Rockchip RK3399 - 移植uboot 2023.04 & linux 6.3

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------开发板   ：NanoPC-T4开发板eMMC   ：16GBLPDDR3：4GB显示屏   ：15.6 HDMI接口显示屏u-boot    ：2023.04linux      ：6.3----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

在前面我们已经介绍了编译Rockchip官方提供的uboot源码，并下载到开发板中进行测试运行。这一节我们尝试下载最新的uboot版本试试，当前最新版本为2023.04。

一、uboot

1.1 下载源码

u-boot软件包下载网站：https://ftp.denx.de/pub/u-boot/。

DENX相关的网站：http://www.denx.de/re/DPLG.html。

u-boot git仓库：https://gitlab.denx.de/u-boot/u-boot。

我们在ubuntu运行如下命令：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399# wget https://ftp.denx.de/pub/u-boot/u-boot-2023.04.tar.bz2

解压：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399# tar -jxf u-boot-2023.04.tar.bz2

进入到uboot文件夹里，这就是我们需要的uboot的源码了：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399#  cd u-boot-2023.04
root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/u-boot-2023.04# ll
总用量 484
drwxrwxr-x  25 root root  4096 Apr  4 04:38 ./
drwxr-xr-x  14 root root  4096 May 21 15:22 ../
drwxrwxr-x   2 root root  4096 Apr  4 04:38 api/
drwxrwxr-x  14 root root  4096 Apr  4 04:38 arch/
-rw-rw-r--   1 root root 21095 Apr  4 04:38 .azure-pipelines.yml
drwxrwxr-x 177 root root  4096 Apr  4 04:38 board/
drwxrwxr-x   2 root root  4096 Apr  4 04:38 boot/
-rw-rw-r--   1 root root   814 Apr  4 04:38 .checkpatch.conf
drwxrwxr-x  10 root root  4096 Apr  4 04:38 cmd/
drwxrwxr-x   5 root root  4096 Apr  4 04:38 common/
-rw-rw-r--   1 root root  2180 Apr  4 04:38 config.mk
drwxrwxr-x   2 root root 57344 Apr  4 04:38 configs/
drwxrwxr-x   2 root root  4096 Apr  4 04:38 disk/
drwxrwxr-x  20 root root  4096 Apr  4 04:38 doc/
drwxrwxr-x  74 root root  4096 Apr  4 04:38 drivers/
drwxrwxr-x   2 root root  4096 Apr  4 04:38 dts/
drwxrwxr-x   2 root root  4096 Apr  4 04:38 env/
drwxrwxr-x   4 root root  4096 Apr  4 04:38 examples/
drwxrwxr-x  15 root root  4096 Apr  4 04:38 fs/
-rw-rw-r--   1 root root    44 Apr  4 04:38 .get_maintainer.conf
-rw-rw-r--   1 root root   207 Apr  4 04:38 .gitattributes
drwxrwxr-x   2 root root  4096 Apr  4 04:38 .github/
-rw-rw-r--   1 root root  1115 Apr  4 04:38 .gitignore
-rw-rw-r--   1 root root 14133 Apr  4 04:38 .gitlab-ci.yml
drwxrwxr-x  36 root root 20480 Apr  4 04:38 include/
-rw-rw-r--   1 root root   783 Apr  4 04:38 Kbuild
-rw-rw-r--   1 root root 20750 Apr  4 04:38 Kconfig
drwxrwxr-x  24 root root  4096 Apr  4 04:38 lib/
drwxrwxr-x   2 root root  4096 Apr  4 04:38 Licenses/
-rw-rw-r--   1 root root  4022 Apr  4 04:38 .mailmap
-rw-rw-r--   1 root root 42030 Apr  4 04:38 MAINTAINERS
-rw-rw-r--   1 root root 81547 Apr  4 04:38 Makefile
drwxrwxr-x   2 root root  4096 Apr  4 04:38 net/
drwxrwxr-x   5 root root  4096 Apr  4 04:38 post/
-rw-rw-r--   1 root root 94985 Apr  4 04:38 README
-rw-rw-r--   1 root root   491 Apr  4 04:38 .readthedocs.yml
drwxrwxr-x   6 root root  4096 Apr  4 04:38 scripts/
drwxrwxr-x  17 root root  4096 Apr  4 04:38 test/
drwxrwxr-x  15 root root  4096 Apr  4 04:38 tools/

1.2 配置uboot

uboot的编译分为两步：配置、编译。单板的默认配置在configs目录下，这里我们直接选择configs/evb-rk3399_defconfig，这是Rockchip评估板的配置：

