x86: coreboot: Add generic coreboot payload support
[oweals/u-boot.git] / doc / README.x86
1 # SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 #
3 # Copyright (C) 2014, Simon Glass <sjg@chromium.org>
4 # Copyright (C) 2014, Bin Meng <bmeng.cn@gmail.com>
5
6 U-Boot on x86
7 =============
8
9 This document describes the information about U-Boot running on x86 targets,
10 including supported boards, build instructions, todo list, etc.
11
12 Status
13 ------
14 U-Boot supports running as a coreboot [1] payload on x86. So far only Link
15 (Chromebook Pixel) and QEMU [2] x86 targets have been tested, but it should
16 work with minimal adjustments on other x86 boards since coreboot deals with
17 most of the low-level details.
18
19 U-Boot is a main bootloader on Intel Edison board.
20
21 U-Boot also supports booting directly from x86 reset vector, without coreboot.
22 In this case, known as bare mode, from the fact that it runs on the
23 'bare metal', U-Boot acts like a BIOS replacement. The following platforms
24 are supported:
25
26    - Bayley Bay CRB
27    - Cherry Hill CRB
28    - Congatec QEVAL 2.0 & conga-QA3/E3845
29    - Cougar Canyon 2 CRB
30    - Crown Bay CRB
31    - Galileo
32    - Link (Chromebook Pixel)
33    - Minnowboard MAX
34    - Samus (Chromebook Pixel 2015)
35    - QEMU x86
36
37 As for loading an OS, U-Boot supports directly booting a 32-bit or 64-bit
38 Linux kernel as part of a FIT image. It also supports a compressed zImage.
39 U-Boot supports loading an x86 VxWorks kernel. Please check README.vxworks
40 for more details.
41
42 Build Instructions for U-Boot as coreboot payload
43 -------------------------------------------------
44 Building U-Boot as a coreboot payload is just like building U-Boot for targets
45 on other architectures, like below:
46
47 $ make coreboot_defconfig
48 $ make all
49
50 Build Instructions for U-Boot as main bootloader
51 ------------------------------------------------
52
53 Intel Edison instructions:
54
55 Simple you can build U-Boot and obtain u-boot.bin
56
57 $ make edison_defconfig
58 $ make all
59
60 Build Instructions for U-Boot as BIOS replacement (bare mode)
61 -------------------------------------------------------------
62 Building a ROM version of U-Boot (hereafter referred to as u-boot.rom) is a
63 little bit tricky, as generally it requires several binary blobs which are not
64 shipped in the U-Boot source tree. Due to this reason, the u-boot.rom build is
