1.start.s 位于flash的第一段代码

maskrom中 的代码会引导程序到pflash的零地址 即 0x20000000，所以程序从这个地址开始。

  1. 读取hard id
  2. 如果为0 就跳转_core0 执行打印
  3. _core0 函数 往flash 0x20000000 一个一个写字母

start.c

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	.section .text             //定义数据段名为.text
	.globl _start              //定义全局符号_start
	.type _start,@function     //_start为函数

_start:                        //函数入口
    csrr    a0, mhartid        //csr是riscv专有的内核私有寄存器，独立在12位地址
                               //mhartid寄存是定义了内核的hart id，这里读取到a0寄存器里
    li		t0,	0x0            //li是伪指令，加载立即数0到t0
	beq		a0, t0, _core0     //比较a0和t0,相等则跳转到_core0地址处，否则向下执行
_loop:                         //定义一个_loop符号
	j		_loop              //跳转到_loop，此处形成循环，用意为如果当前cpu core不为
                               //hart 0则循环等待，为hart 0则继续向下执行
_core0:                        //定义一个core0才能执行到此处
	li		t0,	0x100          //t0 = 0x100
	slli	t0,	t0, 20         //t0 左移20位 t0 = 0x10000000
	li		t1,	'H'            //t1 = 'H' 字符的ASCII码值写入t1
	sb		t1, 0(t0)          //s是store写入的意思，b是byte，这里指的是写入t1
                               //的值到t0指向的地址，即为写入0x10000000这个寄存器
                               //这个寄存器正是uart0的发送data寄存器，此时串口会输出"H"
	li		t1,	'e'            //接下来都是重复内容
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'l'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'l'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'o'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	' '
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'Q'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'u'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'a'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'r'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'd'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	' '
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'S'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	't'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'a'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'r'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	' '
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'b'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'o'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'a'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'r'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'd'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'!'
	sb		t1, 0(t0)
	li		t1,	'\n'
	sb		t1, 0(t0)          //到这里就会输出"Hello Quard Star board!"  
	j		_loop              //完成后进入loop

    .end                       //汇编文件结束符号

2.lds 链接文件

lds 将.s的代码 链接到flash处

boot.lds

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OUTPUT_ARCH( "riscv" )  /*输出可执行文件平台*/

ENTRY( _start )         /*程序入口函数*/

MEMORY                  /*定义内存域*/
{ 
    /*定义名为flash的内存域属性以及起始地址，大小等*/
	flash (rxai!w) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 512k 
}

SECTIONS                /*定义段域*/
{
  .text :               /*.text段域*/
  {
    KEEP(*(.text))      /*将所有.text段链接在此域内，keep是保持防止优化，即无论如何都保留此段*/
  } >flash              /*段域的地址(LMA和VMA相同)位于名为flash内存域*/
}

build.sh

这里交叉编译器使用riscv64-unknown-elf-gcc 用于编译面向RISC-V 64位架构的ELF（可执行和可链接格式）目标文件。这个前缀表示，你正在使用的是针对RISC-V架构未知操作系统（ELF）的GCC编译器。

  • 制作固件，我们的pflash为32M，因此flash固件比较为32M，我们生成一个32文件，空余位置暂时先填充0，这样就得到了fw.bin固件
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CROSS_PREFIX=riscv64-unknown-elf
if [ ! -d "$SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot" ]; then  
mkdir $SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot
fi  
cd boot
$CROSS_PREFIX-gcc -x assembler-with-cpp -c start.s -o $SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot/start.o
$CROSS_PREFIX-gcc -nostartfiles -T./boot.lds -Wl,-Map=$SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot/lowlevel_fw.map -Wl,--gc-sections $SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot/start.o -o $SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot/lowlevel_fw.elf
# 使用gnu工具生成原始的程序bin文件
$CROSS_PREFIX-objcopy -O binary -S $SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot/lowlevel_fw.elf $SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot/lowlevel_fw.bin
# 使用gnu工具生成反汇编文件，方便调试分析（当然我们这个代码太简单，不是很需要）
$CROSS_PREFIX-objdump --source --demangle --disassemble --reloc --wide $SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot/lowlevel_fw.elf > $SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot/lowlevel_fw.lst

cd $SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot
rm -rf fw.bin
dd of=fw.bin bs=1k count=32k if=/dev/zero
dd of=fw.bin bs=1k conv=notrunc seek=0 if=lowlevel_fw.bin

run.sh

  • 加载固件运行qemu仿真，向之前run.sh脚本添加-drive if=pflash的参数就可以将固件配置到模拟器的固件加载位置，根据之前qemu内的路径就可以加载执行固件内的代码。
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SHELL_FOLDER=$(cd "$(dirname "$0")";pwd)

$SHELL_FOLDER/output/qemu/bin/qemu-system-riscv64 \
-M quard-star \
-m 1G \
-smp 8 \
-bios none \
#-monitor stdio \
-drive if=pflash,bus=0,unit=0,format=raw,file=$SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot/fw.bin \
-nographic --parallel none

sudo ./build.sh

sudo ./run.sh

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3.问题

注意安装riscv64交叉编译环境的时候汇报这个错误，可能要指明使用的lib路径

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$CROSS_PREFIX-gcc -L/opt/riscv/riscv64-unknown-elf/lib -L/opt/riscv/lib -x assembler-with-cpp -c start.s -o $SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot/start.o
$CROSS_PREFIX-gcc -L/opt/riscv/riscv64-unknown-elf/lib -L/opt/riscv/lib

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报错

./run.sh: 9: -drive: not found

原因是上面命令有注释然后命令断开了

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SHELL_FOLDER=$(cd "$(dirname "$0")";pwd)

$SHELL_FOLDER/output/qemu/bin/qemu-system-riscv64 \
-M quard-star \
-m 1G \
-smp 8 \
-bios none \
-drive if=pflash,bus=0,unit=0,format=raw,file=$SHELL_FOLDER/output/lowlevelboot/fw.bin \
-nographic --parallel none