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Rockchip RK3399 - 官方固件方式加载uboot

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开发板 ：NanoPC-T4开发板
eMMC ：16GB
LPDDR3：4GB
显示屏 ：15.6英寸HDMI接口显示屏
u-boot ：2017.09
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NanoPC-T4开发板，主控芯片是Rockchip RK3399，big.LITTLE大小核架构，双Cortex-A72大核(up to 2.0GHz) + 四Cortex-A53小核结构(up to 1.5GHz)；Cortex-A72处理器是Armv8-A架构下的一款高性能、低功耗的处理器。

我们接着上一节，介绍Rockchip处理器启动支持的两种引导方式：

  • TPL/SPL加载：使用Rockchip官方提供的TPL/SPL U-boot（就是我们上面说的小的uboot），该方式完全开源；
  • 官方固件加载：使用Rockchip idbLoader，来自Rockchip rkbin项目的Rockchip DDR初始化bin和miniloader bin，该方式不开源；

这一节我们将介绍采用官方固件方式，如何编译源码以及烧录程序到eMMC，从而完成uboot的启动。

一、 idbloader.img

我们基于Rockchip rkbin官方给的ddr.bin、miniloader.bin来构建rk3399_loader_v1.27.126.bin。

  • ddr.bin：等价于我们之前说的TPL，用于初始化DDR；
  • miniloader.bin：Rockchip修改的一个bootloader，等价于我们之前说的SPL，用于加载uboot；

1.1 下载rkbin

我们可以在Rockchip的github上下载到Rockchip rkbin项目，如下所示：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399# git clone https://github.com/rockchip-linux/rkbin.git --depth 1

1.2 合并

在rkbin根目录下执行如下命令：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399# cd rkbin/
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkbin# tools/mkimage -n rk3399 -T rksd  -d bin/rk33/rk3399_ddr_800MHz_v1.27.bin idbloader.img
Image Type:   Rockchip RK33 (SD/MMC) boot image
Init Data Size: 153600 bytes
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkbin# cat bin/rk33/rk3399_miniloader_v1.26.bin >> idbloader.img
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkbin# ll idbloader.img
-rw-r--r-- 1 root root 239900 5月  15 20:47 idbloader.img

这样我们就得到了idbloader.img文件。

二、u-boot.img

使用Rockchip miniloader的idbloader时，需要将u-boot.bin通过tools/loaderimage转换为可加载的miniloader格式。

2.1 编译uboot

关于uboot的编译在上一篇博客中已经介绍的很详细了，这里不再重复介绍了，具体参考Rockchip RK3399- TPL/SPL方式加载uboot。

编译完成，在uboot根录下生成文件有：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/u-boot# ll u-boot*   Sys*
-rw-r--r-- 1 root root  153740 5月  14 10:30 System.map
-rwxr-xr-x 1 root root 6872736 5月  14 10:30 u-boot*
-rw-r--r-- 1 root root  931504 5月  14 10:30 u-boot.bin
-rw-r--r-- 1 root root   15808 5月  14 10:30 u-boot.cfg
-rw-r--r-- 1 root root    9996 5月  14 10:30 u-boot.cfg.configs
-rw-r--r-- 1 root root   51685 5月  14 10:30 u-boot.dtb       # 设备树
-rw-r--r-- 1 root root  931501 5月  14 10:30 u-boot-dtb.bin   # 等同u-boot.bin
-rw-r--r-- 1 root root  932864 5月  14 10:30 u-boot-dtb.img   # 等同u-boot.img
-rw-r--r-- 1 root root  932864 5月  14 10:30 u-boot.img
-rw-r--r-- 1 root root    1304 5月  14 10:30 u-boot.lds
-rw-r--r-- 1 root root  800454 5月  14 10:30 u-boot.map
-rwxr-xr-x 1 root root  879816 5月  14 10:30 u-boot-nodtb.bin*
-rwxr-xr-x 1 root root 2529568 5月  14 10:30 u-boot.srec*
-rw-r--r-- 1 root root  300850 5月  14 10:30 u-boot.sym

2.2 生成u-boot.img

在uboot项目根路径下执行如下命令生成u-boot.img镜像文件：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/u-boot# ./tools/loaderimage --pack --uboot ./u-boot.bin u-boot.img 0x00200000

 load addr is 0x200000!
pack input ./u-boot.bin
pack file size: 933064(911 KB)
crc = 0x0f6e6977
uboot version: U-Boot 2017.09-gef1dd65-dirty #root (May 14 2023 - 18:27:08)
pack u-boot.img success!
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/u-boot#
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/u-boot# ll u-boot.img
-rw-r--r-- 1 root root 4194304 5月  15 22:14 u-boot.img

