Add support for YunCore AP90Q (QCA9531 based)
[oweals/u-boot_mod.git] / README.md
1 U-Boot 1.1.4 modification for routers
2 ==========
3
4 Table of contents
5 -----------------
6
7 [README w jÄ™zyku polskim/README in Polish language](https://github.com/pepe2k/u-boot_mod/blob/master/READMEPL.md)
8
9 - [Introduction](#introduction)
10 - [Supported devices](#supported-devices)
11 - [Known issues](#known-issues)
12 - [Modifications, changes](#modifications-changes)
13         - [Web server](#web-server)
14         - [Network Console](#network-console)
15         - [Writable environment variables](#writable-environment-variables)
16         - [Other](#other)
17         - [Supported FLASH chips](#supported-flash-chips)
18 - [How to install it?](#how-to-install-it)
19         - [Cautions, backups](#cautions-backups)
20         - [Using external programmer](#using-external-programmer)
21         - [Using UART, U-Boot console and TFTP server](#using-uart-u-boot-console-and-tftp-server)
22                 - [Important notice!](#important-notice)
23                 - [Step by step instructions](#step-by-step-instructions)
24         - [Using OpenWrt](#using-openwrt)
25         - [Using DD-WRT](#using-dd-wrt)
26 - [How to use it?](#how-to-use-it)
27 - [How to compile the code?](#how-to-compile-the-code)
28     - [Building on Linux](#building-on-linux)
29     - [Building on OS X](#building-on-os-x)
30 - [FAQ](#faq)
31 - [License, outdated sources etc.](#license-outdated-sources-etc)
32 - [Credits](#credits)
33
34 Introduction
35 ------------
36
37 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**.
38
39 You can download original sources from the following pages:
40
41 - [TP-Link GPL Code Center](http://www.tp-link.com/en/support/gpl/ "TP-Link GPL Code Center")
42 - [D-Link GPL Source Code Support](http://tsd.dlink.com.tw/GPL.asp "D-Link GPL Source Code Support")
43 - [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)")
44 - [ZyXEL GPL-OSS](http://www.zyxel.com/us/en/form/gpl_oss_form.shtml "ZyXEL GPL-OSS")
45 - [Belkin Open Source Code Center](http://www.belkin.com/us/support-article?articleNum=51238 "Belkin Open Source Code Center")
46
47 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.
48
49 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.
50
51 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.
52
53 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)!
54
55 Supported devices
56 -----------------
57
58 Currently supported devices:
59
60 - **Atheros AR9331**:
61   - 8devices Carambola 2 (for version with development board, [photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/8devices_Carambola_2/))
62   - TP-Link TL-MR3020 v1 ([photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/TPLINK_TL-MR3020/))
63   - TP-Link TL-MR3040 v1 and v2
64   - TP-Link TL-WR703N v1, ([photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/TPLINK_TL-WR703N/))
65   - TP-Link TL-WR720N v3 (version for Chinese market)
66   - TP-Link TL-WR710N v1 (version for European market, [photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/TP-Link_TL-WR710N-EU/))
67   - TP-Link TL-MR10U v1 ([photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/TP-Link_TL-MR10U/))
68   - TP-Link TL-MR13U v1
69   - TP-Link TL-WR740N v4 (and similar, like TL-WR741ND v4)
70   - TP-Link TL-MR3220 v2
71   - GS-Oolite/Elink EL-M150 module with dev board ([photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/Elink_EL-M150_Development-Board/))
72   - Dragino 2 (MS14)
73   - Village Telco Mesh Potato 2 (based on Dragino MS14)
74   - GL.iNet 64xxA ([photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/GLiNet/))
75   - Black Swift
76
77 - **Atheros AR1311 (similar to AR9331)**
78   - D-Link DIR-505 H/W ver. A1 ([photos in my gallery](http://galeria.tech-blog.pl/D-Link_DIR-505/))
79
80 - **Atheros AR9341**:
81   - TP-Link TL-MR3420 v2
82   - TP-Link TL-WR841N/D v8
83   - TP-Link TL-WA830RE v2
84   - TP-Link TL-WA801ND v2
85
86 - **Atheros AR9344**:
87   - TP-Link TL-WDR3600 v1
88   - TP-Link TL-WDR43x0 v1
89   - TP-Link TL-WDR3500 v1
90
91 - **Qualcomm Atheros QCA953x**:
92   - TP-Link TL-WR841N/D v9
93   - TP-Link TL-WR820N (version for Chinese market)
94   - TP-Link TL-WR802N
95   - Wallys DR531
96   - Zbtlink ZBT-WE1526
97   - Comfast CF-E314N
98   - Comfast CF-E320N v2
99   - Comfast CF-E520N/CF-E530N
100   - YunCore AP90Q
101
102 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**.