CONFIG_ARM=y
CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT=y
CONFIG_COUNTER_FREQUENCY=24000000
CONFIG_ARCH_ROCKCHIP=y
CONFIG_TEXT_BASE=0x00200000
CONFIG_NR_DRAM_BANKS=1
CONFIG_HAS_CUSTOM_SYS_INIT_SP_ADDR=y
CONFIG_CUSTOM_SYS_INIT_SP_ADDR=0x300000
CONFIG_ENV_OFFSET=0x3F8000
CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE="rk3399-evb"
CONFIG_DM_RESET=y
CONFIG_ROCKCHIP_RK3399=y
CONFIG_TARGET_EVB_RK3399=y
CONFIG_SPL_STACK=0x400000
CONFIG_DEBUG_UART_BASE=0xFF1A0000
CONFIG_DEBUG_UART_CLOCK=24000000
CONFIG_SYS_LOAD_ADDR=0x800800
CONFIG_DEBUG_UART=y
CONFIG_DEFAULT_FDT_FILE="rockchip/rk3399-evb.dtb"
CONFIG_DISPLAY_BOARDINFO_LATE=y
CONFIG_SPL_MAX_SIZE=0x2e000
CONFIG_SPL_PAD_TO=0x7f8000
CONFIG_SPL_HAS_BSS_LINKER_SECTION=y
CONFIG_SPL_BSS_START_ADDR=0x400000
CONFIG_SPL_BSS_MAX_SIZE=0x2000
# CONFIG_SPL_RAW_IMAGE_SUPPORT is not set
# CONFIG_SPL_SHARES_INIT_SP_ADDR is not set
CONFIG_SPL_STACK_R=y
CONFIG_SPL_STACK_R_MALLOC_SIMPLE_LEN=0x10000
CONFIG_TPL=y
CONFIG_CMD_BOOTZ=y
CONFIG_CMD_GPT=y
CONFIG_CMD_MMC=y
CONFIG_CMD_USB=y
# CONFIG_CMD_SETEXPR is not set
CONFIG_CMD_TIME=y
CONFIG_SPL_OF_CONTROL=y
CONFIG_OF_SPL_REMOVE_PROPS="pinctrl-0 pinctrl-names clock-names interrupt-parent assigned-clocks assigned-clock-rates assigned-clock-parents"
CONFIG_ENV_IS_IN_MMC=y
CONFIG_SYS_RELOC_GD_ENV_ADDR=y
CONFIG_NET_RANDOM_ETHADDR=y
CONFIG_ROCKCHIP_GPIO=y
CONFIG_SYS_I2C_ROCKCHIP=y
CONFIG_MISC=y
CONFIG_MMC_HS400_SUPPORT=y
CONFIG_MMC_DW=y
CONFIG_MMC_DW_ROCKCHIP=y
CONFIG_MMC_SDHCI=y
CONFIG_MMC_SDHCI_SDMA=y
CONFIG_MMC_SDHCI_ROCKCHIP=y
CONFIG_SF_DEFAULT_SPEED=20000000
CONFIG_ETH_DESIGNWARE=y
CONFIG_GMAC_ROCKCHIP=y
CONFIG_PHY_ROCKCHIP_INNO_USB2=y
CONFIG_PHY_ROCKCHIP_TYPEC=y
CONFIG_PMIC_RK8XX=y
CONFIG_REGULATOR_PWM=y
CONFIG_REGULATOR_RK8XX=y
CONFIG_PWM_ROCKCHIP=y
CONFIG_DM_RNG=y
CONFIG_RNG_ROCKCHIP=y
CONFIG_BAUDRATE=1500000
CONFIG_DEBUG_UART_SHIFT=2
CONFIG_SYS_NS16550_MEM32=y
CONFIG_SYSRESET=y
CONFIG_USB=y
CONFIG_USB_XHCI_HCD=y
CONFIG_USB_XHCI_DWC3=y
CONFIG_USB_EHCI_HCD=y
CONFIG_USB_EHCI_GENERIC=y
CONFIG_USB_DWC3=y
CONFIG_USB_DWC3_GENERIC=y
CONFIG_USB_HOST_ETHER=y
CONFIG_USB_ETHER_ASIX=y
CONFIG_USB_ETHER_ASIX88179=y
CONFIG_USB_ETHER_MCS7830=y
CONFIG_USB_ETHER_RTL8152=y
CONFIG_USB_ETHER_SMSC95XX=y
CONFIG_VIDEO=y
# CONFIG_VIDEO_BPP8 is not set
CONFIG_DISPLAY=y
CONFIG_VIDEO_ROCKCHIP=y
CONFIG_VIDEO_ROCKCHIP_MAX_YRES=1200
CONFIG_DISPLAY_ROCKCHIP_MIPI=y
CONFIG_SPL_TINY_MEMSET=y
CONFIG_ERRNO_STR=y

