1c176d038d471b215ccb2d507507823de65defea
[oweals/u-boot_mod.git] / README.md
1 U-Boot 1.1.4 modification for routers
2 ==========
3
4 Ready snapshot/test images
5 --------------------------
6 Starting from 24.09.2016, ready images, built on **Raspberry Pi 3** with **LEDE** toolchain, are available **[on my server](http://projects.dymacz.pl)**.
7
8 Images are built and uploaded on FTP only when master branch in repository was updated - custom script checks this once per day. On the FTP you will find also toolchain which is used to build images.
9
10 Table of contents
11 -----------------
12
13 [README w jÄ™zyku polskim/README in Polish language](https://github.com/pepe2k/u-boot_mod/blob/master/READMEPL.md)
14
15 - [Introduction](#introduction)
16 - [Supported devices](#supported-devices)
17 - [Known issues](#known-issues)
18 - [Modifications, changes](#modifications-changes)
19         - [Web server](#web-server)
20         - [Network Console](#network-console)
21         - [Writable environment variables](#writable-environment-variables)
22         - [Other](#other)
23         - [Supported FLASH chips](#supported-flash-chips)
24 - [How to install it?](#how-to-install-it)
25         - [Cautions, backups](#cautions-backups)
26         - [Using external programmer](#using-external-programmer)
27         - [Using UART, U-Boot console and TFTP server](#using-uart-u-boot-console-and-tftp-server)
28                 - [Important notice!](#important-notice)
29                 - [Step by step instructions](#step-by-step-instructions)
30         - [Using OpenWrt](#using-openwrt)
31         - [Using DD-WRT](#using-dd-wrt)
32 - [How to use it?](#how-to-use-it)
33 - [How to compile the code?](#how-to-compile-the-code)
34     - [Building on Linux](#building-on-linux)
35     - [Building on OS X](#building-on-macos-os-x)
36 - [FAQ](#faq)
37 - [License, outdated sources etc.](#license-outdated-sources-etc)
38 - [Credits](#credits)
39
40 Introduction
41 ------------
42
43 In short, this project is a deep modification of **U-Boot 1.1.4** sources, mostly from **TP-Link**, but some code fragments were taken also from **D-Link**, **Netgear**, **ZyXEL** and **Belkin**. All these companies are using SDK from Qualcomm/Atheros which includes modified version of **U-Boot 1.1.4**.
44
45 You can download original sources from the following pages:
46
47 - [TP-Link GPL Code Center](http://www.tp-link.com/en/support/gpl/ "TP-Link GPL Code Center")
48 - [D-Link GPL Source Code Support](http://tsd.dlink.com.tw/GPL.asp "D-Link GPL Source Code Support")
49 - [NETGEAR Open Source Code for Programmers (GPL)](http://kb.netgear.com/app/answers/detail/a_id/2649/~/netgear-open-source-code-for-programmers-%28gpl%29 "NETGEAR Open Source Code for Programmers (GPL)")
50 - [ZyXEL GPL-OSS](http://www.zyxel.com/us/en/form/gpl_oss_form.shtml "ZyXEL GPL-OSS")
51 - [Belkin Open Source Code Center](http://www.belkin.com/us/support-article?articleNum=51238 "Belkin Open Source Code Center")
52
53 The concept for this project came from another U-Boot modification, dedicated to a small and very popular TP-Link router - model **TL-WR703N**, which includes web fail safe mode: **[wr703n-uboot-with-web-failsafe](http://code.google.com/p/wr703n-uboot-with-web-failsafe/)**. I was using it and decided to make my own version, which could have some improvements, additional capabilities, support for different models and work with all modern web browsers.
54
55 First version of this modification was introduced on **OpenWrt** forum in [this thread](https://forum.openwrt.org/viewtopic.php?id=43237), at the end of March 2013 and was dedicated only for TP-Link routers with **Atheros AR9331** SoC. Now, it supports also models from different manufacturers, devices with **Atheros AR934x**, **Qualcomm Atheros QCA953x**, **Qualcomm Atheros QCA955x** and other (in the near future **Qualcomm Atheros QCA956x** and **MediaTek MT762x**) are under development.
56
57 You can find some information about previous versions of this project also on my [blog](http://www.tech-blog.pl), in [this article](http://www.tech-blog.pl/2013/03/29/zmodyfikowany-u-boot-dla-routerow-tp-link-z-atheros-ar9331-z-trybem-aktualizacji-oprogramowania-przez-www-i-konsola-sieciowa-netconsole/). It is in Polish, but [Google Translator](http://translate.google.com/translate?hl=pl&sl=pl&tl=en&u=http%3A%2F%2Fwww.tech-blog.pl%2F2013%2F03%2F29%2Fzmodyfikowany-u-boot-dla-routerow-tp-link-z-atheros-ar9331-z-trybem-aktualizacji-oprogramowania-przez-www-i-konsola-sieciowa-netconsole%2F&sandbox=1) will help you to understand it.
58
59 If you like this project, you may [buy me a beer](https://www.paypal.com/cgi-bin/webscr?cmd=_donations&business=FN3XW36YHSY2S&lc=US&item_name=For%20a%20great%20job%21&currency_code=USD&bn=PP%2dDonationsBF%3abtn_donate_LG%2egif%3aNonHosted)!