103
104 More information about supported devices:
105
106 | Model | SoC | FLASH | RAM | U-Boot image | U-Boot env |
107 |:--- | :--- | ---: | ---: | ---: | ---: |
108 | [8devices Carambola 2](http://8devices.com/carambola-2) | AR9331 | 16 MiB | 64 MiB DDR2 | 256 KiB | 64 KiB, R/W |
109 | [TP-Link TL-MR3020 v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-mr3020) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
110 | [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 |
111 | [TP-Link TL-WR703N](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wr703n) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
112 | [TP-Link TL-WR720N v3](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wr720n) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
113 | [TP-Link TL-WR710N v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wr710n) | AR9331 | 8 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
114 | [TP-Link TL-MR10U v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-mr10u) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
115 | [TP-Link TL-MR13U v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-mr13u) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
116 | [TP-Link TL-WR740N v4](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wr740n) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
117 | [TP-Link TL-MR3220 v2](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-mr3420) | AR9331 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
118 | GS-Oolite/Elink EL-M150 module | AR9331 | 4/8/16 MiB | 64 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
119 | [Dragino 2 (MS14)](http://wiki.openwrt.org/toh/dragino/ms14) | AR9331 | 16 MiB | 64 MiB DDR1 | 192 KiB | R/W |
120 | Village Telco Mesh Potato 2 | AR9331 | 16 MiB | 64 MiB DDR1 | 192 KiB | R/W |
121 | [GL.iNet](http://wiki.openwrt.org/toh/gl-inet/gl-inet) | AR9331 | 8/16 MiB | 64 MiB DDR1 | 64 KiB | RO |
122 | [Black Swift](http://www.black-swift.com) | AR9331 | 16 MiB | 64 MiB DDR2 | 128 KiB, LZMA | R/W |
123 | [TP-Link TL-MR3420 v2](http://wikidevi.com/wiki/TP-LINK_TL-MR3420_v2) | AR9341 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
124 | [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 |
125 | [TP-Link TL-WA830RE v2](http://wikidevi.com/wiki/TP-LINK_TL-WA830RE_v2) | AR9341 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
126 | [TP-Link TL-WA801ND v2](http://wikidevi.com/wiki/TP-LINK_TL-WA801ND_v2) | AR9341 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
127 | [TP-Link TL-WDR3600 v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wdr3600) | AR9344 | 8 MiB | 128 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
128 | [TP-Link TL-WDR43x0 v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wdr4300) | AR9344 | 8 MiB | 128 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
129 | [TP-Link TL-WDR3500 v1](http://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wdr3500) | AR9344 | 8 MiB | 128 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
130 | [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 |
131 | [TP-Link TL-WR841N/D v9](https://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wr841nd) | QCA9533 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
132 | [TP-Link TL-WR820N](https://wiki.openwrt.org/toh/tp-link/tl-wr820n) | QCA9531 | 4 MiB | 64 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
133 | [TP-Link TL-WR802N](https://wikidevi.com/wiki/TP-LINK_TL-WR802N_v1.0) | QCA9533 | 4 MiB | 32 MiB DDR1 | 64 KiB, LZMA | RO |
134 | Wallys DR531 | QCA9531 | 8 MiB | 64 MiB DDR2 | 192 KiB | R/W |
135 | Zbtlink ZBT-WE1526 | QCA9531 | 16 MiB | 128 MiB DDR2 | 256 KiB | R/W |
136 | Comfast CF-E314N | QCA9531 | 16 MiB | 64 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
137 | Comfast CF-E320N v2 | QCA9531 | 16 MiB | 64 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
138 | Comfast CF-E520N/CF-E530N | QCA9531 | 8 MiB | 32 MiB DDR2 | 64 KiB, LZMA | RO |
139 | YunCore AP90Q | QCA9531 | 16 MiB | 128 MiB DDR2 | 256 KiB | R/W |
140
141 *(LZMA) - U-Boot binary image is compressed with LZMA.*  
142 *(R/W) - environment exists in separate FLASH block which allows you to save it and keep after power down.*
143 *(RO) - environment is read only, you can change and add new variables only during runtime.*
144
145 Known issues
146 ------------
147
148 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.