View Code

因此执行如下命令，生成.config文件：

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/u-boot-2023.04# make evb-rk3399_defconfig V=1

接着我们需要执行make menuconfig做一些配置。

1.2.1 配置串口波特率

uboot中默认的调试串口波特率是1500000，有很多的调试终端不支持1.5M的波特率，我们可以把波特率重新配置下；

Device Drivers  ---> 
      Serial --->     
           (115200) Default baudrate  

注意：波特率数值如果无法删除，按CTRL+回车键尝试。如果配置为1500000，后面测试时串口输出内容一部分正常，偶尔出现乱码，考虑是串口波特率太高不稳定造成的，降低波特率到115200尝试。

这里我更改为了115200，之前烧录Rockchip官方uboot时设置为1500000一点问题都没有，但是uboot官方代码设置为1500000竟然出现乱码，看样uboot官方对RK3399支持并不是很好。

1.2.2 配置eMMC

为什么要去配置eMMC呢？这个是因为我使用默认配置，编译后的uboot下载到开发板出现了无法对eMMC进行读写的问题，并且输出了如下错误：

sdhci_transfer_data: Error detected in status(0x208000)

然后我去比对了当前版本uboot和Rockchip官方(Rockchip RK3399 - TPL/SPL方式加载uboot)提供的uboot单板配置configs/evb-rk3399_defconfig的差异，发现当前版本默认开启了以下配置：

CONFIG_MMC_HS400_SUPPORT=y   # 多出了这个
CONFIG_MMC_DW=y
CONFIG_MMC_DW_ROCKCHIP=y
CONFIG_MMC_SDHCI=y
CONFIG_MMC_SDHCI_SDMA=y  # 多出了这个

那CONFIG_MMC_HS400_SUPPOR、CONFIG_MMC_SDHCI_SDMA是什么呢? 

CONFIG_MMC_HS400_SUPPORT 是一个配置选项，用于支持嵌入式设备中的高速 MMC(Multimedia Card)/SD(Secure Digital)卡，默认情况下未启用。

启用这个选项可以让MMC/SD卡在HS400模式下运行，从而提高读写速度，但是需要确保硬件上支持 HS400 模式，并且芯片厂商提供了对应的驱动程序。如果硬件不支持或驱动程序不可用，则启用此选项将会导致系统无法正常启动。

既然我们已经明白了该配置项的作用，那我们就要看一下我们的eMMC芯片是否支持HS400模式，这里用的开发板板载的eMMC型号为：KLMAG2WEMB-B031，找到芯片的datasheet有关HS400 mode的信息，具体定位到EXT_CSD第196个字节DEVICE_TYPE，其值为0x57；可以看到eMMC工作在HS400模式时，电压要求为1.8V。

配置项CONFIG_MMC_SDHCI_SDMA用于启用SD/SDIO/MMC 主机控制器使用 DMA 方式进行数据传输。

这里我们暂且将CONFIG_MMC_HS400_SUPPORT，CONFIG_MMC_SDHCI_SDMA配置关掉：

Device Drivers  ---> 
      MMC Host controller Support  --->
            [ ] MMC debugging
            [ ] enable HS400 support  
            [ ] Support IO voltage configuration
            [ ] Support SDHCI SDMA     

如果想查看eMMC读写命令信息，可以打开MMC debuging。

1.2.3 配置FIT

Boot options  --->    
     Boot images  --->
         [*] Use a script to generate the .its script                                                 
        (arch/arm/mach-rockchip/make_fit_atf.py) .its file generator script for U-Boot FIT image

我们之前介绍过在生成u-boot.itb文件时，需要执行如下命令：

tools/mkimage -f u-boot.its u-boot.itb

mkimage将its文件以及对应的image data file，打包成一个itb文件，也就是uboot可以识别的image file(FIT-uImage)。

因为mkimage是根据its文件中的描述来打包镜像生成itb文件(FIT-uImage)，所以首先需要制作一个its文件，在its文件中描述需要被打包的镜像，主要是bl31.bin，dtb文件，u-boot-nodtb.bin。

这里我们需要使用到arch/arm/mach-rockchip/make_fit_atf.py文件，这个是从Rockchip官网uboot下拷贝过来的，内容如下，这是一个python脚本，主要就是生成一个u-boot.its文件：