60
61 Supported devices
62 -----------------
63
64 Currently supported devices:
65
66 - **Atheros AR9331**:
67   - 8devices Carambola 2 (for version with development board, [photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/8devices_Carambola_2/))
68   - ALFA NETWORK Hornet-UB/Hornet-UB-64 (aka Hornet-UB x2)
69   - TP-Link TL-MR3020 v1 ([photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/TPLINK_TL-MR3020/))
70   - TP-Link TL-MR3040 v1 and v2
71   - TP-Link TL-WR703N v1, ([photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/TPLINK_TL-WR703N/))
72   - TP-Link TL-WR720N v3 (version for Chinese market)
73   - TP-Link TL-WR710N v1 (version for European market, [photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/TP-Link_TL-WR710N-EU/))
74   - TP-Link TL-MR10U v1 ([photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/TP-Link_TL-MR10U/))
75   - TP-Link TL-MR13U v1
76   - TP-Link TL-WR740N v4 (and similar, like TL-WR741ND v4)
77   - TP-Link TL-MR3220 v2
78   - GS-Oolite/Elink EL-M150 module with dev board ([photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/Elink_EL-M150_Development-Board/))
79   - Dragino 2 (MS14)
80   - Village Telco Mesh Potato 2 (based on Dragino MS14)
81   - GL.iNet 64xxA ([photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/GLiNet/))
82   - Black Swift
83
84 - **Atheros AR1311 (similar to AR9331)**
85   - D-Link DIR-505 H/W ver. A1 ([photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/D-Link_DIR-505/))
86
87 - **Atheros AR9341**:
88   - TP-Link TL-MR3420 v2
89   - TP-Link TL-WR841N/D v8
90   - TP-Link TL-WA830RE v2
91   - TP-Link TL-WA801ND v2
92   - YunCore CPE870
93
94 - **Atheros AR9344**:
95   - TP-Link TL-WDR3600 v1
96   - TP-Link TL-WDR43x0 v1
97   - TP-Link TL-WDR3500 v1
98
99 - **Qualcomm Atheros QCA953x**:
100   - TP-Link TL-WR841N/D v9, v10, v11
101   - TP-Link TL-WR820N (version for Chinese market)
102   - TP-Link TL-WR802N
103   - Wallys DR531
104   - Zbtlink ZBT-WE1526
105   - Comfast CF-E314N
106   - Comfast CF-E320N v2
107   - Comfast CF-E520N/CF-E530N
108   - YunCore AP90Q
109   - YunCore CPE830
110
111 I tested this modification on most of these devices, with OpenWrt and OFW firmware. If you are not sure about the version of your device, please contact with me **before** you try to make an upgrade. Changing bootloader to a wrong version will probably damage your router and you will need special hardware to fix it, so please, **be very careful**.
112
113 More information about supported devices:
114
115 | Model | SoC | FLASH | RAM | U-Boot image | U-Boot env |
116 |:--- | :--- | ---: | ---: | ---: | ---: |
117 | [8devices Carambola 2](http://8devices.com/carambola-2) | AR9331 | 16 MiB | 64 MiB DDR2 | 256 KiB | 64 KiB, R/W |
118 | [ALFA NETWORK Hornet-UB](https://wiki.openwrt.org/toh/alfa.network/hornet-ub) | AR9331 | 8/16 MiB | 32/64 MiB DDR1 | 256 KiB | R/W |
119 | [TP-Link TL-MR3020 v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-mr3020) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
120 | [TP-Link TL-MR3040 v1/2](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-mr3040) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
121 | [TP-Link TL-WR703N](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wr703n) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
122 | [TP-Link TL-WR720N v3](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wr720n) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
123 | [TP-Link TL-WR710N v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wr710n) | AR9331 | 8 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
124 | [TP-Link TL-MR10U v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-mr10u) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
125 | [TP-Link TL-MR13U v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-mr13u) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
126 | [TP-Link TL-WR740N v4](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wr740n) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
127 | [TP-Link TL-MR3220 v2](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-mr3420) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
128 | GS-Oolite/Elink EL-M150 module | AR9331 | 4/8/16 MiB | 64 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
129 | [Dragino 2 (MS14)](http://wiki.openwrt.org/toh/dragino/ms14) | AR9331 | 16 MiB | 64 MiB DDR1 | 192 KiB | R/W |
130 | Village Telco Mesh Potato 2 | AR9331 | 16 MiB | 64 MiB DDR1 | 192 KiB | R/W |
131 | [GL.iNet](http://wiki.openwrt.org/toh/gl-inet/gl-inet) | AR9331 | 8/16 MiB | 64 MiB DDR1 | 64 KiB | RO |
132 | [Black Swift](http://www.black-swift.com) | AR9331 | 16 MiB | 64 MiB DDR2 | 128 KiB, LZMA | R/W |
133 | [TP-Link TL-MR3420 v2](http://wikidevi.com/wiki/TP-LINK_TL-MR3420_v2) | AR9341 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
134 | [TP-Link TL-WR841N/D v8](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wr841nd) | AR9341 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
135 | [TP-Link TL-WA830RE v2](http://wikidevi.com/wiki/TP-LINK_TL-WA830RE_v2) | AR9341 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
136 | [TP-Link TL-WA801ND v2](http://wikidevi.com/wiki/TP-LINK_TL-WA801ND_v2) | AR9341 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
137 | [TP-Link TL-WDR3600 v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wdr3600) | AR9344 | 8 MiB | 128 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