其中0x00200000为uboot加载到DDR中的地址。

三、trust.img

使用Rockchip miniloader的idbloader时，需要将bl31.bin通过tools/trust_merge转换为可加载的miniloader格式。

在rkbin项目根路径下执行如下命令生成trust.img镜像文件：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkbin# ./tools/trust_merger  ./RKTRUST/RK3399TRUST.ini
out:trust.img
merge success(trust.img)
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkbin# ll trust.img
-rw-r--r-- 1 root root 4194304 5月  15 20:54 trust.img

其中./RKTRUST/RK3399TRUST.ini文件内容如下：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/u-boot# cat ./RKTRUST/RK3399TRUST.ini
[VERSION]
MAJOR=1
MINOR=0
[BL30_OPTION]
SEC=0
[BL31_OPTION]
SEC=1
PATH=bin/rk33/rk3399_bl31_v1.35.elf
ADDR=0x00040000        
[BL32_OPTION]
SEC=1
PATH=bin/rk33/rk3399_bl32_v2.10.bin
ADDR=0x08400000
[BL33_OPTION]
SEC=0
[OUTPUT]
PATH=trust.img

四、rkdeveloptool

rkdeveloptool是Rockchip提供的一个与Rockusb设备进行通信的工具，通过该工具我们可以将镜像文件下载到开发板的eMMC。它被认为是upgrade_tool的一个开源版本，只有很少区别。

要使用rkdeveloptool进行升级，首先要知道rkdeveloptool是基于什么情况下才会起作用的，是在SoC进入MASKROM模式后而且跟主机通过USB连接，因为这个时候主板的DDR并没有初始化，而升级过程是需要很大的内存空间的，所以升级之前第一步要做的就是执行rkdeveloptool db rkxx_loader_vx.xx.bin（这个固件本质上也是idbloader.img），只不过这时候只是在内存中执行，如果不执行db命令的话其他的命令则无法执行因为没有做内存初始化工作。

4.1 下载源码

在/work/sambashare/rk3399目录下执行如下命令：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399# git clone https://github.com/rockchip-linux/rkdeveloptool.git --depth 1

4.2 配置

首先安装libusb与udev，例如对于ubuntu：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399# sudo apt-get install libudev-dev libusb-1.0-0-dev dh-autoreconf

切换到rkdeveloptool/目录进行配置：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399# cd rkdeveloptool/
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# autoreconf -i
configure.ac:12: installing 'cfg/compile'
configure.ac:19: installing 'cfg/config.guess'
configure.ac:19: installing 'cfg/config.sub'
configure.ac:7: installing 'cfg/install-sh'
configure.ac:7: installing 'cfg/missing'
Makefile.am: installing 'cfg/depcomp'
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# ./configure

4.3 编译安装

运行如下命令：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# make 
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# make install

如果遇到如下编译错误：

./configure: line 4269: syntax error near unexpected token `LIBUSB1,libusb-1.0'
./configure: line 4269: `PKG_CHECK_MODULES(LIBUSB1,libusb-1.0)'

还需要安装pkg-config与libusb-1.0：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# sudo apt-get install pkg-config libusb-1.0

编译完成后，在当前路径下生成rkdeveloptool可执行文件：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# ll rkdeveloptool
-rwxr-xr-x 1 root root 1059720 5月  11 19:56 rkdeveloptool*

4.4 rk3399_loader_v1.27.126.bin

由于SoC进入到MASKROM模式后，目标板子会运行Rockusb驱动程序。在MASKROM模式下，需要使用到DDR，因此需要下载固件进行DDR的初始化。
Rockchip rkbin项目提供了ddr.bin、usbplug.bin、miniloader.bin这三个包：

  • ddr.bin：等价于我们之前说的TPL，用于初始化DDR；
  • usbplug.bin：Rockusb驱动程序，用于将程序通过usb下载到eMMC；
  • miniloader.bin：Rockchip修改的一个bootloader，等价于我们之前说的SPL，用于加载uboot；

在rkbin目录下执行如下命令，可以将ddr.bin、usbplug.bin、miniloader.bin这三个包合并，得到rk3399_loader_v1.27.126.bin：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399# cd rkbin/
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkbin# tools/boot_merger  /work/sambashare/rk3399/rkbin/RKBOOT/RK3399MINIALL.ini
********boot_merger ver 1.2********
Info:Pack loader ok.
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkbin# ll rk3399_loader_v1.27.126.bin
-rw-r--r-- 1 root root 465230 5月  11 20:06 rk3399_loader_v1.27.126.bin

