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| # Copyright (C) 2015 Google. Inc | 
| # Written by Simon Glass <sjg@chromium.org> | 
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| # SPDX-License-Identifier:    GPL-2.0+ | 
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|   | 
| U-Boot on Rockchip | 
| ================== | 
|   | 
| There are several repositories available with versions of U-Boot that support | 
| many Rockchip devices [1] [2]. | 
|   | 
| The current mainline support is experimental only and is not useful for | 
| anything. It should provide a base on which to build. | 
|   | 
| So far only support for the RK3288 and RK3036 is provided. | 
|   | 
|   | 
| Prerequisites | 
| ============= | 
|   | 
| You will need: | 
|   | 
|    - Firefly RK3288 board or something else with a supported RockChip SoC | 
|    - Power connection to 5V using the supplied micro-USB power cable | 
|    - Separate USB serial cable attached to your computer and the Firefly | 
|         (connect to the micro-USB connector below the logo) | 
|    - rkflashtool [3] | 
|    - openssl (sudo apt-get install openssl) | 
|    - Serial UART connection [4] | 
|    - Suitable ARM cross compiler, e.g.: | 
|         sudo apt-get install gcc-4.7-arm-linux-gnueabi | 
|   | 
|   | 
| Building | 
| ======== | 
|   | 
| At present nine RK3288 boards are supported: | 
|   | 
|    - EVB RK3288 - use evb-rk3288 configuration | 
|    - Fennec RK3288 - use fennec-rk3288 configuration | 
|    - Firefly RK3288 - use firefly-rk3288 configuration | 
|    - Hisense Chromebook - use chromebook_jerry configuration | 
|    - MiQi RK3288 - use miqi-rk3288 configuration | 
|    - phyCORE-RK3288 RDK - use phycore-rk3288 configuration | 
|    - PopMetal RK3288 - use popmetal-rk3288 configuration | 
|    - Radxa Rock 2 - use rock2 configuration | 
|    - Tinker RK3288 - use tinker-rk3288 configuration | 
|   | 
| Two RK3036 board are supported: | 
|   | 
|    - EVB RK3036 - use evb-rk3036 configuration | 
|    - Kylin - use kylin_rk3036 configuration | 
|   | 
| For example: | 
|   | 
|    CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- make O=firefly firefly-rk3288_defconfig all | 
|   | 
| (or you can use another cross compiler if you prefer) | 
|   | 
|   | 
| Writing to the board with USB | 
| ============================= | 
|   | 
| For USB to work you must get your board into ROM boot mode, either by erasing | 
| your MMC or (perhaps) holding the recovery button when you boot the board. | 
| To erase your MMC, you can boot into Linux and type (as root) | 
|   | 
|    dd if=/dev/zero of=/dev/mmcblk0 bs=1M | 
|   | 
| Connect your board's OTG port to your computer. | 
|   | 
| To create a suitable image and write it to the board: | 
|   | 
|    ./firefly-rk3288/tools/mkimage -n rk3288 -T rkimage -d \ | 
|     ./firefly-rk3288/spl/u-boot-spl-dtb.bin out && \ | 
|    cat out | openssl rc4 -K 7c4e0304550509072d2c7b38170d1711 | rkflashtool l | 
|   | 
| If all goes well you should something like: | 
|   | 
|    U-Boot SPL 2015.07-rc1-00383-ge345740-dirty (Jun 03 2015 - 10:06:49) | 
|    Card did not respond to voltage select! | 
|    spl: mmc init failed with error: -17 | 
|    ### ERROR ### Please RESET the board ### | 
|   | 
| You will need to reset the board before each time you try. Yes, that's all | 
| it does so far. If support for the Rockchip USB protocol or DFU were added | 
| in SPL then we could in principle load U-Boot and boot to a prompt from USB | 