149
150 Modifications, changes
151 ----------------------
152
153 ### Web server
154
155 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.
156
157 Web server contains 7 pages:
158
159 1. index.html (allows to upgrade firmware image, screenshot below)
160 2. uboot.html (allows to upgrade U-Boot image)
161 3. art.html (allows to upgrade ART image)
162 4. flashing.html
163 5. 404.html
164 6. fail.html
165 7. style.css
166
167 ![](http://www.tech-blog.pl/wordpress/wp-content/uploads/2015/11/uboot_mod_firmware_upgrade.jpg)
168
169 ![](http://www.tech-blog.pl/wordpress/wp-content/uploads/2015/11/uboot_mod_firmware_upgrade_progress.jpg)
170
171 ![](http://www.tech-blog.pl/wordpress/wp-content/uploads/2015/11/uboot_mod_uboot_upgrade.jpg)
172
173
174 ### Network Console
175
176 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).
177
178 ![](http://www.tech-blog.pl/wordpress/wp-content/uploads/2013/04/u-boot_mod_for_tp-link_with_ar9331_netconsole.jpg)
179
180 You could also use netcat instead of Hercules utility on Mac/Linux:
181 ```
182 # nc -u -p 6666 192.168.1.1 6666
183 ```
184
185 ### Writable environment variables
186
187 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.
188
189 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.
190
191 This modification uses writable environment variables in almost all supported devices, so you can do for example:
192
193 ```
194 uboot> setenv ipaddr 192.168.1.100
195 uboot> saveenv
196 Saving environment to FLASH...
197
198 Erase FLASH from 0x9F010000 to 0x9F01FFFF in bank #1
199 Erasing: #
200
201 Erased sectors: 1
202
203 Writing at address: 0x9F010000
204
205 uboot> reset
206 ```
207
208 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.
209
210 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:
211
212 ```
213 uboot> printenv
214 [...]
215 firmware_addr=0x9F020000
216 firmware_name=firmware.bin
217 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
218 [...]
