RK3399 系列 U-BOOT (U-Boot 2014.10)

Rockchip U-Boot 基于U-Boot 2014.10官方版本开发

Board:Nanopi M4 2G

编译配置

[Toolchain]

sudo tar -jxvf arm-6.4.tar.bz2 -C /usr/local         
(加入環境變數)
vim ~/.bashrc  (位置home/andy/.bashrc)
export PATH=/usr/local/arm/6.4/bin:$PATH     (加新路徑)  //編譯器gcc路徑
source ~/.bashrc  (立刻載入修改後的設定，使之生效。)

平台配置 配置文件

configs/rk3399_defconfig

CONFIG_SYS_EXTRA_OPTIONS="RKCHIP_RK3399,PRODUCT_MID,NORMAL_WORLD,SECOND_LEVEL_BOOTLOADER,BAUDRATE=115200"
CONFIG_ARM=y
CONFIG_ROCKCHIP_ARCH64=y
CONFIG_PLAT_RK33XX=y
 

U-BOOT自动生成的配置文件   

uboot-rockchip/include/config.h

/* Automatically generated - do not edit */
#define CONFIG_RKCHIP_RK3399    1
#define CONFIG_PRODUCT_MID      1
#define CONFIG_NORMAL_WORLD     1
#define CONFIG_SECOND_LEVEL_BOOTLOADER  1
#define CONFIG_BAUDRATE 115200
#define CONFIG_BOARDDIR board/rockchip/rk33xx
#include <config_defaults.h>
#include <configs/rk33plat.h>
#include <asm/config.h>
#include <config_fallbacks.h>
#include <config_uncmd_spl.h>

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系统配置

rk_default_config.h：RK平台的公共配置，默认打开所有需要的功能

include/configs/rk_default_config.h  重要檔​​​

/* rk kernel load address */配置Kernel加载的地址，DDR偏移32M的位置
#define CONFIG_KERNEL_LOAD_ADDR         (CONFIG_RAM_PHY_START + SZ_32M)                                                                                                                                         /* 32M offset */

/* rk nand api function code address */配置 Nand Flash 驱动API接口地址DDR偏移48M的位置。
#define CONFIG_RKNAND_API_ADDR    (CONFIG_RAM_PHY_START + SZ_32M + SZ_16M)                                                                                                                                /* 48M offset */

/* rk uboot reserve size */  配置 U-BOOT Reserve空间大小。
#define CONFIG_LMB_RESERVE_SIZE         (SZ_32M + SZ_16M + SZ_8M) /* 56M offset */

/* rk ddr information */

/* rk ddr max banks */ 配置 DDR驱动传递DDR容量信息中DDR的Banks数目。
#define CONFIG_RK_MAX_DRAM_BANKS        8 /* rk ddr max banks */

 /* rk ddr banks address and size */ 配置 DDR驱动传递容量信息的地址，偏移32M的位置。
#define CONFIG_RKDDR_PARAM_ADDR         (CONFIG_RAM_PHY_START + SZ_32M) 

/*rk trust os banks address and size*/配置使用ARM Trusted Firmware时需要内核保留的空间信息。                                                                                     
#define CONFIG_RKTRUST_PARAM_ADDR (CONFIG_RAM_PHY_START+SZ_32M+ SZ_2M) 

配置 HDMI 的一些信息需要内核获取的地址。                                                                                  
/* rk hdmi device information buffer (start: 128M - size: 8K) */
#define CONFIG_RKHDMI_PARAM_ADDR        CONFIG_RAM_PHY_END

U-Boot用到的SDRAM的空间范围

#define CONFIG_RAM_PHY_START 0x00000000

#define CONFIG_RAM_PHY_SIZE SZ_128M

#define CONFIG_RAM_PHY_END (CONFIG_RAM_PHY_START + CONFIG_RAM_PHY_SIZE)