| as several other platforms do. However it does not seem to be possible to | 
| use the existing boot ROM code from SPL. | 
|   | 
|   | 
| Booting from an SD card | 
| ======================= | 
|   | 
| To write an image that boots from an SD card (assumed to be /dev/sdc): | 
|   | 
|    ./firefly-rk3288/tools/mkimage -n rk3288 -T rksd -d \ | 
|     firefly-rk3288/spl/u-boot-spl-dtb.bin out && \ | 
|    sudo dd if=out of=/dev/sdc seek=64 && \ | 
|    sudo dd if=firefly-rk3288/u-boot-dtb.img of=/dev/sdc seek=16384 | 
|   | 
| This puts the Rockchip header and SPL image first and then places the U-Boot | 
| image at block 16384 (i.e. 8MB from the start of the SD card). This | 
| corresponds with this setting in U-Boot: | 
|   | 
|    #define CONFIG_SYS_MMCSD_RAW_MODE_U_BOOT_SECTOR    0x4000 | 
|   | 
| Put this SD (or micro-SD) card into your board and reset it. You should see | 
| something like: | 
|   | 
|    U-Boot 2016.01-rc2-00309-ge5bad3b-dirty (Jan 02 2016 - 23:41:59 -0700) | 
|   | 
|    Model: Radxa Rock 2 Square | 
|    DRAM:  2 GiB | 
|    MMC:   dwmmc@ff0f0000: 0, dwmmc@ff0c0000: 1 | 
|    *** Warning - bad CRC, using default environment | 
|   | 
|    In:    serial | 
|    Out:   vop@ff940000.vidconsole | 
|    Err:   serial | 
|    Net:   Net Initialization Skipped | 
|    No ethernet found. | 
|    Hit any key to stop autoboot:  0 | 
|    => | 
|   | 
| The rockchip bootrom can load and boot an initial spl, then continue to | 
| load a second-level bootloader(ie. U-BOOT) as soon as it returns to bootrom. | 
| Therefore RK3288 has another loading sequence like RK3036. The option of | 
| U-Boot is controlled with this setting in U-Boot: | 
|   | 
|     #define CONFIG_SPL_ROCKCHIP_BACK_TO_BROM | 
|   | 
| You can create the image via the following operations: | 
|   | 
|    ./firefly-rk3288/tools/mkimage -n rk3288 -T rksd -d \ | 
|     firefly-rk3288/spl/u-boot-spl-dtb.bin out && \ | 
|    cat firefly-rk3288/u-boot-dtb.bin >> out && \ | 
|    sudo dd if=out of=/dev/sdc seek=64 | 
|   | 
| If you have an HDMI cable attached you should see a video console. | 
|   | 
| For evb_rk3036 board: | 
|     ./evb-rk3036/tools/mkimage -n rk3036 -T rksd  -d evb-rk3036/spl/u-boot-spl.bin out && \ | 
|     cat evb-rk3036/u-boot-dtb.bin >> out && \ | 
|     sudo dd if=out of=/dev/sdc seek=64 | 
|   | 
| Note: rk3036 SDMMC and debug uart use the same iomux, so if you boot from SD, the | 
|       debug uart must be disabled | 
|   | 
|   | 
| Booting from an SD card on RK3288 with TPL | 
| ========================================== | 
|   | 
| Since the size of SPL can't be exceeded 0x8000 bytes in RK3288, it is not possible add | 
| new SPL features like Falcon mode or etc. | 
|   | 
| So introduce TPL so-that adding new features to SPL is possible because now TPL should | 
| run minimal with code like DDR, clock etc and rest of new features in SPL. | 
|   | 
| As of now TPL is added on Vyasa-RK3288 board. | 
|   | 
| To write an image that boots from an SD card (assumed to be /dev/mmcblk0): | 
|   | 
|    ./tools/mkimage -n rk3288 -T rksd -d ./tpl/u-boot-tpl.bin out && | 
|     cat ./spl/u-boot-spl-dtb.bin >> out && | 
|     sudo dd if=out of=/dev/mmcblk0 seek=64 && | 
|     sudo dd if=u-boot-dtb.img of=/dev/mmcblk0 seek=16384 | 
|   | 
| Booting from an SD card on RK3188 | 
| ================================= | 
|   | 
| For rk3188 boards the general storage onto the card stays the same as | 
| described above, but the image creation needs a bit more care. | 