219
220 uboot> run firmware_upg
221 Ethernet mode (duplex/speed): 1/100 Mbps
222 Using eth0 device
223
224 Ping OK, host 192.168.1.2 is alive!
225
226
227 TFTP from IP: 192.168.1.2
228       Our IP: 192.168.1.1
229     Filename: 'firmware.bin'
230 Load address: 0x80800000
231        Using: eth0
232
233      Loading: ########################################
234               ########################################
235               ########################################
236               ########################################
237               ########################################
238               ########################################
239               ########################################
240               ########################################
241               ########################################
242               ########################################
243               ########################################
244               ########################################
245               ########################################
246               ########################################
247               ########################################
248               ########################################
249               ########################################
250               ########################################
251               ########################################
252               #########
253
254 TFTP transfer complete!
255
256 Bytes transferred: 3932160 (0x3c0000)
257 Erase FLASH from 0x9F020000 to 0x9F3DFFFF in bank #1
258 Erasing: #######################################
259          #####################
260
261 Erased sectors: 60
262
263 Copying to FLASH...
264 Writing at address: 0x9F020000
265
266 Done!
267
268 OK!
269 uboot>
270 ```
271
272 ### Other
273
274 Moreover:
275
276 - Faster boot up
277 - Unnecessary information from boot up sequence were removed
278 - FLASH chip is automatically recognized (using JEDEC ID)
279 - Ethernet MAC is set from FLASH (no more "No valid address in FLASH. Using fixed address")
280 - Automatic kernel booting can be interrupted using any key
281 - Better UART serial console driver with support for different baud rates
282 - Press and hold reset button to run:
283   - Web server (min. 3 seconds)
284   - U-Boot serial console (min. 5 seconds)
285   - U-Boot network console (min. 7 seconds)
286 - Additional commands (in comparison to the default version; availability depends on router model):
287   -  defenv
288   -  httpd
289   -  itest
290   -  loadb
291   -  loady
292   -  printmac
293   -  setmac
294   -  printmodel
295   -  printpin
296   -  startnc
297   -  startsc
298   -  ping
299   -  dhcp
300   -  sntp
301   -  iminfo
302 - Overclocking and underclocking possibilities (for now, only routers with AR9331)
303
304 ### Supported FLASH chips
305
306 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.
307
308 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.
309
310 Currently supported FLASH types:
311
312 **4 MiB**:
313
314 - Spansion S25FL032P (4 MiB, JEDEC ID: 01 0215)*
315 - Atmel AT25DF321 (4 MiB, JEDEC ID: 1F 4700)
316 - EON EN25Q32 (4 MiB, JEDEC ID: 1C 3016)*
317 - EON EN25F32 (4 MiB, JEDEC ID: 1C 3116)*
318 - Micron M25P32 (4 MiB, JEDEC ID: 20 2016)
319 - Windbond W25Q32 (4 MiB, JEDEC ID: EF 4016)
320 - Macronix MX25L320 (4 MiB, JEDEC ID: C2 2016)
321
322 **8 MiB**:
323
324 - Spansion S25FL064P (8 MiB, JEDEC ID: 01 0216)
325 - Atmel AT25DF641 (8 MiB, JEDEC ID: 1F 4800)
326 - EON EN25Q64 (8 MiB, JEDEC ID: 1C 3017)*
327 - Micron M25P64 (8 MiB, JEDEC ID: 20 2017)
328 - Windbond W25Q64 (8 MiB, JEDEC ID: EF 4017)*
329 - Macronix MX25L64 (8 MiB, JEDEC ID: C2 2017, C2 2617)
330
331 **16 MiB**:
332
333 - Winbond W25Q128 (16 MB, JEDEC ID: EF 4018)*
334 - Winbond W25Q128FW (16 MB, JEDEC ID: EF 6018, 1,8 V)*
335 - Macronix MX25L128 (16 MB, JEDEC ID: C2 2018, C2 2618)
336 - Spansion S25FL127S (16 MB, JEDEC ID: 01 2018)*
337 - Micron N25Q128 (16 MB, JEDEC ID: 20 BA18)
338
339 (*) tested
340
341 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.
342
343 How to install it?
344 ------------------
345
346 ### Cautions, backups
347
348 **You do so at your own risk!**   
349 **If you make any mistake or something goes wrong during upgrade, in worst case, your router will not boot again!**
350
351 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):
352
353 ```
354 cat /proc/mtd
355 ```
356
357 This command will show you all **MTD** (Memory Technology Device) partitions:
358
359 ```
360 dev:    size   erasesize  name
361 mtd0: 00020000 00010000 "u-boot"
362 mtd1: 000eeb70 00010000 "kernel"
363 mtd2: 00ee1490 00010000 "rootfs"
364 mtd3: 00c60000 00010000 "rootfs_data"
365 mtd4: 00010000 00010000 "art"
366 mtd5: 00fd0000 00010000 "firmware"
367 ```
368
369 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.
370
371 To backup `u-boot` partition in RAM, run:
372
373 ```
374 cat /dev/mtd0 > /tmp/uboot_backup.bin
375 ```
376
377 And then connect to your router using `SCP protocol` and download from `/tmp` the `uboot_backup.bin` file.
378
379 ### Using external programmer
380
381 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.
382
383 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.