RK33系列平台的配置

include/configs/rk33plat.h：

rk33plat.h：

include/configs/rk33plat.h:#include <configs/rk_default_config.h>

#ifndef __RK33PLAT_CONFIG_H
#define __RK33PLAT_CONFIG_H

#include <asm/arch/io.h>

/* gic and rk timer version */
#if defined(CONFIG_RKCHIP_RK3368) || defined(CONFIG_RKCHIP_RK3366) || defined(CONFIG_RKCHIP_RK322XH)
        #define CONFIG_GICV2
        #define CONFIG_RKTIMER_V2
#elif defined(CONFIG_RKCHIP_RK3399)
        #define CONFIG_GICV3
        #define CONFIG_RKTIMER_V3
#else
        #error "PLS config rk chip for GIC and TIMER version!"
#endif

/* gic base */
#if defined(CONFIG_GICV2)
        #define GICD_BASE               RKIO_GICD_PHYS
        #define GICC_BASE               RKIO_GICC_PHYS
#elif defined(CONFIG_GICV3)
        #define GICC_BASE               RKIO_GICC_PHYS
        #define GICD_BASE               RKIO_GICD_PHYS
        #define GICR_BASE               RKIO_GICR_PHYS
#endif /* CONFIG_GICV2 */

/* Generic Timer Definitions */
#define COUNTER_FREQUENCY               CONFIG_SYS_CLK_FREQ_CRYSTAL

/*
 * uboot ram config.
 */
#include <linux/sizes.h>
#define CONFIG_RAM_PHY_START            0x00000000
#define CONFIG_RAM_PHY_SIZE             SZ_128M
#define CONFIG_RAM_PHY_END              (CONFIG_RAM_PHY_START + CONFIG_RAM_PHY_SIZE)

定义了SOC能够访问DDR的最大地址物理空间，如果DDR的实际容量大于该值，那么该宏会起作用并最终由DTB传递给内核。

/* reserve iomap memory. */
#define CONFIG_MAX_MEM_ADDR             RKIO_IOMEMORYMAP_START

arch/arm/include/asm/arch-rk33xx/io-rk3399.h:
#define RKIO_IOMEMORYMAP_START          0xF8000000   //= 4160749568

/*
 *              define uboot loader addr.
 * notice: CONFIG_SYS_TEXT_BASE must be an immediate,
 * so if CONFIG_RAM_PHY_START is changed, also update CONFIG_SYS_TEXT_BASE define.
 *
 * Resersed 2M space(0 - 2M) for Runtime ARM Firmware bin, such as bl30/bl31/bl32 and so on.
 *
 */
#ifdef CONFIG_SECOND_LEVEL_BOOTLOADER
       #define CONFIG_SYS_TEXT_BASE    0x00200000 /* Resersed 2M space Runtime Firmware bin. */定义了U-BOOT运行的起始空间。
#else
       #define CONFIG_SYS_TEXT_BASE    0x00000000
#endif

指定拷贝kernel的地址，如果定义了该宏，那么U-BOOT在启动的时候会直接将kernel拷贝到该位置并启动，否则默认将拷贝到DDR偏移32M的位置，定义该宏一般是使用没有压缩的kernel，加快开机速度。
/* kernel load to the running address */
#define CONFIG_KERNEL_RUNNING_ADDR      (CONFIG_SYS_TEXT_BASE + SZ_512K)

/*
 * rk plat default configs.
 */
#include <configs/rk_default_config.h>

/* el3 switch to el1 disable */
#ifndef CONFIG_SECOND_LEVEL_BOOTLOADER
#define CONFIG_SWITCH_EL3_TO_EL1
#endif