|   | 
| The bootrom of rk3188 expects to find a small 1kb loader which returns | 
| control to the bootrom, after which it will load the real loader, which | 
| can then be up to 29kb in size and does the regular ddr init.  This is | 
| handled by a single image (built as the SPL stage) that tests whether | 
| it is handled for the first or second time via code executed from the | 
| boot0-hook. | 
|   | 
| Additionally the rk3188 requires everything the bootrom loads to be | 
| rc4-encrypted. Except for the very first stage the bootrom always reads | 
| and decodes 2kb pages, so files should be sized accordingly. | 
|   | 
| # copy tpl, pad to 1020 bytes and append spl | 
| tools/mkimage -n rk3188 -T rksd -d spl/u-boot-spl.bin out | 
|   | 
| # truncate, encode and append u-boot.bin | 
| truncate -s %2048 u-boot.bin | 
| cat u-boot.bin | split -b 512 --filter='openssl rc4 -K 7C4E0304550509072D2C7B38170D1711' >> out | 
|   | 
|   | 
| Using fastboot on rk3288 | 
| ======================== | 
| - Write GPT partition layout to mmc device which fastboot want to use it to | 
| store the image | 
|   | 
|         => gpt write mmc 1 $partitions | 
|   | 
| - Invoke fastboot command to prepare | 
|   | 
|         => fastboot 1 | 
|   | 
| - Start fastboot request on PC | 
|   | 
|         fastboot -i 0x2207 flash loader evb-rk3288/spl/u-boot-spl-dtb.bin | 
|   | 
| You should see something like: | 
|   | 
|         => fastboot 1 | 
|         WARNING: unknown variable: partition-type:loader | 
|         Starting download of 357796 bytes | 
|         .. | 
|         downloading of 357796 bytes finished | 
|         Flashing Raw Image | 
|         ........ wrote 357888 bytes to 'loader' | 
|   | 
| Booting from SPI | 
| ================ | 
|   | 
| To write an image that boots from SPI flash (e.g. for the Haier Chromebook): | 
|   | 
|    ./chromebook_jerry/tools/mkimage -n rk3288 -T rkspi \ | 
|     -d chromebook_jerry/spl/u-boot-spl-dtb.bin spl.bin && \ | 
|    dd if=spl.bin of=spl-out.bin bs=128K conv=sync && \ | 
|    cat spl-out.bin chromebook_jerry/u-boot-dtb.img >out.bin && \ | 
|    dd if=out.bin of=out.bin.pad bs=4M conv=sync | 
|   | 
| This converts the SPL image to the required SPI format by adding the Rockchip | 
| header and skipping every 2KB block. Then the U-Boot image is written at | 
| offset 128KB and the whole image is padded to 4MB which is the SPI flash size. | 
| The position of U-Boot is controlled with this setting in U-Boot: | 
|   | 
|    #define CONFIG_SYS_SPI_U_BOOT_OFFS    (128 << 10) | 
|   | 
| If you have a Dediprog em100pro connected then you can write the image with: | 
|   | 
|       sudo em100 -s -c GD25LQ32 -d out.bin.pad -r | 
|   | 
| When booting you should see something like: | 
|   | 
|    U-Boot SPL 2015.07-rc2-00215-g9a58220-dirty (Jun 23 2015 - 12:11:32) | 
|   | 
|   | 
|    U-Boot 2015.07-rc2-00215-g9a58220-dirty (Jun 23 2015 - 12:11:32 -0600) | 
|   | 
|    Model: Google Jerry | 
|    DRAM:  2 GiB | 
|    MMC: | 
|    Using default environment | 
|   | 
|    In:    serial@ff690000 | 
|    Out:   serial@ff690000 | 
|    Err:   serial@ff690000 | 
|    => | 
|   | 
| Future work | 
| =========== | 
|   | 
| Immediate priorities are: | 
|   | 
| - USB host | 
| - USB device | 
| - Run CPU at full speed (code exists but we only see ~60 DMIPS maximum) | 
| - NAND flash | 
| - Support for other Rockchip parts | 
| - Boot U-Boot proper over USB OTG (at present only SPL works) | 
|   | 
|   | 
| Development Notes | 