384
385 Below image with beginning part of FLASH memory map for TP-Link TL-MR3020 shows differences between stock version and this modification.
386
387 ![](http://www.tech-blog.pl/wordpress/wp-content/uploads/2016/03/mr3020_u-boot-modification_flash-map_comparison.png)
388
389 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`:
390
391 ```
392 dev:    size   erasesize  name
393 mtd0: 00040000 00010000 "u-boot"
394 mtd1: 00010000 00010000 "u-boot-env"
395 mtd2: 00f90000 00010000 "firmware"
396 mtd3: 00e80000 00010000 "rootfs"
397 mtd4: 00cc0000 00010000 "rootfs_data"
398 mtd5: 00010000 00010000 "nvram"
399 mtd6: 00010000 00010000 "art"
400 ```
401
402 ### Using UART, U-Boot console and TFTP server
403
404 **WARNING! This method is highly not recommended!**
405
406 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).
407
408 #### Important notice!
409
410 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)!
411
412 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.
413
414 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.
415
416 #### Step by step instructions
417
418 1. Install and configure any **TFTP server** on your PC (on Windows, you can use [TFTP32](http://tftpd32.jounin.net)).
419
420 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).
421
422 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).   
423 Configure adapter to use the following settings:
424   * Baud rate: 115200
425   * Data bits: 8
426   * Parity control: none
427   * Stop bits: 1
428   * Handshaking: none
429 4. Power on the router, wait for a line like one of the following and interrupt the process of loading a kernel:
430
431   `Autobooting in 1 seconds` (for most **TP-Link** routers, you should enter `tpl` at this point)   
432   `Hit ESC key to stop autoboot:  1` (for **8devices Carambola 2**, use `ESC` key)   
433   `Hit any key to stop autoboot:  1` (for **D-Link DIR-505**, use any key)
434
435 5. Set `ipaddr` and `serverip` environment variables:
436
437   ```
438   hornet> setenv ipaddr 192.168.1.1
439   hornet> setenv serverip 192.168.1.2
440   ```
441 6. Check the changes:
442
443   ```
444   hornet> printenv ipaddr
445   ipaddr=192.168.1.1
446   hornet> printenv serverip
447   serverip=192.168.1.2
448   ```
449
450 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!**
451
452   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.
453
454   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:
455
456   ```
457   hornet> cp.b 0x9F000000 0x80800000 0x20000
458   ```
459
460   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.
461
462 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**):
463
464   ```
465   hornet> tftpboot 0x80800000 uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin
466   eth1 link down
467   Using eth0 device
468   TFTP from server 192.168.1.2; our IP address is 192.168.1.1
469   Filename 'uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin'.
470   Load address: 0x80800000
471   Loading: #########################
472   done
473   Bytes transferred = 125952 (1ec00 hex)
474
475   hornet>
476   ```
477
478 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!
479
480   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).
481
482   Please, do not make any mistake with offsets and sizes during next steps!
483
484 10. Erase appropriate FLASH space for new U-Boot image (this command will remove default U-Boot image!):
485
486   ```
487   hornet> erase 0x9F000000 +0x20000
488
489   First 0x0 last 0x1 sector size 0x10000
490   Erased 2 sectors
491   hornet>
492   ```
493
494 11. Now your router does not have U-Boot, so do not wait and copy to FLASH the new one, stored earlier in RAM:
495
496   ```
497   hornet> cp.b 0x80800000 0x9F000000 0x20000
498
499   Copy to Flash... write addr: 9f000000
500   done
501   ```
502
503 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):
504
505   ```
506   hornet> md 0x9F000000
507
508   9f000000: 100000ff 00000000 100000fd 00000000    ................
509   9f000010: 10000222 00000000 10000220 00000000    ..."....... ....
510   9f000020: 1000021e 00000000 1000021c 00000000    ................
511   9f000030: 1000021a 00000000 10000218 00000000    ................
512   9f000040: 10000216 00000000 10000214 00000000    ................
513   9f000050: 10000212 00000000 10000210 00000000    ................
514   9f000060: 1000020e 00000000 1000020c 00000000    ................
