转载-linux与soc-移植U-Boot思路和实践 | 基于RK3399
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/T1BmaP2-XbJIpLNsFxKeEQ
0. 背景介绍
我们手里这块RK3399开发板出厂时带的是2017.09版本的U-Boot。
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U-Boot 2017.09 (Sep 26 2021 - 08:53:15 +0000)
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Model: Forlinx OK3399 Evaluation Board
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PreSerial: 2
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DRAM: 2 GiB
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Sysmem: init
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Relocation Offset is: 7dbe9000
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Using default environment
在这个基础之上为这块开发板移植一个最新版本的U-Boot,也就是U-Boot 2022.01
。
1. U-Boot加载方式
U-Boot实质是bootloader,它一肩挑两头,第一是初始化操作系统的运行环境,包括初始化CPU、内存、串口等,第二是加载操作系统镜像文件,通常来说是操作系统内核镜像,但对于U-Boot SPL而言,它还可以加载U-Boot镜像文件。
我们暂且先不关心如何加载操作系统镜像文件,这篇文章的目的是让新版本的U-Boot在这块板子上成功的运行起来。
既然U-Boot是bootloader,那么就不得不了解芯片上电后程序的加载流程。对于RK3399而言,关于它的启动方式请看前文:
RK3399提供了外部bootloader加载的路线图,如下图示:
![9b757d463ce87f6030d9f607f427ebc7.png](https://img2023.cnblogs.com/blog/2679005/202306/2679005-20230617214908443-2025631760.png)
1.1 官方固件加载
流程1是基于RK官方部件ddr.bin和miniloader.bin来实现的,这两个文件可以从RK github上获取。
git@github.com:rockchip-linux/rkbin.git
这个仓库除了包含以上两个文件之外,还包括流程2中提到的bl31.elf文件。
![6c7d1fcdd45b2629eb45ceb9f256b925.png](https://img2023.cnblogs.com/blog/2679005/202306/2679005-20230617214908445-532532926.png)
使用mkimage将官方的ddr.bin和rkxx.bin打包成Bootrom程序可识别的、带有ID Block header的文件idbloader.img。
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tools/mkimage -n rkxxxx -T rksd -d rkxx_ddr_vx.xx.bin idbloader.img
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cat rkxx_miniloader_vx.xx.bin >> idbloader.img
idbloader.img打包完成之后,由其中的rkxx_miniloader_xxx.bin加载u-boot.img文件。
另外,基于流程1的启动方式,还需要再生成trust.img,由rkxx_miniloader_xxx.bin负责加载。
流程1这种启动方式毕竟是基于官方固件的,不能对代码进行修改,看不见摸不到,所以不建议采用这种方式生成idbloader.img。
1.2 TPL/SPL加载
在启动流程2中,我们可以基于U-Boot编译出TPL/SPL,其中TPL负责实现DDR初始化,TPL初始化结束之后会回跳到bootrom程序,bootrom程序继续加载SPL,由SPL加载u-boot.itb文件。
通过以下命令将TPL/SPL打包成idbloader.img。
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tools/mkimage -n rkxxxx -T rksd -d tpl/u-boot-tpl.bin idbloader.img
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cat spl/u-boot-spl.bin >> idbloader.img
建议使用流程2的方式加载U-Boot.img,因为,可以基于U-Boot源码编译出TPL/SPL,然后自主修改各种配置。
2. U-Boot包
从RK3399启动流程图中我们能看到,U-Boot包里面除了u-boot.dtb和u-boot-nodtb.bin这两个U-Boot源码编译出来的文件之外,还包含了bl31.elf、bl32.bin、tee.bin等ARM trust固件。其中bl31.elf是必须要有的,bl32.bin、tee.bin是可选的,可以没有。
在使用TrustZone技术的嵌入式设备当中,无法避免的需要解决从非安全侧切换到安全侧的问题,而为了完成这个切换,需要一个专用的进行非安全上下文和安全上下文切换的固件,这个固件一般我们称为arm trust firmware,在ARM官方维护的github中我们能够下载到其完整的代码。
https://github.com/ARM-software/arm-trusted-firmware
当然RK官方也提供了bl31.elf文件,这样省去了我们编译bl31.elf的时间和精力。可以在Rockchip官方github下载
https://github.com/rockchip-linux/rkbin/tree/master/bin/rk33
基于以上的分析,整理出所需要的文件:
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idbloader.img <--------U-Boot TPL/SPL
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u-boot.itb <-----------U-Boot 和 bl31.elf
3.移植U-Boot
- step1
获取U-Boot源码,如下:
git clone https://gitlab.denx.de/u-boot/u-boot.git
获取到的U-Boot源码版本是2022.01。
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# SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
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VERSION = 2022
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PATCHLEVEL = 01
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SUBLEVEL =
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EXTRAVERSION =
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NAME =
- step2
准备bl31.elf文件,如下:
git clone git@github.com:rockchip-linux/rkbin.git
进入到u-boot文件夹设置bl31.elf文件的路径。
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rk@ubuntu:~/porting/u-boot$ ls ..