/* icache enable when start to kernel */
#define CONFIG_ICACHE_ENABLE_FOR_KERNEL

#define CONFIG_OF_BOARD_SETUP

/* undef some module for rk chip */

#if defined(CONFIG_RKCHIP_RK3399)
        #define CONFIG_SECUREBOOT_CRYPTO
        #define CONFIG_SECUREBOOT_SHA256
        #define CONFIG_RKTIMER_INCREMENTER
        #define CONFIG_RK_SDHCI_BOOT_EN
        #undef CONFIG_RK_SDMMC_BOOT_EN
        #undef CONFIG_RK_FLASH_BOOT_EN
        #undef CONFIG_RK_UMS_BOOT_EN

        #undef CONFIG_RK_MCU
        #undef CONFIG_PERILP_MCU
        #undef CONFIG_PMU_MCU
        #undef CONFIG_RK_PL330_DMAC
        #if (defined(CONFIG_CMD_ROCKUSB) || defined(CONFIG_CMD_FASTBOOT))
                #undef CONFIG_RK_UDC
                #define CONFIG_RK_DWC3_UDC
        #endif
        #define CONFIG_RK_GPIO_EXT_FUNC
        #define CONFIG_CHARGE_LED
        #define CONFIG_POWER_FUSB302
        #define CONFIG_OPTEE_CLIENT
        #define CONFIG_OPTEE_V1
/*
 * we should enable this macro when we use emmc and secure store
 * data to security partition, not to rpmb.
 */
        #define CONFIG_OPTEE_ALWAYS_USE_SECURITY_PARTITION
#endif

/* if uboot as first level loader, no start mcu. */
#ifndef CONFIG_SECOND_LEVEL_BOOTLOADER
        #undef CONFIG_RK_MCU
#endif

/* ARMv8 RSA key in ram, MiniLoader copy RSA KEY to fixed address */
#if defined(CONFIG_SECUREBOOT_CRYPTO)
#if defined(CONFIG_SECOND_LEVEL_BOOTLOADER) && defined(CONFIG_NORMAL_WORLD)
        #define CONFIG_SECURE_RSA_KEY_IN_RAM
        #define CONFIG_SECURE_RSA_KEY_ADDR      (CONFIG_RKNAND_API_ADDR + SZ_2K)
#endif /* CONFIG_NORMAL_WORLD && CONFIG_SECOND_LEVEL_BOOTLOADER */
#endif /* CONFIG_SECUREBOOT_CRYPTO */

/* mod it to enable console commands.   */在Shell中启用启动延时
#define CONFIG_BOOTDELAY             6

/* efuse version */
#ifdef CONFIG_RK_EFUSE
#define CONFIG_RKEFUSE_V2
/* store the content of efuse non-secure */
#define CONFIG_EFUSE_NS_INFO_ADDR(CONFIG_RAM_PHY_START+SZ_1M+SZ_1K * 60)
#endif

/* sdhci config */
#ifdef CONFIG_RK_SDHCI_BOOT_EN            //  RK3399
        /* general sdhci driver */
        #undef CONFIG_MMC
        #undef CONFIG_GENERIC_MMC
        #undef CONFIG_PARTITIONS
        #undef CONFIG_SDHCI
        #undef CONFIG_RK_SDHCI

        /* rk arasan sdhci driver */
        #define CONFIG_RK_AR_SDHCI
#endif

/* mmc using dma */
#define CONFIG_RK_MMC_DMA
#define CONFIG_RK_MMC_IDMAC     /* internal dmac */

#if defined(CONFIG_RKCHIP_RK322XH)
        #define CONFIG_RK_MMC_DDR_MODE  /* mmc using ddr mode */
#else
        #undef CONFIG_RK_MMC_DDR_MODE   /* mmc using ddr mode */
#endif
 

#if (defined(CONFIG_CMD_ROCKUSB) || defined(CONFIG_CMD_FASTBOOT))
        #define CONFIG_USBD_MANUFACTURER        "Rockchip"
        #define CONFIG_USBD_PRODUCT_NAME        "rk30xx"
#endif