65 not turned on by default in the U-Boot source tree. Firstly, you need turn it
66 on by enabling the ROM build either via an environment variable
67
68     $ export BUILD_ROM=y
69
70 or via configuration
71
72     CONFIG_BUILD_ROM=y
73
74 Both tell the Makefile to build u-boot.rom as a target.
75
76 ---
77
78 Chromebook Link specific instructions for bare mode:
79
80 First, you need the following binary blobs:
81
82 * descriptor.bin - Intel flash descriptor
83 * me.bin - Intel Management Engine
84 * mrc.bin - Memory Reference Code, which sets up SDRAM
85 * video ROM - sets up the display
86
87 You can get these binary blobs by:
88
89 $ git clone http://review.coreboot.org/p/blobs.git
90 $ cd blobs
91
92 Find the following files:
93
94 * ./mainboard/google/link/descriptor.bin
95 * ./mainboard/google/link/me.bin
96 * ./northbridge/intel/sandybridge/systemagent-r6.bin
97
98 The 3rd one should be renamed to mrc.bin.
99 As for the video ROM, you can get it here [3] and rename it to vga.bin.
100 Make sure all these binary blobs are put in the board directory.
101
102 Now you can build U-Boot and obtain u-boot.rom:
103
104 $ make chromebook_link_defconfig
105 $ make all
106
107 ---
108
109 Chromebook Samus (2015 Pixel) instructions for bare mode:
110
111 First, you need the following binary blobs:
112
113 * descriptor.bin - Intel flash descriptor
114 * me.bin - Intel Management Engine
115 * mrc.bin - Memory Reference Code, which sets up SDRAM
116 * refcode.elf - Additional Reference code
117 * vga.bin - video ROM, which sets up the display
118
119 If you have a samus you can obtain them from your flash, for example, in
120 developer mode on the Chromebook (use Ctrl-Alt-F2 to obtain a terminal and
121 log in as 'root'):
122
123    cd /tmp
124    flashrom -w samus.bin
125    scp samus.bin username@ip_address:/path/to/somewhere
126
127 If not see the coreboot tree [4] where you can use:
128
129    bash crosfirmware.sh samus
130
131 to get the image. There is also an 'extract_blobs.sh' scripts that you can use
132 on the 'coreboot-Google_Samus.*' file to short-circuit some of the below.
133
134 Then 'ifdtool -x samus.bin' on your development machine will produce:
135
136    flashregion_0_flashdescriptor.bin
137    flashregion_1_bios.bin
138    flashregion_2_intel_me.bin
139
140 Rename flashregion_0_flashdescriptor.bin to descriptor.bin
141 Rename flashregion_2_intel_me.bin to me.bin
142 You can ignore flashregion_1_bios.bin - it is not used.
143
144 To get the rest, use 'cbfstool samus.bin print':
145
146 samus.bin: 8192 kB, bootblocksize 2864, romsize 8388608, offset 0x700000
147 alignment: 64 bytes, architecture: x86
148
149 Name                           Offset     Type         Size
150 cmos_layout.bin                0x700000   cmos_layout  1164
151 pci8086,0406.rom               0x7004c0   optionrom    65536
152 spd.bin                        0x710500   (unknown)    4096
153 cpu_microcode_blob.bin         0x711540   microcode    70720
154 fallback/romstage              0x722a00   stage        54210
155 fallback/ramstage              0x72fe00   stage        96382
156 config                         0x7476c0   raw          6075
157 fallback/vboot                 0x748ec0   stage        15980
158 fallback/refcode               0x74cd80   stage        75578
159 fallback/payload               0x75f500   payload      62878
160 u-boot.dtb                     0x76eb00   (unknown)    5318
161 (empty)                        0x770000   null         196504
162 mrc.bin                        0x79ffc0   (unknown)    222876
163 (empty)                        0x7d66c0   null         167320
164
165 You can extract what you need:
166
167    cbfstool samus.bin extract -n pci8086,0406.rom -f vga.bin
168    cbfstool samus.bin extract -n fallback/refcode -f refcode.rmod
169    cbfstool samus.bin extract -n mrc.bin -f mrc.bin
170    cbfstool samus.bin extract -n fallback/refcode -f refcode.bin -U
171
172 Note that the -U flag is only supported by the latest cbfstool. It unpacks
173 and decompresses the stage to produce a coreboot rmodule. This is a simple
174 representation of an ELF file. You need the patch "Support decoding a stage
175 with compression".
176
177 Put all 5 files into board/google/chromebook_samus.
178
179 Now you can build U-Boot and obtain u-boot.rom:
180
181 $ make chromebook_link_defconfig
182 $ make all
183
184 If you are using em100, then this command will flash write -Boot:
185
186    em100 -s -d filename.rom -c W25Q64CV -r
187
188 ---
189
190 Intel Crown Bay specific instructions for bare mode:
191
192 U-Boot support of Intel Crown Bay board [4] relies on a binary blob called
193 Firmware Support Package [5] to perform all the necessary initialization steps
194 as documented in the BIOS Writer Guide, including initialization of the CPU,
195 memory controller, chipset and certain bus interfaces.
196
197 Download the Intel FSP for Atom E6xx series and Platform Controller Hub EG20T,
198 install it on your host and locate the FSP binary blob. Note this platform
199 also requires a Chipset Micro Code (CMC) state machine binary to be present in
200 the SPI flash where u-boot.rom resides, and this CMC binary blob can be found
201 in this FSP package too.
202
203 * ./FSP/QUEENSBAY_FSP_GOLD_001_20-DECEMBER-2013.fd
204 * ./Microcode/C0_22211.BIN
205
206 Rename the first one to fsp.bin and second one to cmc.bin and put them in the
207 board directory.
