定会执行

当l.bf spi_xfer_poll未发送生跳转说明接收缓冲区不为空，有数据可以读

l.lbz r3, SPI_SPDR(r4)：读取SPI数据放大r3

l.slli r2, r2, 8
l.or r2, r2, r3

把r2左移8位，把r3低8位放到r2的低8为，上一条指令读取SPI SPDR做了零扩展，所以r3高24位都为0

   l.sfeqi r1, 1
   l.bnf spi_xfer_loop
   l.addi r1, r1, -1

比较r1是否为1，不为1则跳转继续读数据，并把r1 = r1-1

l.jr r9
l.nop

返回spi_xfer调用点，注意后面l.nop是延迟指令，是必需的

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