Merge branch 'master' of git://git.denx.de/u-boot-mmc
[oweals/u-boot.git] / doc / README.mxs
1 Booting U-boot on a MXS processor
2 =================================
3
4 This document describes the MXS U-Boot port. This document mostly covers topics
5 related to making the module/board bootable.
6
7 Terminology
8 -----------
9
10 The term "MXS" refers to a family of Freescale SoCs that is composed by MX23
11 and MX28.
12
13 The dollar symbol ($) introduces a snipped of shell code. This shall be typed
14 into the unix command prompt in U-Boot source code root directory.
15
16 The (=>) introduces a snipped of code that should by typed into U-Boot command
17 prompt
18
19 Contents
20 --------
21
22 1) Prerequisites
23 2) Compiling U-Boot for a MXS based board
24 3) Installation of U-Boot for a MXS based board to SD card
25 4) Installation of U-Boot into NAND flash on a MX28 based board
26
27 1) Prerequisites
28 ----------------
29
30 To make a MXS based board bootable, some tools are necessary. The only
31 mandatory tool is the "mxsboot" tool found in U-Boot source tree. The
32 tool is built automatically when compiling U-Boot for i.MX23 or i.MX28.
33
34 The production of BootStream image is handled via "mkimage", which is
35 also part of the U-Boot source tree. The "mkimage" requires OpenSSL
36 development libraries to be installed. In case of Debian and derivates,
37 this is installed by running:
38
39         $ sudo apt-get install libssl-dev
40
41 NOTE: The "elftosb" tool distributed by Freescale Semiconductor is no
42       longer necessary for general use of U-Boot on i.MX23 and i.MX28.
43       The mkimage supports generation of BootStream images encrypted
44       with a zero key, which is the vast majority of use-cases. In
45       case you do need to produce image encrypted with non-zero key
46       or other special features, please use the "elftosb" tool,
47       otherwise continue to section 2). The installation procedure of
48       the "elftosb" is outlined below:
49
50 Firstly, obtain the elftosb archive from the following location:
51
52         ftp://ftp.denx.de/pub/tools/elftosb-10.12.01.tar.gz
53
54 We use a $VER variable here to denote the current version. At the time of
55 writing of this document, that is "10.12.01". To obtain the file from command
56 line, use:
57
58         $ VER="10.12.01"
59         $ wget ftp://ftp.denx.de/pub/tools/elftosb-${VER}.tar.gz
60
61 Extract the file:
62
63         $ tar xzf elftosb-${VER}.tar.gz
64
65 Compile the file. We need to manually tell the linker to use also libm:
66
67         $ cd elftosb-${VER}/
68         $ make LIBS="-lstdc++ -lm" elftosb
69
70 Optionally, remove debugging symbols from elftosb:
71
72         $ strip bld/linux/elftosb
73
74 Finally, install the "elftosb" binary. The "install" target is missing, so just
75 copy the binary by hand:
76
77         $ sudo cp bld/linux/elftosb /usr/local/bin/
78
79 Make sure the "elftosb" binary can be found in your $PATH, in this case this
80 means "/usr/local/bin/" has to be in your $PATH.
81
82 2) Compiling U-Boot for a MXS based board
83 -------------------------------------------
84
85 Compiling the U-Boot for a MXS board is straightforward and done as compiling
86 U-Boot for any other ARM device. For cross-compiler setup, please refer to
87 ELDK5.0 documentation. First, clean up the source code:
88
89         $ make mrproper
90
91 Next, configure U-Boot for a MXS based board
92
93         $ make <mxs_based_board_name>_config
94
95 Examples:
96
97 1. For building U-boot for Denx M28EVK board:
98
99         $ make m28evk_config
100
101 2. For building U-boot for Freescale MX28EVK board:
102
103         $ make mx28evk_config
104
105 3. For building U-boot for Freescale MX23EVK board:
106
107         $ make mx23evk_config
108
109 4. For building U-boot for Olimex MX23 Olinuxino board:
110
111         $ make mx23_olinuxino_config
112
113 Lastly, compile U-Boot and prepare a "BootStream". The "BootStream" is a special
114 type of file, which MXS CPUs can boot. This is handled by the following
115 command:
116
117         $ make u-boot.sb
118
119 HINT: To speed-up the build process, you can add -j<N>, where N is number of
120       compiler instances that'll run in parallel.
121
122 The code produces "u-boot.sb" file. This file needs to be augmented with a
123 proper header to allow successful boot from SD or NAND. Adding the header is
124 discussed in the following chapters.
125
126 NOTE: The process that produces u-boot.sb uses the mkimage to generate the
127       BootStream. The BootStream is encrypted with zero key. In case you need
128       some special features of the BootStream and plan on using the "elftosb"
129       tool instead, the invocation to produce a compatible BootStream with the
130       one produced by mkimage is outlined below. For further details, refer to
131       the documentation bundled with the "elftosb" package.
132
133         $ elftosb -zf imx23 -c arch/arm/cpu/arm926ejs/mxs/u-boot-imx23.bd \
134                 -o u-boot.sb
135         $ elftosb -zf imx28 -c arch/arm/cpu/arm926ejs/mxs/u-boot-imx28.bd \
136                 -o u-boot.sb
137
138 3) Installation of U-Boot for a MXS based board to SD card
139 ----------------------------------------------------------
140
141 To boot a MXS based board from SD, set the boot mode DIP switches according to
142 to MX28 manual, section 12.2.1 (Table 12-2) or MX23 manual, section 35.1.2
143 (Table 35-3).