可以根据自己的需求可以在./RKBOOT/RK3399MINIALL.ini修改ddr、usbplug、miniloader：

[CHIP_NAME]
NAME=RK330C
[VERSION]
MAJOR=1
MINOR=26
[CODE471_OPTION]
NUM=1
Path1=bin/rk33/rk3399_ddr_800MHz_v1.27.bin
Sleep=1
[CODE472_OPTION]
NUM=1
Path1=bin/rk33/rk3399_usbplug_v1.26.bin
[LOADER_OPTION]
NUM=2
LOADER1=FlashData
LOADER2=FlashBoot
FlashData=bin/rk33/rk3399_ddr_800MHz_v1.27.bin
FlashBoot=bin/rk33/rk3399_miniloader_v1.26.bin
[OUTPUT]
PATH=rk3399_loader_v1.27.126.bin

将rk3399_loader_v1.27.126.bin拷贝到rkdeveloptool路径下：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkbin# cp rk3399_loader_v1.27.126.bin  ../rkdeveloptool/

五、烧录程序

5.1 准备镜像

我们按照之前的流程得到了idbloader.img、u-boot.img，trust.img文件，由于我们这里不进行内核和根文件系统的烧录，所以暂时不需要准备这俩。

按照Rockchip官方要求将idbloader.img烧录到eMMC的0x40扇区，u-boot.img烧录到0x4000扇区，trust.img烧录到0x6000扇区。

我们需要将idbloader.img、u-boot.img、trust.img拷贝到rkdeveloptool路径下：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# cp ../rkbin/trust.img ./
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# cp ../u-boot/u-boot.img ./
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# cp ../rkbin/idbloader.img ./

5.2 进入MASKROM升级模式

NanoPC-T4开发板如需进入MASKROM升级模式，需要进入如下操作：

  • 将开发板连接上电源，并且连接Type-C数据线到PC；
  • 按住BOOT键再长按Power键开机（保持按下BOOT键5秒以上），将强制进入MASKROM模式。

一般电脑识别到USB连接，都会发出声音。或者观察虚拟机右下角是否突然多个USB设备：右键点击链接；

img

5.3 烧录

使用下载引导命令去使目标机器初始化DDR与运行usbplug（初始化DDR的原因是由于升级需要很大的内存，所以需要使用到DDR）；

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# rkdeveloptool db rk3399_loader_v1.27.126.bin
Downloading bootloader succeeded.

由于BootROM启动会将rk3399_loader_v1.27.126.bin将在到内部SRAM中，然后跳转到ddr.bin代码进行DDR的初始化，ddr.bin执行之后会回跳到BootROM程序，BootROM程序继续加载usbplug.bin，由usbplug.bin完成程序的下载以及烧录到eMMC。

如果接上串口的话，执行完这一步可以看到如下输出信息：

DDR Version 1.27 20211018
In
Channel 0: LPDDR3, 800MHz
CS = 0
MR0=0x58
MR1=0x58
MR2=0x58
MR3=0x58
MR4=0x2
MR5=0x1
MR6=0x5
MR7=0x0
MR8=0x1F
MR9=0x1F
MR10=0x1F
MR11=0x1F
MR12=0x1F
MR13=0x1F
MR14=0x1F
MR15=0x1F
MR16=0x1F
CS = 1
MR0=0x58
MR1=0x58
MR2=0x58
MR3=0x58
MR4=0x2
MR5=0x1
MR6=0x5
MR7=0x0
MR8=0x1F
MR9=0x1F
MR10=0x1F
MR11=0x1F
MR12=0x1F
MR13=0x1F
MR14=0x1F
MR15=0x1F
MR16=0x1F
Bus Width=32 Col=10 Bank=8 Row=15/15 CS=2 Die Bus-Width=32 Size=2048MB
Channel 1: LPDDR3, 800MHz
CS = 0
MR0=0x58
MR1=0x58
MR2=0x58
MR3=0x58
MR4=0x2
MR5=0x1
MR6=0x5
MR7=0x0
MR8=0x1F
MR9=0x1F
MR10=0x1F
MR11=0x1F
MR12=0x1F
MR13=0x1F
MR14=0x1F
MR15=0x1F
MR16=0x1F
CS = 1
MR0=0x58
MR1=0x58
MR2=0x58
MR3=0x58
MR4=0x2
MR5=0x1
MR6=0x5
MR7=0x0
MR8=0x1F
MR9=0x1F
MR10=0x1F
MR11=0x1F
MR12=0x1F
MR13=0x1F
MR14=0x1F
MR15=0x1F
MR16=0x1F
Bus Width=32 Col=10 Bank=8 Row=15/15 CS=2 Die Bus-Width=32 Size=2048MB
256B stride
ch 0 ddrconfig = 0x101, ddrsize = 0x2020
ch 1 ddrconfig = 0x101, ddrsize = 0x2020
pmugrf_os_reg[2] = 0x3AA0DAA0, stride = 0xD
OUT
Boot1 Release Time: Jun  2 2020 15:02:17, version: 1.26
CPUId = 0x0
SdmmcInit=2 0
BootCapSize=100000
UserCapSize=14910MB
FwPartOffset=2000 , 100000
UsbBoot ...73858
powerOn 86071