| ================= | 
|   | 
| There are plenty of patches in the links below to help with this work. | 
|   | 
| [1] https://github.com/rkchrome/uboot.git | 
| [2] https://github.com/linux-rockchip/u-boot-rockchip.git branch u-boot-rk3288 | 
| [3] https://github.com/linux-rockchip/rkflashtool.git | 
| [4] http://wiki.t-firefly.com/index.php/Firefly-RK3288/Serial_debug/en | 
|   | 
| rkimage | 
| ------- | 
|   | 
| rkimage.c produces an SPL image suitable for sending directly to the boot ROM | 
| over USB OTG. This is a very simple format - just the string RK32 (as 4 bytes) | 
| followed by u-boot-spl-dtb.bin. | 
|   | 
| The boot ROM loads image to 0xff704000 which is in the internal SRAM. The SRAM | 
| starts at 0xff700000 and extends to 0xff718000 where we put the stack. | 
|   | 
| rksd | 
| ---- | 
|   | 
| rksd.c produces an image consisting of 32KB of empty space, a header and | 
| u-boot-spl-dtb.bin. The header is defined by 'struct header0_info' although | 
| most of the fields are unused by U-Boot. We just need to specify the | 
| signature, a flag and the block offset and size of the SPL image. | 
|   | 
| The header occupies a single block but we pad it out to 4 blocks. The header | 
| is encoding using RC4 with the key 7c4e0304550509072d2c7b38170d1711. The SPL | 
| image can be encoded too but we don't do that. | 
|   | 
| The maximum size of u-boot-spl-dtb.bin which the boot ROM will read is 32KB, | 
| or 0x40 blocks. This is a severe and annoying limitation. There may be a way | 
| around this limitation, since there is plenty of SRAM, but at present the | 
| board refuses to boot if this limit is exceeded. | 
|   | 
| The image produced is padded up to a block boundary (512 bytes). It should be | 
| written to the start of an SD card using dd. | 
|   | 
| Since this image is set to load U-Boot from the SD card at block offset, | 
| CONFIG_SYS_MMCSD_RAW_MODE_U_BOOT_SECTOR, dd should be used to write | 
| u-boot-dtb.img to the SD card at that offset. See above for instructions. | 
|   | 
| rkspi | 
| ----- | 
|   | 
| rkspi.c produces an image consisting of a header and u-boot-spl-dtb.bin. The | 
| resulting image is then spread out so that only the first 2KB of each 4KB | 
| sector is used. The header is the same as with rksd and the maximum size is | 
| also 32KB (before spreading). The image should be written to the start of | 
| SPI flash. | 
|   | 
| See above for instructions on how to write a SPI image. | 
|   | 
| rkmux.py | 
| -------- | 
|   | 
| You can use this script to create #defines for SoC register access. See the | 
| script for usage. | 
|   | 
|   | 
| Device tree and driver model | 
| ---------------------------- | 
|   | 
| Where possible driver model is used to provide a structure to the | 
| functionality. Device tree is used for configuration. However these have an | 
| overhead and in SPL with a 32KB size limit some shortcuts have been taken. | 
| In general all Rockchip drivers should use these features, with SPL-specific | 
| modifications where required. | 
|   | 
| GPT partition layout | 
| ---------------------------- | 
|   | 
| Rockchip use a unified GPT partition layout  in open source support. | 
| With this GPT partition layout, uboot can be compatilbe with other components, | 
| like miniloader, trusted-os, arm-trust-firmware. | 
|   | 
| There are some documents about partitions in the links below. | 
| http://rockchip.wikidot.com/partitions | 
|   | 
| -- | 
| Simon Glass <sjg@chromium.org> | 
| 24 June 2015 |