mpc83xx: Miscellaneous code style fixes
[oweals/u-boot.git] / doc / README.nios
index aee0ecdc274a7bfc8fbb43170f420416d8c499f7..671e7277fa93cfc015ff0bb9de62ed5be980d260 100644 (file)
@@ -1,12 +1,27 @@
 
                           U-Boot for Nios-32
 
 
                           U-Boot for Nios-32
 
-                   Last Update: October 15, 2003
+                   Last Update: February 1, 2004
 ====================================================================
 
 This file contains information regarding U-Boot and the Altera
 Nios CPU. For information regarding U-Boot and the Nios Development
 ====================================================================
 
 This file contains information regarding U-Boot and the Altera
 Nios CPU. For information regarding U-Boot and the Nios Development
-Kit, Cyclone Edition (DK-1C20), see doc/README.dk1c20.
+Kits see:
+
+  * Cyclone Edition (DK-1C20), see doc/README.dk1c20
+  * Stratix Edition (DK-1S10), see doc/README.dk1s10 (TODO)
+  * Stratix Edition (DK-1S40), see doc/README.dk1s40 (TODO)
+  * Stratix Edition (DK-20K200), see doc/README.dk20k200 (TODO)
+
+For informations regarding Nios Development Kit hardware overview
+and the NIOS CPU standard configuration of all known boards made by
+Altera see:
+
+  * Development Kit (DK) hardware overview, see doc/README.nios_DK
+  * NIOS CPU standard_32 at DK-1C20, see doc/README.dk1c20_std32
+  * NIOS CPU standard_32 at DK-1S10, see doc/README.dk1s10_std32
+  * NIOS CPU standard_32 at DK-1S40, see doc/README.dk1s40_std32
+  * NIOS CPU standard_32 at DK-20K200, see doc/README.dk20k200_std32
 
 For those interested in contributing ... see HELP WANTED below.
 
 
 For those interested in contributing ... see HELP WANTED below.
 
@@ -16,7 +31,7 @@ For those interested in contributing ... see HELP WANTED below.
 
 U-Boot has been successfully tested on the Nios Cyclone development
 board using both the 'safe' and 'standard 32' configurations with
 
 U-Boot has been successfully tested on the Nios Cyclone development
 board using both the 'safe' and 'standard 32' configurations with
-Nios CPU revision 3.08 (CPU_ID = 0x3008). U-Boot can be used with
+Nios CPU revision 3.1 (CPU_ID = 0x3018). U-Boot can be used with
 or without the GERMS monitor. The initial version of U-Boot for the
 Cyclone development kit is about 60 Kbyte and will fit in a single
 sector of on-board FLASH. Only the Nios 32-bit CPU is supported.
 or without the GERMS monitor. The initial version of U-Boot for the
 Cyclone development kit is about 60 Kbyte and will fit in a single
 sector of on-board FLASH. Only the Nios 32-bit CPU is supported.
@@ -40,8 +55,11 @@ sources (when altera silicon is not involved). This isn't really
 a problem as little, if any, of the Altera source contains
 features that are not already available in U-Boot.
 
 a problem as little, if any, of the Altera source contains
 features that are not already available in U-Boot.
 
-The Nios port also does not use the long-winded peripheral
-structure definitions from the Nios SDK.
+1.3 Debugging via OCI
+---------------------
+The Nios port supports debugging with gdb and/or nios-console
+via the JTAG port. Stubs for debugging with gdb via the serial
+port are not currently implemented.
 
 
 2. CONFIGURATION OPTIONS/SETTINGS
 
 
 2. CONFIGURATION OPTIONS/SETTINGS
@@ -50,16 +68,29 @@ structure definitions from the Nios SDK.
 2.1 Nios-specific Options/Settings
 -----------------------------------
 All configuration options/settings that are specific to Nios begin
 2.1 Nios-specific Options/Settings
 -----------------------------------
 All configuration options/settings that are specific to Nios begin
-with "CONFIG_NIOS_" or "CFG_NIOS_". The following is a list of
-currently defined Nios-specific options/parameters. If any options
-are related to Standard-32 Nios SDK excalibur.h definitions, the
-related definition follows the description).
+with "CONFIG_NIOS_", "CFG_NIOS_", or "CFG_NIOS_CPU_".
 