138 | [TP-Link TL-WDR43x0 v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wdr4300) | AR9344 | 8 MiB | 128 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
139 | [TP-Link TL-WDR3500 v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wdr3500) | AR9344 | 8 MiB | 128 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
140 | [D-Link DIR-505 H/W ver. A1](http://wiki.openwrt.org/toh/d-link/dir-505) | AR1311 | 8 MiB | 64 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
141 | [TP-Link TL-WR841N/D v9/10/11](https://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wr841nd) | QCA9533 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
142 | [TP-Link TL-WR820N](https://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wr820n) | QCA9531 | 4 MiB | 64 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
143 | [TP-Link TL-WR802N](https://wikidevi.com/wiki/TP-LINK_TL-WR802N_v1.0) | QCA9533 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
144 | Wallys DR531 | QCA9531 | 8 MiB | 64 MiB DDR2 | 192 KiB | R/W |
145 | Zbtlink ZBT-WE1526 | QCA9531 | 16 MiB | 128 MiB DDR2 | 256 KiB | R/W |
146 | Comfast CF-E314N | QCA9531 | 16 MiB | 64 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
147 | Comfast CF-E320N v2 | QCA9531 | 16 MiB | 64 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
148 | Comfast CF-E520N/CF-E530N | QCA9531 | 8 MiB | 32 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
149 | YunCore AP90Q | QCA9531 | 16 MiB | 128 MiB DDR2 | 256 KiB | R/W |
150 | YunCore CPE830 | QCA9531 | 16 MiB | 64 MiB DDR2 | 256 KiB | R/W |
151 | YunCore CPE870 | AR9341 | 8 MiB | 64 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | R/W |
152
153 *(LZMA) - U-Boot binary image is compressed with LZMA.*  
154 *(R/W) - environment exists in separate FLASH block which allows you to save it and keep after power down.*
155 *(RO) - environment is read only, you can change and add new variables only during runtime.*
156
157 Known issues
158 ------------
159
160 Current release is not loading kernel from some versions of TP-Link's official firmware. If you want to use the so-called OFW in any of supported TP-Link's router, do not use this modification. I am working on a solution for this issue.
161
162 Modifications, changes
163 ----------------------
164
165 ### Web server
166
167 The most important change is an inclusion of a web server, based on **[uIP 0.9 TCP/IP stack](https://github.com/adamdunkels/uip/tags)**. It allows to upgrade **firmware**, **U-Boot** and **ART** (Atheros Radio Test) images, directly from your web browser, without need to access serial console and running a TFTP server. You can find similar firmware recovery mode, also based on uIP 0.9 TCP/IP stack, in **D-Link** routers.
168
169 Web server contains 7 pages:
170
171 1. index.html (allows to upgrade firmware image, screenshot below)
172 2. uboot.html (allows to upgrade U-Boot image)
173 3. art.html (allows to upgrade ART image)
174 4. flashing.html
175 5. 404.html
176 6. fail.html
177 7. style.css
178
179 ![](http://www.tech-blog.pl/wordpress/wp-content/uploads/2015/11/uboot_mod_firmware_upgrade.jpg)
180
181 ![](http://www.tech-blog.pl/wordpress/wp-content/uploads/2015/11/uboot_mod_firmware_upgrade_progress.jpg)
182
183 ![](http://www.tech-blog.pl/wordpress/wp-content/uploads/2015/11/uboot_mod_uboot_upgrade.jpg)
184
185
186 ### Network Console
187
188 Second, very useful modification is a network console (it is a part of original U-Boot sources, but none of the manufacturers included it). It allows you to communicate with U-Boot console over the Ethernet, using UDP protocol (default UDP port: 6666, router IP: 192.168.1.1).
189
190 ![](http://www.tech-blog.pl/wordpress/wp-content/uploads/2013/04/u-boot_mod_for_tp-link_with_ar9331_netconsole.jpg)
191
192 You could also use netcat instead of Hercules utility on Mac/Linux:
193 ```
194 # nc -u -p 6666 192.168.1.1 6666
195 ```
196
197 ### Writable environment variables
198
199 U-Boot uses special "**environment variables**" which are used for storing values of many different settings, like IP addresses of device and remote server for TFTP transaction, serial console baud rate, boot command, etc. Environment is usually stored in separate FLASH sector or its part, so all changes can be saved permanently.
200
201 None of the popular manufacturers provides this feature and use so called "**read-only environment**" (embedded in U-Boot image), which means that all changes made during a runtime will be lost after device restart and there is no way to store them in FLASH.
202
203 This modification uses writable environment variables in almost all supported devices, so you can do for example:
204
205 ```
206 uboot> setenv ipaddr 192.168.1.100
207 uboot> saveenv
208 Saving environment to FLASH...
209
210 Erase FLASH from 0x9F010000 to 0x9F01FFFF in bank #1
211 Erasing: #
212
213 Erased sectors: 1
214
215 Writing at address: 0x9F010000
216
217 uboot> reset
218 ```
219
220 Which will change device IP address and save updated environment variables in FLASH. From next power up, the device will use new value for its IP address.
221
222 Using command **run** and writable environment variables you are able to write custom, small scripts like below example, used for firmware upgrade using TFTP method:
223
224 ```
225 uboot> printenv
226 [...]