/* more config for rockusb */
#ifdef CONFIG_CMD_ROCKUSB

/* support rockusb timeout check */
#define CONFIG_ROCKUSB_TIMEOUT_CHECK    1

/* rockusb VID/PID should the same as maskrom */
#define CONFIG_USBD_VENDORID                    0x2207
#if defined(CONFIG_RKCHIP_RK3368)
        #define CONFIG_USBD_PRODUCTID_ROCKUSB   0x330A
#elif defined(CONFIG_RKCHIP_RK3366)
        #define CONFIG_USBD_PRODUCTID_ROCKUSB   0x330B
#elif defined(CONFIG_RKCHIP_RK3399)
        #define CONFIG_USBD_PRODUCTID_ROCKUSB   0x330C
#elif defined(CONFIG_RKCHIP_RK322XH)
        #define CONFIG_USBD_PRODUCTID_ROCKUSB   0x320C
#else
        #error "PLS config rk chip for rockusb PID!"
#endif

.....................

系统编译

make CROSS_COMPILE=aarch64-linux- rk3399_defconfig  //只需做一次
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux- -j8  

(or vim ~/.bashrc    export CROSS_COMPILE=aarch64-linux)

export  環變設定

export XXX=123  

echo XXX    打印環變 

123

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重點

8.1 基础介绍
TPL(Tiny Program Loader)和 SPL(Secondary Program Loader)是比 U-Boot 更早阶段的bootloader，其中：

TPL：运行在 sram 中，负责完成 ddr 初始化；
SPL：运行在 ddr 中，负责完成系统的 lowlevel 初始化、后级固件加载（trust.img 和
uboot.img）

啟動流程
BOOTROM => TPL(ddr bin) => SPL(miniloader) => TRUST => U-BOOT => KERNEL

TPL 相当于 ddr bin，SPL 相当于 miniloader，所以 SPL+TPL 的组合实现了跟 Rockchip
ddr.bin+miniloader 完全一致的功能，可相互替换

TPL 相當於 ddr bin，SPL 相當於 miniloader。TPL+SPL 的組合實現了跟 RK 閉源 ddr.bin+miniloader 一致的功能，可相互替換。

rk3399_loader_v1.22.119.bin=rk3399_ddr_800MHz_v1.22.bin+rk3399_miniloader_v1.19.bin+rk3399_usbplug_v1.19.bin

RK平臺根據前級Loader程式碼是否開源，目前有兩套啟動管道：下述錯誤
// 前級loader閉源 BOOTROM => ddr bin => Miniloader => TRUST => U-BOOT => KERNEL
// 前級loader開源 BOOTROM => TPL => SPL => TRUST => U-BOOT => KERNEL

重要參考   Boot option - Rockchip open source Document

Boot from eMMC  maskrom模式

•  with SPL:
• rkdeveloptool db rkxx_loader_vx.xx.bin
• rkdeveloptool wl 0x40 idbloader.img
• rkdeveloptool wl 0x4000 u-boot.itb
• rkdeveloptool wl 0x8000 boot.img
• rkdeveloptool wl 0x40000 rootfs.img rkdeveloptool rd

• For with miniloader

rkdeveloptool db rkxx_loader_vx.xx.bin
rkdeveloptool wl 0x40 idbloader.img      //ul rkxx_loader_vx.xx.bin  ???
rkdeveloptool wl 0x4000 uboot.img
rkdeveloptool wl 0x6000 trust.img
rkdeveloptool wl 0x8000 boot.img
rkdeveloptool wl 0x40000 rootfs.img
rkdeveloptool rd