 
+The configuration follows a two-stage process. In the first stage
+the NIOS CPU core will defined like defined in Alteras SOPC Builder.
+At this point we use the "CFG_NIOS_CPU_" defines exclusively. For
+more informations about all the definitions you have to setup see
+into current board configurations and doc/README.nios_CFG_NIOS_CPU.
+
+In second stage we bring the NIOS CPU configuration in relation to
+U-Boot configuration options/settings. The following is a list of
+currently defined Nios-specific options/parameters used inside of
+U-Boot. If any options are related to Standard-32 Nios SDK
+excalibur.h definitions, the related definition follows the
+description).
 
 CONFIG_NIOS -- defined for all Nios-32 boards.
 
 
 CONFIG_NIOS -- defined for all Nios-32 boards.
 
-CFG_NIOS_CONSOLE -- the base address of the console UART.
-       (standard-32: na_uart1_base).
+CFG_NIOS_CONSOLE -- the base address of the console UART or the JTAG
+       stdio port. To enable a console via JTAG, define
+       CONFIG_CONSOLE_JTAG and set CGF_NIOS_CONSOLE to the base address
+       of the JTAG stdio port (normally OCI base + 0x00fa). Then
+       run nios-console with the -w option.
+       (standard-32: nasys_uart_0 resp. na_uart1_base).
 
 CFG_NIOS_FIXEDBAUD -- defined if the console UART PTF fixed_baud
        parameter is set to '1'.
 
 CFG_NIOS_FIXEDBAUD -- defined if the console UART PTF fixed_baud
        parameter is set to '1'.
@@ -71,13 +102,27 @@ CFG_NIOS_MULT_MSTEP -- use hardware assisted multiply using the
 
 CFG_NIOS_TMRBASE -- the base address of the timer used to support
        xxx_timer routines (e.g. set_timer(), get_timer(), etc.).
 
 CFG_NIOS_TMRBASE -- the base address of the timer used to support
        xxx_timer routines (e.g. set_timer(), get_timer(), etc.).
-       (standard-32: na_lo_priority_timer2_base).
+       (standard-32: nasys_timer_1 resp. na_lo_priority_timer2_base).
 
 CFG_NIOS_TMRIRQ -- the interrupt request (vector number) assigned to
 
 CFG_NIOS_TMRIRQ -- the interrupt request (vector number) assigned to
-       the timer. (standard-32: na_low_priority_timer2_irq).
+       the timer. (standard-32: nasys_timer_1_irq resp.
+       na_low_priority_timer2_irq).
 
 CFG_NIOS_TMRMS -- the period of the timer in milliseconds.
 
 
 CFG_NIOS_TMRMS -- the period of the timer in milliseconds.
 
+CFG_NIOS_TMRCNT -- the preloadable counter value for the timer if it has
+       no fixed period.
+
+CFG_NIOS_ASMIBASE -- the base address of the ASMI peripheral.
+       (standard-32: na_asmi_base).
+
+CFG_NIOS_SPIBASE -- the base address of the SPI master (!) peripheral.
+       (nasys_spi_0)
+
+CFG_NIOS_SPIBITS -- the amount of configured SPI data bits in PTF.
+       This value can be 8 or 16 only! (PTF: databits)
+
+
 2.2 Differences in U-Boot Options/Settings
 -------------------------------------------
 Some 'standard' U-Boot options/settings are treated differently in
 2.2 Differences in U-Boot Options/Settings
 -------------------------------------------
 Some 'standard' U-Boot options/settings are treated differently in
@@ -105,20 +150,145 @@ is an alias for 'subi %rB,1' that is supported by the assembler
 but does not appear in the programmer's manual.
 
 
 but does not appear in the programmer's manual.
 