144
145 The SD card used to boot U-Boot must contain a DOS partition table, which in
146 turn carries a partition of special type and which contains a special header.
147 The rest of partitions in the DOS partition table can be used by the user.
148
149 To prepare such partition, use your favourite partitioning tool. The partition
150 must have the following parameters:
151
152         * Start sector .......... sector 2048
153         * Partition size ........ at least 1024 kb
154         * Partition type ........ 0x53 (sometimes "OnTrack DM6 Aux3")
155
156 For example in Linux fdisk, the sequence for a clear card follows. Be sure to
157 run fdisk with the option "-u=sectors" to set units to sectors:
158
159         * o ..................... create a clear partition table
160         * n ..................... create new partition
161                 * p ............. primary partition
162                 * 1 ............. first partition
163                 * 2048 .......... first sector is 2048
164                 * +1M ........... make the partition 1Mb big
165         * t 1 ................... change first partition ID
166                 * 53 ............ change the ID to 0x53 (OnTrack DM6 Aux3)
167         * <create other partitions>
168         * w ..................... write partition table to disk
169
170 The partition layout is ready, next the special partition must be filled with
171 proper contents. The contents is generated by running the following command
172 (see chapter 2)):
173
174         $ ./tools/mxsboot sd u-boot.sb u-boot.sd
175
176 The resulting file, "u-boot.sd", shall then be written to the partition. In this
177 case, we assume the first partition of the SD card is /dev/mmcblk0p1:
178
179         $ dd if=u-boot.sd of=/dev/mmcblk0p1
180
181 Last step is to insert the card into the MXS based board and boot.
182
183 NOTE: If the user needs to adjust the start sector, the "mxsboot" tool contains
184       a "-p" switch for that purpose. The "-p" switch takes the sector number as
185       an argument.
186
187 4) Installation of U-Boot into NAND flash on a MX28 based board
188 ---------------------------------------------------------------
189
190 To boot a MX28 based board from NAND, set the boot mode DIP switches according
191 to MX28 manual section 12.2.1 (Table 12-2), PORT=GPMI, NAND 1.8 V.
192
193 There are two possibilities when preparing an image writable to NAND flash.
194
195         I) The NAND wasn't written at all yet or the BCB is broken
196         ----------------------------------------------------------
197            In this case, both BCB (FCB and DBBT) and firmware needs to be
198            written to NAND. To generate NAND image containing all these,
199            there is a tool called "mxsboot" in the "tools/" directory. The tool
200            is invoked on "u-boot.sb" file from chapter 2):
201
202                  $ ./tools/mxsboot nand u-boot.sb u-boot.nand
203
204            NOTE: The above invokation works for NAND flash with geometry of
205                  2048b per page, 64b OOB data, 128kb erase size. If your chip
206                  has a different geometry, please use:
207
208                  -w <size>      change page size (default 2048 b)
209                  -o <size>      change oob size (default 64 b)
210                  -e <size>      change erase size (default 131072 b)
211
212                  The geometry information can be obtained from running U-Boot
213                  on the MX28 board by issuing the "nand info" command.
214
215            The resulting file, "u-boot.nand" can be written directly to NAND
216            from the U-Boot prompt. To simplify the process, the U-Boot default
217            environment contains script "update_nand_full" to update the system.
218
219            This script expects a working TFTP server containing the file
220            "u-boot.nand" in it's root directory. This can be changed by
221            adjusting the "update_nand_full_filename" varible.
222
223            To update the system, run the following in U-Boot prompt:
224
225                  => run update_nand_full
226
227            In case you would only need to update the bootloader in future,
228            see II) below.
229
230         II) The NAND was already written with a good BCB
231         ------------------------------------------------
232            This part applies after the part I) above was done at least once.
233
234            If part I) above was done correctly already, there is no need to
235            write the FCB and DBBT parts of NAND again. It's possible to upgrade
236            only the bootloader image.
237
238            To simplify the process of firmware update, the U-Boot default
239            environment contains script "update_nand_firmware" to update only
240            the firmware, without rewriting FCB and DBBT.
241
242            This script expects a working TFTP server containing the file
243            "u-boot.sb" in it's root directory. This can be changed by
244            adjusting the "update_nand_firmware_filename" varible.
245
246            To update the system, run the following in U-Boot prompt:
247
248                  => run update_nand_firmware
249
250         III) Special settings for the update scripts
251         --------------------------------------------
252            There is a slight possibility of the user wanting to adjust the
253            STRIDE and COUNT options of the NAND boot. For description of these,
254            see MX28 manual section 12.12.1.2 and 12.12.1.3.
255
256            The update scripts take this possibility into account. In case the
257            user changes STRIDE by blowing fuses, the user also has to change
258            "update_nand_stride" variable. In case the user changes COUNT by
259            blowing fuses, the user also has to change "update_nand_count"
260            variable for the update scripts to work correctly.
261
262            In case the user needs to boot a firmware image bigger than 1Mb, the
263            user has to adjust the "update_nand_firmware_maxsz" variable for the
264            update scripts to work properly.