目前可以通过./make.sh 命令把 u-boot-spl.bin 替换掉 miniloader 生成 loader，然后通过 PC 工具烧

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固件生成

一级 Loader 模式
U-BOOT 作为一级 Loader 模式，那么仅支持 EMMC 存储设备，编译完成后生成的镜像：

rk3399_loader_v1.22.119.bin    其中v1.22.119 是发布的版本号。

二级 Loader 模式
U-Boot 作为二级 Loader 模式，那么固件支持所有的存储设备，该模式下，需要
MiniLoader 支持，通过宏 CONFIG_MERGER_MINILOADER 进行配置生成。同时引入 Arm
Trusted Firmware 后会生成 trust image ，这个通过宏 CONFIG_MERGER_TRUSTIMAGE 进
行配置生成。
以 rk3399 编译生成的镜像为例：

rk3399_loader_v1.22.119.bin 
uboot.img
trust.img

########################################################

~/uboot-rockchip/tools 工具  boot_merger /  trust_merger  / loaderimage

boot_merger  将这三个bin文件最后合并成rk3399_loader_v1.22.119.bin

trust_merger 参数为RK3399TRUST.ini，生成trust.img；

loaderimage  将u-boot.bin变成uboot.img；

########################################################### 

1.boot_merger

打包：

./tools/boot_merger --pack ./tools/rk_tools/RKBOOT/RK3399MINIALL.ini

解包：

./tools/boot_merger --unpack rk3399_loader_v1.22.119.bin

tools/rk_tools/RKBOOT/RK3399MINIALL.ini

RK3399MINIALL.ini

[CHIP_NAME]
NAME=RK330C
[VERSION]
MAJOR=1
MINOR=19
[CODE471_OPTION]
NUM=1
Path1=tools/rk_tools/bin/rk33/rk3399_ddr_800MHz_v1.22.bin //开机是800MHz的频率
Sleep=1
[CODE472_OPTION]
NUM=1
Path1=tools/rk_tools/bin/rk33/rk3399_usbplug_v1.19.bin
[LOADER_OPTION]
NUM=2
LOADER1=FlashData
LOADER2=FlashBoot
FlashData=tools/rk_tools/bin/rk33/rk3399_ddr_800MHz_v1.22.bin
FlashBoot=tools/rk_tools/bin/rk33/rk3399_miniloader_v1.19.bin
[OUTPUT]
PATH=rk3399_loader_v1.22.119.bin

----------------------------------------------------------------

2.trust_merger

打包：

./tools/trust_merger --pack ./tools/rk_tools/RKTRUST/RK3399TRUST.ini

解包:

./tools/trust_merger --unpack trust.img

RKTRUST/RK3399TRUST.ini

RK3399TRUST.ini

[VERSION]
MAJOR=1
MINOR=0
[BL30_OPTION]
SEC=0
[BL31_OPTION]
SEC=1
PATH=tools/rk_tools/bin/rk33/rk3399_bl31_v1.28.elf
ADDR=0x00010000
[BL32_OPTION]
SEC=1
PATH=tools/rk_tools/bin/rk33/rk3399_bl32_v1.16.bin
ADDR=0x08400000
[BL33_OPTION]
SEC=0
[OUTPUT]
PATH=trust.img

------------------------------------------------------------------------

3.loaderimage

./tools/loaderimage --pack --uboot ./u-boot.bin uboot.img 0x60000000 --size 1024
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4.修改圖片及動畫 用resource.img

Resource_tool工具

pack_resource.sh脚本

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補充

/uboot-rockchip/board/rockchip/rk33xx板级平台核心文件

 rk33xx.c  config.mk  

/uboot-rockchip/arch/arm/cpu/armv8

start.S  cpu初始化

include/configs/rk_default_config.h **重要**
rk平台公共配置

include/configs/rk33plat.h:
rk33xx系列平台配置

arch/arm/include/asm/arch-rk33xx/:
rk33xx系列平台架构头文件

arch/arm/cpu/armv8/rk33xx/:
rk33xx系列平台架构文件, 包括clock, irq, timer等实现。

board/rockchip/rk33xx:
板级平台核心文件，主要是rk33xx.c，里面有熟悉的kernel要用的machine type.

命令相关文件目录：
common/
驱动相关文件目录：
drivers/
工具相关文件目录：
tools/tools/rk_tools