 
-4. BRAIN DAMAGE
+4. BOOT PROCESS
+---------------
+
+4.1 Boot process over GERMS
+---------------------------
+When the NIOS CPU catch a reset signal it will begin to be running
+code from CFG_NIOS_CPU_RST_VECT. Normally at this place it will
+find the GERMS monitor. That's the case for the generic NIOS CPU
+configuration "standard_32". When the GERMS monitor starts running,
+it performs important system initializations and then looks for
+executable code in flash, using the following steps:
+
+    1. Examining the two bytes at CFG_NIOS_CPU_FLASH_BASE + 0x04000C.
+    2. Examining the button 0 on the PIO CFG_NIOS_CPU_BUTTON_PIO.
+    3. If the button is not pressed and the two bytes contain 'N'
+       and 'i', the monitor executes a CALL to location
+       CFG_NIOS_CPU_FLASH_BASE + 0x040000.
+    4. If the code is not executed in step 3 or the code returns,
+       then prints an 8-digit version number to STDOUT and waits for
+       user commands from STDIN.
+
+In normal case, for "standard_32", STDIN and STDOUT are the first
+serial port.
+
+4.2 Return to GERMS command line
+--------------------------------
+During the boot process, the GERMS monitor checks for the existence
+of application software in flash memory. If found, the processor
+immediately executes the code. To return program execution to the
+GERMS monitor (that is, avoid running code stored in flash memory):
+
+    1. Hold down CFG_NIOS_CPU_BUTTON_PIO, button number 0.
+    2. Press then release the CPU reset button.
+    3. Release CFG_NIOS_CPU_BUTTON_PIO, button number 0.
+
+
+5. DEBUGGING WITH GDB
+---------------------
+
+Debug sessions using gdb are currently supported only via JTAG. The
+stubs for debugging via a serial port are not implemented. To enable
+the gdb JTAG stubs, simply reference _brkpt_hw_int and _brkpt_sw_int
+at vector table offsets 3 and 4, respectively. For an example, see
+board/altera/dk1c20/vectors.S.
+
+5.1 Vector Table Initialization and ROM Stubs
+---------------------------------------------
+If CONFIG_ROM_STUBS is defined, the debug breakpoint and single step
+entries in the vector table are restored to their initial values
+immediately _after_ initializing the vector table. Defining this macro
+is useful when ROM-based stubs are implemented.
+
+NOTE: The default GERMS monitor does NOT implement gdb stubs, nor does
+it initialize the vector table. Therefore, when debugging U-Boot, you
+should NOT set a software breakpoint prior to vector table initialization.
+
+5.2 Starting a Debug Session
+----------------------------
+If you're not familiar with gdb, you follow these step-by-step instructions.
+These instructions are NOT the only way to start a debug session, but they
+cover most of the individual functions to get you started.
+
+       1.  Start the JTAG gdb server. Open a Nios shell window and start
+       the server. When the server is started you must provide the base
+       address of the OCI core. For example, when using the Cyclone
+       development kit (DK1C20):
+
+               $ nios-gdb-server --ocibase=0x00920800 --tcpport=2342
+
+       2.  Start gdb. Open a Nios shell window, change to the top-level
+       U-Boot directory and start gdb, specifying the u-boot elf file:
+
+               $ nios-elf-gdb u-boot
+
+       3.  Update target settings. From the file menu, select
+       "Target Settings ..." and select the following, then click 'Ok':
+
+               Target: Remote/TCP
+               Port :  2342   (same as in step 1)
+               Display download dialog: checked
+               All other check boxes: unchecked
+
+       4.  Connect to the target. Select menu: 'Run->Connect to target'.
+       You should see a dialog box indicating the you successfully connected
+       to the target.
+
+       5.  Download U-Boot. Select menu: 'Run->Download'.
+
+       6.  Open a gdb console window and set the source directory paths.
+       Select menu: 'View->Console'. In the console window, enter the
+       following commands, then close the console window:
+
+               (gdb) directory common
+               (gdb) directory cpu/nios
+               (gdb) directory lib_nios
+               (gdb) directory board/altera/dk1c20
+
+       Note that the last command is for the DK1C20 board only. If you
+       are using another board, specify that board's directory.
+
+       7.  Open the file board.c (using the file menu in the lower
+       left hand corner). Scroll to the board_init() routine and set
+       a breakpoint.
+
+       8. Run U-Boot. Just click on the run icon, or select menu:
+       'Run->Run'. U-Boot should start running, then break at your
+       breakpoint.
+
+       9.  Have fun & start learning more about gdb.
+
+
+5.3 For advanced Users
+----------------------
+A few notes for those more familiar with gdb.
+
+       -Serial port stubs are not implemented. Sorry, but it's just not
+       worth _my_ effort. The JTAG stubs work great and are ridiculously
+       simple to implement.
+
+       -If you need to debug the early startup code (prior to the vector
+       table initialization), use the nios-console debugger.
+
+       - Connect, download & run -- there are some problems here. Connect
+       download and run seperately to avoid trouble.
+
+6. BRAIN DAMAGE
 ----------------
 
 This section describes some of the unfortunate and avoidable aspects
 of working with the Nios CPU ... and some things you can do to
 reduce your pain.
 