515   9f000070: 1000020a 00000000 10000208 00000000    ................
516   9f000080: 10000206 00000000 10000204 00000000    ................
517   9f000090: 10000202 00000000 10000200 00000000    ................
518   9f0000a0: 100001fe 00000000 100001fc 00000000    ................
519   9f0000b0: 100001fa 00000000 100001f8 00000000    ................
520   9f0000c0: 100001f6 00000000 100001f4 00000000    ................
521   9f0000d0: 100001f2 00000000 100001f0 00000000    ................
522   9f0000e0: 100001ee 00000000 100001ec 00000000    ................
523   9f0000f0: 100001ea 00000000 100001e8 00000000    ................
524   ```
525
526 12. If you are sure that everything went OK, you may reset the board using below command or just reset power:
527
528   ```
529   hornet> reset
530   ```
531
532 ### Using OpenWrt
533
534 **This method is recommended!**
535
536 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`:
537
538 ```
539 root@OpenWrt:/# u-boot-upgrade
540
541 =================================================================
542      DISCLAIMER: you are using this script at your own risk!
543
544      The author of U-Boot modification and this script takes
545      no responsibility for any of the results of using them.
546
547           Updating U-Boot is a very dangerous operation
548         and may damage your device! You have been warned!
549 =================================================================
550    Are you sure you want to continue (type 'yes' or 'no')? yes
551 =================================================================
552
553 [ ok ] Found U-Boot image file: uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin
554        Do you want to use this file (type 'yes' or 'no')? yes
555 [ ok ] MD5 checksum of new U-Boot image file is correct
556 [ ok ] Backup of /dev/mtd0 successfully created
557        Do you want to store backup in /etc/u-boot_mod/backup/ (recommended, type 'yes' or 'no')? no
558 [ ok ] New U-Boot image successfully combined with backup file
559 [info] New U-Boot image is ready to be written into FLASH
560        Are you sure you want to continue (type 'yes' or 'no')? yes
561 [ ok ] New U-Boot image successfully written info FLASH
562 [ ok ] MD5 checksum of mtd0 and new U-Boot image are equal
563 [info] Done!
564 ```
565
566 ### Using DD-WRT
567
568 **WARNING! This method is not recommended!**
569
570 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`:
571
572   ```
573   root@DD-WRT:~# cat /proc/mtd
574   dev:    size   erasesize  name
575   mtd0: 00020000 00010000 "RedBoot"
576   mtd1: 003c0000 00010000 "linux"
577   mtd2: 002c0000 00010000 "rootfs"
578   mtd3: 00010000 00010000 "ddwrt"
579   mtd4: 00010000 00010000 "nvram"
580   mtd5: 00010000 00010000 "board_config"
581   mtd6: 00400000 00010000 "fullflash"
582   mtd7: 00020000 00010000 "fullboot"
583   ```
584
585   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).
586
587   **Warning!** If size of the first partition is smaller than the size of the modified U-Boot image, you should not continue!
588
589 2. Using SCP or other method, transfer the new U-Boot image and corresponding MD5 file to the `/tmp` folder in device.
590
591   ```
592   root@DD-WRT:/tmp# ls -la
593   [...]
594   -rw-r--r--    1 root     root        125952 Nov  5  2015 uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin
595   -rw-r--r--    1 root     root            66 Nov  5  2015 uboot_for_tp-link_tl-mr3020.md5
596   [...]
597   ```
598
599 3. Verify the MD5 sum of the image:
600
601   ```
602   root@DD-WRT:/tmp# md5sum uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin
603   aaae0f772ce007f7d1542b9233dd765b  uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin
604
605   root@DD-WRT:/tmp# cat uboot_for_tp-link_tl-mr3020.md5
606   aaae0f772ce007f7d1542b9233dd765b *uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin
607   ```
608
609 4. Make a backup of the current `RedBoot` partition (`mtd0`):
610
611   ```
612   root@DD-WRT:/tmp# dd if=/dev/mtd0 of=uboot_factory.bin
613   256+0 records in
614   256+0 records out
615   ```
616
617 5. Using SCP or other method, transfer backuped `RedBoot` original partition to some safe place (I highly recommended you to save backup somewhere!).