227 firmware_addr=0x9F020000
228 firmware_name=firmware.bin
229 firmware_upg=if ping $serverip; then tftp $loadaddr $firmware_name && erase $firmware_addr +$filesize && cp.b $loadaddr $firmware_addr $filesize && echo OK!; else echo ERROR! Server not reachable!; fi
230 [...]
231
232 uboot> run firmware_upg
233 Ethernet mode (duplex/speed): 1/100 Mbps
234 Using eth0 device
235
236 Ping OK, host 192.168.1.2 is alive!
237
238
239 TFTP from IP: 192.168.1.2
240       Our IP: 192.168.1.1
241     Filename: 'firmware.bin'
242 Load address: 0x80800000
243        Using: eth0
244
245      Loading: ########################################
246               ########################################
247               ########################################
248               ########################################
249               ########################################
250               ########################################
251               ########################################
252               ########################################
253               ########################################
254               ########################################
255               ########################################
256               ########################################
257               ########################################
258               ########################################
259               ########################################
260               ########################################
261               ########################################
262               ########################################
263               ########################################
264               #########
265
266 TFTP transfer complete!
267
268 Bytes transferred: 3932160 (0x3c0000)
269 Erase FLASH from 0x9F020000 to 0x9F3DFFFF in bank #1
270 Erasing: #######################################
271          #####################
272
273 Erased sectors: 60
274
275 Copying to FLASH...
276 Writing at address: 0x9F020000
277
278 Done!
279
280 OK!
281 uboot>
282 ```
283
284 ### Other
285
286 Moreover:
287
288 - Faster boot up
289 - Unnecessary information from boot up sequence were removed
290 - FLASH chip is automatically recognized (using JEDEC ID)
291 - Ethernet MAC is set from FLASH (no more "No valid address in FLASH. Using fixed address")
292 - Automatic kernel booting can be interrupted using any key
293 - Better UART serial console driver with support for different baud rates
294 - Press and hold reset button to run:
295   - Web server (min. 3 seconds)
296   - U-Boot serial console (min. 5 seconds)
297   - U-Boot network console (min. 7 seconds)
298 - Additional commands (in comparison to the default version; availability depends on router model):
299   -  defenv
300   -  httpd
301   -  itest
302   -  loadb
303   -  loady
304   -  printmac
305   -  setmac
306   -  printmodel
307   -  printpin
308   -  startnc
309   -  startsc
310   -  ping
311   -  dhcp
312   -  sntp
313   -  iminfo
314 - Overclocking and underclocking possibilities (for now, only routers with AR9331)
315
316 ### Supported FLASH chips
317
318 FLASH type detection may be very useful for people who has exchanged the FLASH chip in their routers. You will not need to recompile U-Boot sources, to have access to overall FLASH space in U-Boot console.
319
320 If you use FLASH type which is not listed below, this version of U-Boot will try to get information about the chip using **Serial Flash Discoverable Parameter** (**SFDP**, more information: https://www.jedec.org/standards-documents/docs/jesd216b) standard. If your chip does not support SFDP, it will use default size for your router and, in most supported models, updating the ART image will not be available.
321
322 Currently supported FLASH types:
323
324 **4 MiB**:
325
326 - Spansion S25FL032P (4 MiB, JEDEC ID: 01 0215)*
327 - Atmel AT25DF321 (4 MiB, JEDEC ID: 1F 4700)
328 - EON EN25Q32 (4 MiB, JEDEC ID: 1C 3016)*
329 - EON EN25F32 (4 MiB, JEDEC ID: 1C 3116)*
330 - Micron M25P32 (4 MiB, JEDEC ID: 20 2016)
331 - Windbond W25Q32 (4 MiB, JEDEC ID: EF 4016)
332 - Macronix MX25L320 (4 MiB, JEDEC ID: C2 2016)
333
334 **8 MiB**:
335
336 - Spansion S25FL064P (8 MiB, JEDEC ID: 01 0216)
337 - Atmel AT25DF641 (8 MiB, JEDEC ID: 1F 4800)
338 - EON EN25Q64 (8 MiB, JEDEC ID: 1C 3017)*
339 - Micron M25P64 (8 MiB, JEDEC ID: 20 2017)
340 - Windbond W25Q64 (8 MiB, JEDEC ID: EF 4017)*
341 - Macronix MX25L64 (8 MiB, JEDEC ID: C2 2017, C2 2617)
342
343 **16 MiB**:
344
345 - Winbond W25Q128 (16 MB, JEDEC ID: EF 4018)*
346 - Winbond W25Q128FW (16 MB, JEDEC ID: EF 6018, 1,8 V)*
347 - Macronix MX25L128 (16 MB, JEDEC ID: C2 2018, C2 2618)
348 - Spansion S25FL127S (16 MB, JEDEC ID: 01 2018)*
349 - Micron N25Q128 (16 MB, JEDEC ID: 20 BA18)
350
351 (*) tested
352
353 If you want to use other type, please contact with me or make changes in the code, test them and send a pull request or a patch.