 ----------------
 
 This section describes some of the unfortunate and avoidable aspects
 of working with the Nios CPU ... and some things you can do to
 reduce your pain.
 
-4.1 GERMS doesn't work with Hyperterminal
+6.1 GERMS doesn't work with Hyperterminal
 ------------------------------------------
 GERMS doesn't do CR/LF mapping that is compatible with Hyperterminal
 (or minicom) -- geez. Regardless of you opion of Hyperterminal, this
 sad design decision is remedied by using U-Boot.
 
 ------------------------------------------
 GERMS doesn't do CR/LF mapping that is compatible with Hyperterminal
 (or minicom) -- geez. Regardless of you opion of Hyperterminal, this
 sad design decision is remedied by using U-Boot.
 
-4.2 cygwin Incompatibility
+6.2 cygwin Incompatibility
 ---------------------------
 The version of cygwin distributed with the nios GNUPro toolchain is
 out-of-date and incompatible with the latest cygwin distributions.
 ---------------------------
 The version of cygwin distributed with the nios GNUPro toolchain is
 out-of-date and incompatible with the latest cygwin distributions.
@@ -131,7 +301,7 @@ topic).
 The solution ... well, you can wait for Altera ... or build as
 set of tools for linux.
 
 The solution ... well, you can wait for Altera ... or build as
 set of tools for linux.
 
-4.3 No native gcc
+6.3 No native gcc
 ------------------
 I'm not sure how this one slipped through the cracks ... but it is
 a real pain. Basically, if you want to build anything for the native
 ------------------
 I'm not sure how this one slipped through the cracks ... but it is
 a real pain. Basically, if you want to build anything for the native
@@ -140,9 +310,11 @@ and the old version of cygwin makes locating one challenging.
 
 The solution ... same as above. Just download the gcc source from
 Altera and build up a set of cross tools for your favorite linux
 
 The solution ... same as above. Just download the gcc source from
 Altera and build up a set of cross tools for your favorite linux
-distro.
+distro. Anybody who wants to use an already precompiled NIOS cross
+toolchain can it found in the CDK4NIOS project hosted by Source
+Forge at http://cdk4nios.sourceforge.net.
 
 
-4.4 Can't build default U-Boot
+6.4 Can't build default U-Boot
 -------------------------------
 By default, when you build U-Boot you will be building some native
 tools along with the target elf, bin, and srec files. Without a
 -------------------------------
 By default, when you build U-Boot you will be building some native
 tools along with the target elf, bin, and srec files. Without a
@@ -159,15 +331,16 @@ environment.o: environment.c ../tools/envcrc
                -c -o $@ environment.c
 
 With:
                -c -o $@ environment.c
 
 With:
-environment.o: environment.c ../tools/envcrc
+environment.o: environment.c
        $(CC) $(AFLAGS) -Wa,--no-warn \
                -DENV_CRC=0 \
                -c -o $@ environment.c
 
        $(CC) $(AFLAGS) -Wa,--no-warn \
                -DENV_CRC=0 \
                -c -o $@ environment.c
 
-BTW, thats a 'zero' ... not the letter 'O'.
+BTW, thats a 'zero' ... not the letter 'O'. And not that the
+"../tools/envcrc" dependency is removed.
 
 
 
 
-5. HELP WANTED
+7. HELP WANTED
 ---------------
 
 There are plenty of areas where help is needed. Here's are some ideas
 ---------------
 
 There are plenty of areas where help is needed. Here's are some ideas
@@ -175,8 +348,6 @@ for those interested in contributing:
 
 -CompactFlash. Port & test CF/FAT.
 
 
 -CompactFlash. Port & test CF/FAT.
 
--ASMI support. Use ASMI for environment, etc.
-
 -Bedbug. Develop bedbug for Nios ... or at least provide a disassemble
  command.
 
 -Bedbug. Develop bedbug for Nios ... or at least provide a disassemble
  command.
 
@@ -190,3 +361,6 @@ Regards,
 
 --Scott
 <smcnutt@psyent.com>
 
 --Scott
 <smcnutt@psyent.com>
+
+--Stephan
+<linz@li-pro.net>