618
619 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:
620
621   ```
622   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)
623   5120+0 records in
624   5120+0 records out
625
626   root@DD-WRT:/tmp# cat uboot_for_tp-link_tl-mr3020.bin uboot_rest.bin > uboot_new.bin
627   ```
628
629 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:
630
631   ```
632   root@DD-WRT:/tmp# mtd write uboot_factory.bin "RedBoot"
633   Unlocking RedBoot ...
634   Writing from uboot_orig.bin to RedBoot ...
635   ```
636
637 8. Now, to actually flash the new image, run:
638
639   ```
640   root@DD-WRT:/tmp# mtd write uboot_new.bin "RedBoot"
641   Unlocking RedBoot ...
642   Writing from uboot_new.bin to RedBoot ...
643   ```
644
645 9. If you are sure that everything went OK, you may reboot the device:
646
647   ```
648   root@DD-WRT:/tmp# reboot
649   ```
650
651 How to use it?
652 --------------
653
654 [TODO]
655
656 How to compile the code?
657 ------------------------
658
659 ### Building on Linux
660
661 You can use one of the free toolchains:
662
663 - [OpenWrt Toolchain for AR71xx MIPS](https://downloads.openwrt.org/snapshots/trunk/ar71xx/generic/OpenWrt-Toolchain-ar71xx-generic_gcc-5.3.0_musl-1.1.14.Linux-x86_64.tar.bz2),
664 - ~~[Sourcery CodeBench Lite Edition for MIPS GNU/Linux](https://sourcery.mentor.com/GNUToolchain/subscription3130?lite=MIPS)~~,
665 - [ELDK (Embedded Linux Development Kit)](ftp://ftp.denx.de/pub/eldk/),
666 - or any others...
667
668 I am using **OpenWrt Toolchain for AR71xx MIPS** (32-bit, virtual machine) and all released binary images were/will be built using this set.
669
670 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):
671
672 ```
673 export BUILD_TOPDIR=$(PWD)
674 export STAGING_DIR=$(BUILD_TOPDIR)/tmp
675
676 export MAKECMD=make --silent ARCH=mips CROSS_COMPILE=mips-openwrt-linux-uclibc-
677 export PATH:=$(BUILD_TOPDIR)/toolchain/bin/:$(PATH)
678 ```
679
680 To build image, run `make model` inside top dir, for example, command:
681
682 ```
683 make tplink_wr703n
684 ```
685
686 will start building U-Boot image for **TP-Link TL-WR703N**.
687
688 ### Building on macOS (OS X)
689
690 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).
691
692 ```
693 brew install bash coreutils gnu-sed
694 ```
695
696 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).
697
698 ```
699 export PATH=/usr/local/opt/coreutils/libexec/gnubin:/usr/local/opt/gnu-sed/libexec/gnubin:$PATH
700 ```
701
702 This process was tested on Yosemite and El Capitan.
703
704 FAQ
705 ---
706
707 #### 1. My device is not supported, but has the same hardware as one in the list, can I use this modification?
708
709 *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.*
710
711 *You can try, but remember that you are doing this only at your own risk!*
712
713 #### 2. I want to overclock my router, how can I do this?
714
715 *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.*
716
717 *And again, remember that you are doing this only at your own risk!*
718
719 #### 3. Do you test all prebuilt images before you publish them?
720
721 *No, because I do not have all supported devices, only few of them. But, I make tests for every supported SoC types.*
722
723 #### 4. I would like you to add support for device X.
724
725 *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.*
726
727 #### 5. My device does not boot after upgrade!
728
729 *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.*
730
731 License, outdated sources etc.
732 ------------------------------
733
734 **[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.
735
736 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.
737
738 Credits
739 -------
740
741 - Thanks to M-K O'Connell for donating a router with QCA9563
742 - Thanks to Krzysztof M. for donating a TL-WDR3600 router
743 - Thanks to *pupie* from OpenWrt forum for his great help
744 - Thanks for all donators and for users who contributed in code development