354
355 How to install it?
356 ------------------
357
358 ### Cautions, backups
359
360 **You do so at your own risk!**   
361 **If you make any mistake or something goes wrong during upgrade, in worst case, your router will not boot again!**
362
363 It is a good practice to backup your original U-Boot image/partition (especially for TP-Link devices) **before** you make any changes. For example, using OpenWrt (TP-Link TL-WR703N with 16 MiB FLASH):
364
365 ```
366 cat /proc/mtd
367 ```
368
369 This command will show you all **MTD** (Memory Technology Device) partitions:
370
371 ```
372 dev:    size   erasesize  name
373 mtd0: 00020000 00010000 "u-boot"
374 mtd1: 000eeb70 00010000 "kernel"
375 mtd2: 00ee1490 00010000 "rootfs"
376 mtd3: 00c60000 00010000 "rootfs_data"
377 mtd4: 00010000 00010000 "art"
378 mtd5: 00fd0000 00010000 "firmware"
379 ```
380
381 As you can see, `u-boot` partition size is **0x20000** (128 KiB) and my image for this model has smaller size: **0x1EC00** (123 KiB) - it is a very important difference! You should remember about this if you want to use `mtd` utility or serial console and U-Boot command line, to change the bootloader.
382
383 To backup `u-boot` partition in RAM, run:
384
385 ```
386 cat /dev/mtd0 > /tmp/uboot_backup.bin
387 ```
388
389 And then connect to your router using `SCP protocol` and download from `/tmp` the `uboot_backup.bin` file.
390
391 ### Using external programmer
392
393 If you have an external FLASH programmer (all supported devices have **SPI NOR FLASH** chips), you probably know how to use it. Download package with prebuilt images or compile the code, choose right file for your device and put it on FLASH at the beginning (offset `0x00000`). Remember to first erase block(s) - with high probability, if you use some kind of automatic mode, the programmer will do it for you.
394
395 All prebuilt images are padded with 0xFF and since change "**![Extend maximum U-Boot image size up to 123 KB](https://github.com/pepe2k/u-boot_mod/commit/7829f50c0e92024fde613cb01e65cbdeae1f126b)**", in most supported devices, **their size is no longer a multiple of 64 KiB block**. For example, **TP-Link** uses only first **64 KiB** block to store compressed U-Boot image (in most of their modern devices). In the second 64 KiB block they store additional information like MAC address, model number and WPS pin number. This modification will use both sectors for U-Boot image and also other data, including small block for writable environment variables.
396
397 Below image with beginning part of FLASH memory map for TP-Link TL-MR3020 shows differences between stock version and this modification.
398
399 ![](http://www.tech-blog.pl/wordpress/wp-content/uploads/2016/03/mr3020_u-boot-modification_flash-map_comparison.png)
400
401 On the other hand, U-Boot image in **Carambola 2** from **8devices** may have up to **256 KiB** (4x 64 KiB block), they use uncompressed version and environment stored in FLASH. Immediately after the Carambola 2 U-Boot partition is an area which contains U-Boot environment variables (1x 64 KiB block), called `u-boot-env`:
402
403 ```
404 dev:    size   erasesize  name
405 mtd0: 00040000 00010000 "u-boot"
406 mtd1: 00010000 00010000 "u-boot-env"
407 mtd2: 00f90000 00010000 "firmware"
408 mtd3: 00e80000 00010000 "rootfs"
409 mtd4: 00cc0000 00010000 "rootfs_data"
410 mtd5: 00010000 00010000 "nvram"
411 mtd6: 00010000 00010000 "art"
412 ```
413
414 ### Using UART, U-Boot console and TFTP server
415
416 **WARNING! This method is highly not recommended!**
417
418 It is probably the most common method to change firmware in case of any problems. Main disadvantage of this approach is the need to connect with device using a serial port (this does not apply to Carambola 2 with development board, which already has a built-in USB-UART adapter, based on FTDI FT232RQ).
419
420 #### Important notice!
421
422 All these devices have an UART interface integrated inside the SoC, which operates at TTL 3.3 V (in fact, GPIO pins can work at this voltage, but their real range is < 3 V)!
423
424 Please, **do not** connect any RS232 +/- 12 V cable or any adapter without logic level converter, because it may damage your device. It would be the best if you use any USB to UART adapter with integrated 3.3 V logic level converter. And please, remember that **you should connect only RX, TX and GND signals**. **DO NOT** connect together 3.3 V signals from router and from adapter if you do not know what are you doing, because you may burn out your adapter and/or router! Connect the adapter using USB port in your PC and router with original power supply.
425
426 For a long time I have been using without any problems a small and very cheap (about 1-2 USD) **CP2102** based adapter. Go to [Serial Console article in OpenWrt Wiki](http://wiki.openwrt.org/doc/hardware/port.serial) for more, detailed information.
427
428 #### Step by step instructions
429
430 1. Install and configure any **TFTP server** on your PC (on Windows, you can use [TFTP32](http://tftpd32.jounin.net)).
431
432 2. Set a fixed IP address on your PC (in this tutorial we will use **192.168.1.2** for the PC and **192.168.1.1** for the router) and connect it to the router, using RJ45 network cable (in most case you will need to use one of the available LAN ports, but WAN port should also work).
433
434 3. Connect USB to UART adapter to the router and start any application to communicate with it, like [PuTTY](http://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/download.html).   