使用wl命令烧写镜像到目标机器的eMMC，需要注意的是访问DDR所需的所有其他命令都应在使用db命令之后才能使用；

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# rkdeveloptool wl 0x40 idbloader.img
Write LBA from file (100%)
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# rkdeveloptool wl 0x4000 u-boot.img
Write LBA from file (100%)
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# rkdeveloptool wl 0x6000 trust.img
Write LBA from file (100%)

在烧写镜像完成后使用rd命令重启目标机器：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/rkdeveloptool# rkdeveloptool rd
Reset Device OK.

需要注意的是：如果这个时候你也烧录了内核程序，执行完rd命令后是无法进入uboot命令的的，这里会直接启动内核。

六、测试

6.1 串口连接

使用准备好的USB转串口适配器和连接线(需另购)，连接开发板:

引脚 开发板接口 USB转串口
1 GNC -
2 VCC 5V -
3 UART2DBG_TX RX
4 UART2DBG_RX TX

6.2 MobaXterm

这里我使用的串口调试工具是MobaXterm，选择串口端口，设置波特率为1500000，8位数据位，1位停止位。

6.3 上电

给开发板上电，通过串口打印输出：

DDR Version 1.27 20211018
In
soft reset
SRX
Channel 0: LPDDR3, 800MHz
CS = 0
MR0=0x58
MR1=0x58
MR2=0x58
MR3=0x58
MR4=0x3
MR5=0x1
MR6=0x5
MR7=0x0
MR8=0x1F
MR9=0x1F
MR10=0x1F
MR11=0x1F
MR12=0x1F
MR13=0x1F
MR14=0x1F
MR15=0x1F
MR16=0x1F
CS = 1
MR0=0x58
MR1=0x58
MR2=0x58
MR3=0x58
MR4=0x3
MR5=0x1
MR6=0x5
MR7=0x0
MR8=0x1F
MR9=0x1F
MR10=0x1F
MR11=0x1F
MR12=0x1F
MR13=0x1F
MR14=0x1F
MR15=0x1F
MR16=0x1F
Bus Width=32 Col=10 Bank=8 Row=15/15 CS=2 Die Bus-Width=32 Size=2048MB
Channel 1: LPDDR3, 800MHz
CS = 0
MR0=0x58
MR1=0x58
MR2=0x58
MR3=0x58
MR4=0x3
MR5=0x1
MR6=0x5
MR7=0x0
MR8=0x1F
MR9=0x1F
MR10=0x1F
MR11=0x1F
MR12=0x1F
MR13=0x1F
MR14=0x1F
MR15=0x1F
MR16=0x1F
CS = 1
MR0=0x58
MR1=0x58
MR2=0x58
MR3=0x58
MR4=0x3
MR5=0x1
MR6=0x5
MR7=0x0
MR8=0x1F
MR9=0x1F
MR10=0x1F
MR11=0x1F
MR12=0x1F
MR13=0x1F
MR14=0x1F
MR15=0x1F
MR16=0x1F
Bus Width=32 Col=10 Bank=8 Row=15/15 CS=2 Die Bus-Width=32 Size=2048MB
256B stride
ch 0 ddrconfig = 0x101, ddrsize = 0x2020
ch 1 ddrconfig = 0x101, ddrsize = 0x2020
pmugrf_os_reg[2] = 0x3AA0DAA0, stride = 0xD
OUT
Boot1 Release Time: May 29 2020 17:36:36, version: 1.26
CPUId = 0x0
ChipType = 0x10, 431
SdmmcInit=2 0
BootCapSize=100000
UserCapSize=14910MB
FwPartOffset=2000 , 100000
mmc0:cmd8,20
mmc0:cmd5,20
mmc0:cmd55,20
mmc0:cmd1,20
mmc0:cmd8,20
mmc0:cmd5,20
mmc0:cmd55,20
mmc0:cmd1,20
mmc0:cmd8,20
mmc0:cmd5,20
mmc0:cmd55,20
mmc0:cmd1,20
SdmmcInit=0 1
StorageInit ok = 69291
SecureMode = 0
SecureInit read PBA: 0x4
SecureInit read PBA: 0x404
SecureInit read PBA: 0x804
SecureInit read PBA: 0xc04
SecureInit read PBA: 0x1004
SecureInit read PBA: 0x1404
SecureInit read PBA: 0x1804
SecureInit read PBA: 0x1c04
SecureInit ret = 0, SecureMode = 0
atags_set_bootdev: ret:(0)
GPT 0x3335db8 signature is wrong
recovery gpt...
GPT 0x3335db8 signature is wrong
recovery gpt fail!
Trust Addr:0x4000, 0x58334c42
No find bl30.bin
Load uboot, ReadLba = 2000
Load OK, addr=0x200000, size=0xe3cc8
RunBL31 0x40000 @ 103019 us
NOTICE:  BL31: v1.3(release):845ee93
NOTICE:  BL31: Built : 15:51:11, Jul 22 2020
NOTICE:  BL31: Rockchip release version: v1.1
INFO:    GICv3 with legacy support detected. ARM GICV3 driver initialized in EL3
INFO:    Using opteed sec cpu_context!
INFO:    boot cpu mask: 0
INFO:    plat_rockchip_pmu_init(1196): pd status 3e
INFO:    BL31: Initializing runtime services
INFO:    BL31: Initializing BL32
INF [0x0] TEE-CORE:init_primary_helper:337: Initializing (1.1.0-278-gef70f120a #zhangzj #9 Fri Sep 17 09:39:24 UTC 2021 aarch64)