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rk3399_bl31_v1.35.elf u-boot
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rk@ubuntu:~/porting/u-boot$export BL31=../rk3399_bl31_v1.35.elf
- step3
编译
手头没有这块板子的xxx_defconfig文件,但是从U-Boot源码中查看到很多其他家板子的xxx_defconfig文件。
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rk@ubuntu:u-boot$ ls configs/ | grep 3399
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evb-rk3399_defconfig
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ficus-rk3399_defconfig
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firefly-rk3399_defconfig
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khadas-edge-captain-rk3399_defconfig
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khadas-edge-rk3399_defconfig
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khadas-edge-v-rk3399_defconfig
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leez-rk3399_defconfig
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nanopc-t4-rk3399_defconfig
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nanopi-m4-2gb-rk3399_defconfig
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nanopi-m4b-rk3399_defconfig
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nanopi-m4-rk3399_defconfig
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nanopi-neo4-rk3399_defconfig
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nanopi-r4s-rk3399_defconfig
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orangepi-rk3399_defconfig
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pinebook-pro-rk3399_defconfig
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puma-rk3399_defconfig
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rock960-rk3399_defconfig
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rock-pi-4c-rk3399_defconfig
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rock-pi-4-rk3399_defconfig
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rock-pi-n10-rk3399pro_defconfig
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rockpro64-rk3399_defconfig
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roc-pc-mezzanine-rk3399_defconfig
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roc-pc-rk3399_defconfig
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rk@ubuntu:u-boot$
从log记录来看,evb-rk3399_defconfig
应该是rk官方提交的,因此,选择这个xxx_defconfig文件作为默认config。
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rk@ubuntu:~/porting/u-boot$ git log configs/evb-rk3399_defconfig
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...
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commit 4473a1c4d648a0567c46333b81533d1030345e12
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Author: Yifeng Zhao <yifeng.zhao@rock-chips.com>
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Date: Tue Jun 29 16:24:43 2021 +0800
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rockchip: config: evb-rk3399: add hs400 and SDMA support
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This enable hs400 and SDMA support for emmc on evb-rk3399.
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Signed-off-by: Yifeng Zhao <yifeng.zhao@rock-chips.com>
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Reviewed-by: Kever Yang <kever.yang@rock-chips.com>
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...
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commit 5c5435093a6c0a6995351b64c6b8b08fe7d6bf59
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Author: Kever Yang <kever.yang@rock-chips.com>
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Date: Tue Aug 11 14:47:01 2020 +0800
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rockchip: config: evb-rk3399: Add rockchip dwmmc support
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This enable support for SD card on evb-rk3399.
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Signed-off-by: Kever Yang <kever.yang@rock-chips.com>
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...
生成默认配置文件,如下:
make evb-rk3399_defconfig
编译U-Boot,交叉编译工具链使用了开发板自带的,它又不是全局环境变量,懒得改了,直接用。当然,大家可以使用自己的交叉编译工具链。
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# 交叉编译工具链需要指定
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make CROSS_COMPILE=xxxx/aarch64-linux-gnu-
编译结果:
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...