435 Configure adapter to use the following settings:
436   * Baud rate: 115200
437   * Data bits: 8
438   * Parity control: none
439   * Stop bits: 1
440   * Handshaking: none
441 4. Power on the router, wait for a line like one of the following and interrupt the process of loading a kernel:
442
443   `Autobooting in 1 seconds` (for most **TP-Link** routers, you should enter `tpl` at this point)   
444   `Hit ESC key to stop autoboot:  1` (for **8devices Carambola 2**, use `ESC` key)   
445   `Hit any key to stop autoboot:  1` (for **D-Link DIR-505**, use any key)
446
447 5. Set `ipaddr` and `serverip` environment variables:
448
449   ```
450   hornet> setenv ipaddr 192.168.1.1
451   hornet> setenv serverip 192.168.1.2
452   ```
453 6. Check the changes:
454
455   ```
456   hornet> printenv ipaddr
457   ipaddr=192.168.1.1
458   hornet> printenv serverip
459   serverip=192.168.1.2
460   ```
461
462 7. Due to differences in FLASH memory map and sizes of original and modified version of U-Boot, you must first make a backup of the partition with original version in RAM. **If you skip this step or make a mistake, your device will be probably broken!**
463
464   This step is different between supported models, so you should pay attention to the size of image with modified version of U-Boot, **round it to the nearest multiple of 64 KiB** and use this value in all next steps.
465
466   For example, if image of the modified version is **123 KiB** (**0x1EC00**) you must first make a backup of **128 KiB** (**0x20000**) in RAM, at the same address where you are going to download the image:
467
468   ```
469   hornet> cp.b 0x9F000000 0x80800000 0x20000
470   ```
471
472   Using the same offset address in RAM for backup and new image will end up with combination of both images and preserve additional data like MAC address, model number and PIN.
473
474 8. Download and store in RAM proper image for your router, using `tftpboot` command in U-Boot console (in this example, for **TP-Link TL-MR3020**):
475
476   ```
477   hornet> tftpboot 0x80800000 uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin
478   eth1 link down
479   Using eth0 device
480   TFTP from server 192.168.1.2; our IP address is 192.168.1.1
481   Filename 'uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin'.
482   Load address: 0x80800000
483   Loading: #########################
484   done
485   Bytes transferred = 125952 (1ec00 hex)
486
487   hornet>
488   ```
489
490 9. Next step is very risky! You are going to delete existing U-Boot image from FLASH in your device and copy from RAM the new one. If something goes wrong (for example, a power failure), your router, without bootloader, will not boot again!
491
492   You should also note the size of image and use value from step 7. In all cases, the start address of FLASH is **0x9F000000** and for RAM: **0x80000000** (as you may noticed, I did not use start address of RAM to store image and you should follow this approach).
493
494   Please, do not make any mistake with offsets and sizes during next steps!
495
496 10. Erase appropriate FLASH space for new U-Boot image (this command will remove default U-Boot image!):
497
498   ```
499   hornet> erase 0x9F000000 +0x20000
500
501   First 0x0 last 0x1 sector size 0x10000
502   Erased 2 sectors
503   hornet>
504   ```
505
506 11. Now your router does not have U-Boot, so do not wait and copy to FLASH the new one, stored earlier in RAM:
507
508   ```
509   hornet> cp.b 0x80800000 0x9F000000 0x20000
510
511   Copy to Flash... write addr: 9f000000
512   done
513   ```
514
515 12. If you want, you can check content of the newly written FLASH and compare it to the image on your PC (or better also do such a "legit memory content" comparison prior to writing!), using `md` command in U-Boot console, which prints indicated memory area (press only ENTER after first execution of this command to move further in memory):
516
517   ```
518   hornet> md 0x9F000000
519
520   9f000000: 100000ff 00000000 100000fd 00000000    ................
521   9f000010: 10000222 00000000 10000220 00000000    ..."....... ....
522   9f000020: 1000021e 00000000 1000021c 00000000    ................
523   9f000030: 1000021a 00000000 10000218 00000000    ................
524   9f000040: 10000216 00000000 10000214 00000000    ................
525   9f000050: 10000212 00000000 10000210 00000000    ................
526   9f000060: 1000020e 00000000 1000020c 00000000    ................
527   9f000070: 1000020a 00000000 10000208 00000000    ................
528   9f000080: 10000206 00000000 10000204 00000000    ................
529   9f000090: 10000202 00000000 10000200 00000000    ................
530   9f0000a0: 100001fe 00000000 100001fc 00000000    ................
531   9f0000b0: 100001fa 00000000 100001f8 00000000    ................
532   9f0000c0: 100001f6 00000000 100001f4 00000000    ................
533   9f0000d0: 100001f2 00000000 100001f0 00000000    ................
534   9f0000e0: 100001ee 00000000 100001ec 00000000    ................
535   9f0000f0: 100001ea 00000000 100001e8 00000000    ................
536   ```
537
538 12. If you are sure that everything went OK, you may reset the board using below command or just reset power:
539
540   ```
541   hornet> reset
542   ```
543
544 ### Using OpenWrt
545
546 **This method is recommended!**
547
548 Starting from official release "**[2014-11-19](https://github.com/pepe2k/u-boot_mod/releases/tag/2014-11-19)**", you will find ready **OpenWrt** images, with unlocked `u-boot` partition, embedded U-Boot image and dedicated small script for easy update process inside release tarball. All you need to do is download last release, select proper OpenWrt image for your device, install it and invoke one command: `u-boot-upgrade`:
549
550 ```
551 root@OpenWrt:/# u-boot-upgrade
552
553 =================================================================
554      DISCLAIMER: you are using this script at your own risk!
555
556      The author of U-Boot modification and this script takes
557      no responsibility for any of the results of using them.