#!/usr/bin/env python2
"""
A script to generate FIT image source for rockchip boards
with ARM Trusted Firmware
and multiple device trees (given on the command line)

usage: $0  [ [;

        images {
                uboot {
                        description = "U-Boot (64-bit)";
                        data = /incbin/("u-boot-nodtb.bin");
                        type = "standalone";
                        os = "U-Boot";
                        arch = "arm64";
                        compression = "none";
                        load = <0x%08x>;
                        hash {
                                algo = "sha256";
                        };
                };
"""

DT_IMAGES_NODE_END="""
        };
"""

DT_END="""
};
"""

def append_atf_node(file, atf_index, phy_addr):
    """
    Append ATF DT node to input FIT dts file.
    """
    data = 'bl31_0x%08x.bin' % phy_addr
    print >> file, '\t\tatf@%d {
     ' % atf_index
    print >> file, '\t\t\tdescription = \"ARM Trusted Firmware\";'
    print >> file, '\t\t\tdata = /incbin/("%s");' % data
    print >> file, '\t\t\ttype = "firmware";'
    print >> file, '\t\t\tarch = "arm64";'
    print >> file, '\t\t\tos = "arm-trusted-firmware";'
    print >> file, '\t\t\tcompression = "none";'
    print >> file, '\t\t\tload = <0x%08x>;' % phy_addr
    if atf_index == 1:
        print >> file, '\t\t\tentry = <0x%08x>;' % phy_addr
    print >> file, '\t\t\thash {
     '
    print >> file, '\t\t\t\talgo = "sha256";'
    print >> file, '\t\t\t};'
    print >> file, '\t\t};'
    print >> file, ''

def append_fdt_node(file, dtbs):
    """
    Append FDT nodes.
    """
    cnt = 1
    for dtb in dtbs:
        dtname = os.path.basename(dtb)
        print >> file, '\t\tfdt {
     '
        print >> file, '\t\t\tdescription = "U-Boot device tree blob";'
        print >> file, '\t\t\tdata = /incbin/("u-boot.dtb");'
        print >> file, '\t\t\ttype = "flat_dt";'
        print >> file, '\t\t\tarch = "arm64";'
        print >> file, '\t\t\tcompression = "none";'
        print >> file, '\t\t\thash {
     '
        print >> file, '\t\t\t\talgo = "sha256";'
        print >> file, '\t\t\t};'
        print >> file, '\t\t};'
        print >> file, ''
        cnt = cnt + 1

def append_conf_section(file, cnt, dtname, atf_cnt):
    print >> file, '\t\tconfig {
     '
    print >> file, '\t\t\tdescription = "Rockchip armv8 with ATF";'
    print >> file, '\t\t\trollback-index = <0x0>;'
    print >> file, '\t\t\tfirmware = "atf@1";'
    print >> file, '\t\t\tloadables = "uboot",',
    for i in range(1, atf_cnt):
        print >> file, '"atf@%d"' % (i+1),
        if i != (atf_cnt - 1):
            print >> file, ',',
        else:
            print >> file, ';'
    print >> file, '\t\t\tfdt = "fdt";'
    print >> file, '\t\t\tsignature {
     '
    print >> file, '\t\t\t\talgo = "sha256,rsa2048";'
    print >> file, '\t\t\t\tpadding = "pss";'
    print >> file, '\t\t\t\tkey-name-hint = "dev";'
    print >> file, '\t\t\t\tsign-images = "fdt", "firmware", "loadables";'
    print >> file, '\t\t\t};'
    print >> file, '\t\t};'
    print >> file, ''

def append_conf_node(file, dtbs, atf_cnt):
    """
    Append configeration nodes.
    """
    cnt = 1
    print >> file, '\tconfigurations {
     '
    print >> file, '\t\tdefault = "config";'
    for dtb in dtbs:
        dtname = os.path.basename(dtb)
        append_conf_section(file, cnt, dtname, atf_cnt)
        cnt = cnt + 1
    print >> file, '\t};'
    print >> file, ''

def generate_atf_fit_dts(fit_file_name, bl31_file_name, uboot_file_name, dtbs_file_name):
    """
    Generate FIT script for ATF image.
    """
    if fit_file_name != sys.stdout:
        fit_file = open(fit_file_name, "wb")
    else:
        fit_file = sys.stdout

    num_load_seg = 0
    p_paddr = 0xFFFFFFFF
    with open(uboot_file_name) as uboot_file:
        uboot = ELFFile(uboot_file)
        for i in range(uboot.num_segments()):
            seg = uboot.get_segment(i)
            if ('PT_LOAD' == seg.__getitem__(ELF_SEG_P_TYPE)):
                p_paddr = seg.__getitem__(ELF_SEG_P_PADDR)
                num_load_seg = num_load_seg + 1

    assert (p_paddr != 0xFFFFFFFF and num_load_seg ==