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AR tpl/fs/built-in.o
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LD tpl/u-boot-tpl
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OBJCOPY tpl/u-boot-tpl-nodtb.bin
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CAT tpl/u-boot-tpl-dtb.bin
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COPY tpl/u-boot-tpl.bin
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SYM tpl/u-boot-tpl.sym
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MKIMAGE u-boot-dtb.img
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./"arch/arm/mach-rockchip/make_fit_atf.py" \
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arch/arm/dts/rk3399-evb.dtb > u-boot.its
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MKIMAGE u-boot.itb
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MKIMAGE tpl/u-boot-tpl-rockchip.bin
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CAT idbloader.img
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CAT u-boot-rockchip.bin
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rk@ubuntu:~/porting/u-boot$
至此,我们已经获取到了所需的idbloader.img
和u-boot.itb
两个文件。
- step4
烧录
我手中这块开发板基于emmc启动,按照RK官方要求将idbloader.img烧录到emmc的0x40扇区,u-boot.itb烧录到0x4000扇区。
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+--------+----------------+----------+-------------+---------+
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| Boot | Terminology #1 | Actual | Rockchip | Image |
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| stage | | program | Image | Location|
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| number | | name | Name | (sector)|
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+--------+----------------+----------+-------------+---------+
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| 2 | Secondary | U-Boot |idbloader.img| 0x40 |
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| | Program | TPL/SPL | | |
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| | Loader (SPL) | | | |
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| | | | | |
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| 3 | - | U-Boot | u-boot.itb | 0x4000 |
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| | | | uboot.img | |
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+--------+----------------+----------+-------------+---------+
烧录方法有两种,一种是基于RK的官方烧录工具AndroidTool.exe
,另外一种是在开发板上直接烧写emmc。
官方AndroidTool.exe
是基于recovery模式实现的,如果你的板子带有recovery按键,可以使用这种方式。
![06f4f7f43b321b99b8665979d60f614e.png](https://img2023.cnblogs.com/blog/2679005/202306/2679005-20230617214908454-531507867.png)
开发板上直接烧写emmc,可以通过网络或者串口直接将待烧录文件加载到板子中。
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[root@rk3399:/]# lrz
-
lrz waiting to receive.
-
Starting zmodem transfer. Press Ctrl+C to cancel.
-
Transferring idbloader.img...
-
100% 138 KB 138 KB/sec 00:00:01 0 Errors
-
Transferring u-boot.itb...
-
100% 751 KB 150 KB/sec 00:00:05 0 Errors
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[root@rk3399:/]#
烧写,需要注意的是烧写完执行sync操作,否则,可能会烧写失败。
-
[root@rk3399:/]# dd if=idbloader.img of=/dev/mmcblk2 seek=64
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277+1 records in
-
277+1 records out
-
142034 bytes (142 kB, 139 KiB) copied, 0.00497 s, 28.6 MB/s
-
[root@rk3399:/]#
-
[root@rk3399:/]# dd if=u-boot.itb of=/dev/mmcblk2 seek=16384
-
1503+1 records in
-
1503+1 records out
-
769952 bytes (770 kB, 752 KiB) copied, 0.0608755 s, 12.6 MB/s
-
[root@rk3399:/]# sync
- step5
重启开发板,从U-Boot版本和编译的时间戳可以确认,成功加载并执行了新的U-Boot 2022.01:
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U-Boot 2022.01-00450-g25711b07ca (Jan 14 2022 - 09:37:38 +0800)
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SoC: Rockchip rk3399
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Reset cause: RST
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Model: Rockchip RK3399 Evaluation Board
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DRAM: 2 GiB
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PMIC: RK808
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Core: 245 devices, 24 uclasses, devicetree: separate
-
MMC: mmc@fe320000: 1, mmc@fe330000: 0
-
Loading Environment from MMC... OK
-
In: serial
-
Out: serial
-
Err: serial
-
Model: Rockchip RK3399 Evaluation Board
-
Net: eth0: ethernet@fe300000
-
Hit any key to stop autoboot: 0
-
......
最后要说的是,我敢这么胡乱搞开发板的固件,并不担心它会成为一块砖头,因为,有Maskrom模式可以将它恢复出厂设置。
![5d71dfb8c47ec58d6ea140486265145d.png](https://img2023.cnblogs.com/blog/2679005/202306/2679005-20230617214908397-1393845415.png)
另外,移植的U-Boot是基于evb-rk3399_defconfig
生成的配置文件,后面基于此进行其他修改。
本文来自博客园,作者:LiYanbin,转载请注明原文链接:https://www.cnblogs.com/stellar-liyanbin/p/17488344.html