558
559           Updating U-Boot is a very dangerous operation
560         and may damage your device! You have been warned!
561 =================================================================
562    Are you sure you want to continue (type 'yes' or 'no')? yes
563 =================================================================
564
565 [ ok ] Found U-Boot image file: uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin
566        Do you want to use this file (type 'yes' or 'no')? yes
567 [ ok ] MD5 checksum of new U-Boot image file is correct
568 [ ok ] Backup of /dev/mtd0 successfully created
569        Do you want to store backup in /etc/u-boot_mod/backup/ (recommended, type 'yes' or 'no')? no
570 [ ok ] New U-Boot image successfully combined with backup file
571 [info] New U-Boot image is ready to be written into FLASH
572        Are you sure you want to continue (type 'yes' or 'no')? yes
573 [ ok ] New U-Boot image successfully written info FLASH
574 [ ok ] MD5 checksum of mtd0 and new U-Boot image are equal
575 [info] Done!
576 ```
577
578 ### Using DD-WRT
579
580 **WARNING! This method is not recommended!**
581
582 1. Login into the router using telnet or SSH and find out which of the mtd partitions is the first one. In DD-WRT it is usally called `RedBoot`:
583
584   ```
585   root@DD-WRT:~# cat /proc/mtd
586   dev:    size   erasesize  name
587   mtd0: 00020000 00010000 "RedBoot"
588   mtd1: 003c0000 00010000 "linux"
589   mtd2: 002c0000 00010000 "rootfs"
590   mtd3: 00010000 00010000 "ddwrt"
591   mtd4: 00010000 00010000 "nvram"
592   mtd5: 00010000 00010000 "board_config"
593   mtd6: 00400000 00010000 "fullflash"
594   mtd7: 00020000 00010000 "fullboot"
595   ```
596
597   In this case, for **TP-Link TL-MR3020**, the `RedBoot` partition is the one, which contains U-Boot and additional data (MAC address, model number, PIN).
598
599   **Warning!** If size of the first partition is smaller than the size of the modified U-Boot image, you should not continue!
600
601 2. Using SCP or other method, transfer the new U-Boot image and corresponding MD5 file to the `/tmp` folder in device.
602
603   ```
604   root@DD-WRT:/tmp# ls -la
605   [...]
606   -rw-r--r--    1 root     root        125952 Nov  5  2015 uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin
607   -rw-r--r--    1 root     root            66 Nov  5  2015 uboot_for_tp-link_tl-mr3020.md5
608   [...]
609   ```
610
611 3. Verify the MD5 sum of the image:
612
613   ```
614   root@DD-WRT:/tmp# md5sum uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin
615   aaae0f772ce007f7d1542b9233dd765b  uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin
616
617   root@DD-WRT:/tmp# cat uboot_for_tp-link_tl-mr3020.md5
618   aaae0f772ce007f7d1542b9233dd765b *uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin
619   ```
620
621 4. Make a backup of the current `RedBoot` partition (`mtd0`):
622
623   ```
624   root@DD-WRT:/tmp# dd if=/dev/mtd0 of=uboot_factory.bin
625   256+0 records in
626   256+0 records out
627   ```
628
629 5. Using SCP or other method, transfer backuped `RedBoot` original partition to some safe place (I highly recommended you to save backup somewhere!).
630
631 6. You need to combine together original image and the one with U-Boot modification, but it seems that `dd` from DD-WRT does not support `conv=notrunc`, so we will use different approach:
632
633   ```
634   root@DD-WRT:/tmp# dd if=uboot_factory.bin of=uboot_rest.bin bs=1 skip=$(wc -c < uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin)
635   5120+0 records in
636   5120+0 records out
637
638   root@DD-WRT:/tmp# cat uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin uboot_rest.bin > uboot_new.bin
639   ```
640
641 7. **Danger**: This is the point of no return, if you have any errors or problems, please revert the original image at any time using:
642
643   ```
644   root@DD-WRT:/tmp# mtd write uboot_factory.bin "RedBoot"
645   Unlocking RedBoot ...
646   Writing from uboot_orig.bin to RedBoot ...
647   ```
648
649 8. Now, to actually flash the new image, run:
650
651   ```
652   root@DD-WRT:/tmp# mtd write uboot_new.bin "RedBoot"
653   Unlocking RedBoot ...
654   Writing from uboot_new.bin to RedBoot ...
655   ```
656
657 9. If you are sure that everything went OK, you may reboot the device:
658
659   ```
660   root@DD-WRT:/tmp# reboot
661   ```
662
663 How to use it?
664 --------------
665
666 [TODO]
667
668 How to compile the code?
669 ------------------------
670
671 ### Building on Linux
672
673 You can use one of the free toolchains:
674
675 - Recommended and used for snapshots build: [LEDE SDK for AR71xx MIPS (trunk snapshot)](https://downloads.lede-project.org/snapshots/targets/ar71xx/generic/lede-sdk-ar71xx-generic_gcc-5.4.0_musl-1.1.15.Linux-x86_64.tar.bz2),
676 - [OpenWrt SDK for AR71xx MIPS (Chaos Calmer release)](https://downloads.openwrt.org/chaos_calmer/15.05.1/ar71xx/generic/OpenWrt-SDK-15.05.1-ar71xx-generic_gcc-4.8-linaro_uClibc-0.9.33.2.Linux-x86_64.tar.bz2),
677 - [OpenWrt Toolchain for AR71xx MIPS (trunk snapshot)](https://downloads.openwrt.org/snapshots/trunk/ar71xx/generic/OpenWrt-Toolchain-ar71xx-generic_gcc-5.3.0_musl-1.1.15.Linux-x86_64.tar.bz2),
678 - [ELDK (Embedded Linux Development Kit)](http://bit.ly/2djaTMn),
679 - or any others...