INF [0x0] TEE-CORE:init_primary_helper:338: Release version: 1.2

INF [0x0] TEE-CORE:init_teecore:83: teecore inits done
INFO:    BL31: Preparing for EL3 exit to normal world
INFO:    Entry point address = 0x200000
INFO:    SPSR = 0x3c9

U-Boot 2017.09-gef1dd65-dirty #root (May 14 2023 - 18:26:10 +0800)

Model: Rockchip RK3399 Evaluation Board
PreSerial: 2, raw, 0xff1a0000
DRAM:  3.8 GiB
Sysmem: init
Relocation Offset: f5ba0000
Relocation fdt: f3d8a2e0 - f3d96cc5
CR: M/C/I
I2c0 speed: 400000Hz
PMIC:  RK808
vdd_center init 950000 uV
*** Warning - No MMC card found, using default environment

MMC:   dwmmc@fe320000: 1, sdhci@fe330000: 0
Bootdev(atags): mmc 0
MMC0: HS400, 150Mhz
PartType: RKPARM
Could not find baseparameter partition
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
Model: Rockchip RK3399 Evaluation Board
boot mode: normal
Found DTB in resource part
Rockchip UBOOT DRM driver version: v1.0.1
AUX CH command reply failed!
AUX CH error happens: 2
AUX CH command reply failed!
failed to read link rate: -110
edp@ff970000 disconnected
CLK: (uboot. arml: enter 400000 KHz, init 816000 KHz, kernel 0N/A)
CLK: (uboot. armb: enter 24000 KHz, init 816000 KHz, kernel 0N/A)
  aplll 816000 KHz
  apllb 816000 KHz
  dpll 800000 KHz
  cpll 24000 KHz
  gpll 800000 KHz
  npll 600000 KHz
  vpll 24000 KHz
  aclk_perihp 133333 KHz
  hclk_perihp 66666 KHz
  pclk_perihp 33333 KHz
  aclk_perilp0 266666 KHz
  hclk_perilp0 88888 KHz
  pclk_perilp0 44444 KHz
  hclk_perilp1 100000 KHz
  pclk_perilp1 50000 KHz
Net:   eth0: ethernet@fe300000
### main_loop entered: bootdelay=5

### main_loop: bootcmd="boot_android ${devtype} ${devnum};boot_fit;bootrkp;run distro_bootcmd;"
Hit key to stop autoboot('CTRL+C'):  0
=>

在倒计时执行完之前，按CTRL+C即可进入uboot命令行。

参考文章

[1] Rockchip Boot option

[2] 深度探索uboot

posted @ 2023-05-15 22:16  大奥特曼打小怪兽  阅读(6895)  评论(0)    收藏  举报
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