680
681 I am using **OpenWrt Toolchain for AR71xx MIPS** (32-bit, virtual machine) and all released binary images were/will be built using this set.
682
683 All you need to do, after choosing a toolchain, is to modify [Makefile](Makefile) - change or remove `export MAKECMD` and if needed add `export PATH`. For example, to use OpenWrt Toolchain instead of Sourcery CodeBench Lite, download it and extract into `toolchain` folder, inside the top dir and change first lines in [Makefile](Makefile):
684
685 ```
686 export BUILD_TOPDIR=$(PWD)
687 export STAGING_DIR=$(BUILD_TOPDIR)/tmp
688
689 export MAKECMD=make --silent ARCH=mips CROSS_COMPILE=mips-openwrt-linux-uclibc-
690 export PATH:=$(BUILD_TOPDIR)/toolchain/bin/:$(PATH)
691 ```
692
693 To build image, run `make model` inside top dir, for example, command:
694
695 ```
696 make tplink_wr703n
697 ```
698
699 will start building U-Boot image for **TP-Link TL-WR703N**.
700
701 ### Building on macOS (OS X)
702
703 You can build using the OpenWrt/LEDE toolchain as above under macOS (OS X) as long as you install several gnu command line tools via brew. Note that bash is required to correct the usage of colorized echo output within the Makefiles (I was suprised how inconsistent FreeBSD is with Linux/GNU in this regard).
704
705 ```
706 brew install bash coreutils gnu-sed
707 ```
708
709 Subsequently, in addition to the toolchain being in your path, you will need to point your path as instructed by brew to the gnu binaries (only required for the build).
710
711 ```
712 export PATH=/usr/local/opt/coreutils/libexec/gnubin:/usr/local/opt/gnu-sed/libexec/gnubin:$PATH
713 ```
714
715 This process was tested on Yosemite and El Capitan.
716
717 FAQ
718 ---
719
720 #### 1. My device is not supported, but has the same hardware as one in the list, can I use this modification?
721
722 *It could be dangerous! I know that a lot of routers uses the same hardware - for example, TP-Link has a battery powered routers set, which contains: TL-MR10U, TL-MR11U (TL-MR3040 in Europe) TL-MR12U and TL-MR13U. All of them has the same platform: Atheros AR9331 with 32 MiB of DDR RAM and 4 MiB of SPI NOR FLASH. But, there may exist a slight difference, like GPIO pin number for reset button or LED(s), that may cause problems.*
723
724 *You can try, but remember that you are doing this only at your own risk!*
725
726 #### 2. I want to overclock my router, how can I do this?
727
728 *Currently, this option is available only for routers with Atheros AR9331 (please, look at [ap121.h](u-boot/include/configs/ap121.h) file which contains all information about PLL register configuration and an untypical clocks for CPU, RAM and AHB). What more, you will need to compile the code yourself, because I will not publish images with non-default clocks.*
729
730 *And again, remember that you are doing this only at your own risk!*
731
732 #### 3. Do you test all prebuilt images before you publish them?
733
734 *No, because I do not have all supported devices, only few of them. But, I make tests for every supported SoC types.*
735
736 #### 4. I would like you to add support for device X.
737
738 *You can do it yourself and send me a pull request or a patch. If you do not want to, or do not know how to do it, please contact with me directly.*
739
740 #### 5. My device does not boot after upgrade!
741
742 *I told you... bootloader, in this case U-Boot, is the most important piece of code inside your device. It is responsible for hardware initialization and booting an OS (kernel in this case), i.e. it is the bridge head for delegating to / flashing kernel and rootfs images. So, if during the upgrade something went wrong, your device will not boot any more. The only way to recover from such a situation in a mild way is via a JTAG adapter connection. In case of a lack of JTAG connection, you would even need to remove the FLASH chip, load proper image using an external programmer and solder it back.*
743
744 License, outdated sources etc.
745 ------------------------------
746
747 **[U-Boot](http://www.denx.de/wiki/U-Boot/WebHome "U-Boot")** project is Free Software, licensed under version 2 of the **GNU General Public License**. All information about license, contributors etc., are included with sources, inside *u-boot* folder.
748
749 You should know, that most routers, especially those based on Atheros SoCs, uses very old versions of U-Boot (1.1.4 is from 2005/2006). So, *these sources are definitely outdated* (do not even try to merge them with official release), but it was easier for me to modify them, than move TP-Link/Atheros changes to the current version. Moreover, lot of unnecessary code fragments and source files were removed for ease of understanding the code.
750
751 Credits
752 -------
753
754 - Thanks to M-K O'Connell for donating a router with QCA9563
755 - Thanks to Krzysztof M. for donating a TL-WDR3600 router
756 - Thanks to *pupie* from OpenWrt forum for his great help
757 - Thanks for all donators and for users who contributed in code development