208
209 Note the FSP release version 001 has a bug which could cause random endless
210 loop during the FspInit call. This bug was published by Intel although Intel
211 did not describe any details. We need manually apply the patch to the FSP
212 binary using any hex editor (eg: bvi). Go to the offset 0x1fcd8 of the FSP
213 binary, change the following five bytes values from orginally E8 42 FF FF FF
214 to B8 00 80 0B 00.
215
216 As for the video ROM, you need manually extract it from the Intel provided
217 BIOS for Crown Bay here [6], using the AMI MMTool [7]. Check PCI option ROM
218 ID 8086:4108, extract and save it as vga.bin in the board directory.
219
220 Now you can build U-Boot and obtain u-boot.rom
221
222 $ make crownbay_defconfig
223 $ make all
224
225 ---
226
227 Intel Cougar Canyon 2 specific instructions for bare mode:
228
229 This uses Intel FSP for 3rd generation Intel Core and Intel Celeron processors
230 with mobile Intel HM76 and QM77 chipsets platform. Download it from Intel FSP
231 website and put the .fd file (CHIEFRIVER_FSP_GOLD_001_09-OCTOBER-2013.fd at the
232 time of writing) in the board directory and rename it to fsp.bin.
233
234 Now build U-Boot and obtain u-boot.rom
235
236 $ make cougarcanyon2_defconfig
237 $ make all
238
239 The board has two 8MB SPI flashes mounted, which are called SPI-0 and SPI-1 in
240 the board manual. The SPI-0 flash should have flash descriptor plus ME firmware
241 and SPI-1 flash is used to store U-Boot. For convenience, the complete 8MB SPI-0
242 flash image is included in the FSP package (named Rom00_8M_MB_PPT.bin). Program
243 this image to the SPI-0 flash according to the board manual just once and we are
244 all set. For programming U-Boot we just need to program SPI-1 flash. Since the
245 default u-boot.rom image for this board is set to 2MB, it should be programmed
246 to the last 2MB of the 8MB chip, address range [600000, 7FFFFF].
247
248 ---
249
250 Intel Bay Trail based board instructions for bare mode:
251
252 This uses as FSP as with Crown Bay, except it is for the Atom E3800 series.
253 Two boards that use this configuration are Bayley Bay and Minnowboard MAX.
254 Download this and get the .fd file (BAYTRAIL_FSP_GOLD_003_16-SEP-2014.fd at
255 the time of writing). Put it in the corresponding board directory and rename
256 it to fsp.bin.
257
258 Obtain the VGA RAM (Vga.dat at the time of writing) and put it into the same
259 board directory as vga.bin.
260
261 You still need two more binary blobs. For Bayley Bay, they can be extracted
262 from the sample SPI image provided in the FSP (SPI.bin at the time of writing).
263
264    $ ./tools/ifdtool -x BayleyBay/SPI.bin
265    $ cp flashregion_0_flashdescriptor.bin board/intel/bayleybay/descriptor.bin
266    $ cp flashregion_2_intel_me.bin board/intel/bayleybay/me.bin
267
268 For Minnowboard MAX, we can reuse the same ME firmware above, but for flash
269 descriptor, we need get that somewhere else, as the one above does not seem to
270 work, probably because it is not designed for the Minnowboard MAX. Now download
271 the original firmware image for this board from:
272
273 http://firmware.intel.com/sites/default/files/2014-WW42.4-MinnowBoardMax.73-64-bit.bin_Release.zip
274
275 Unzip it:
276
277    $ unzip 2014-WW42.4-MinnowBoardMax.73-64-bit.bin_Release.zip
278
279 Use ifdtool in the U-Boot tools directory to extract the images from that
280 file, for example:
281
282    $ ./tools/ifdtool -x MNW2MAX1.X64.0073.R02.1409160934.bin
283
284 This will provide the descriptor file - copy this into the correct place:
285
286    $ cp flashregion_0_flashdescriptor.bin board/intel/minnowmax/descriptor.bin
287
288 Now you can build U-Boot and obtain u-boot.rom
289 Note: below are examples/information for Minnowboard MAX.
290
291 $ make minnowmax_defconfig
292 $ make all
293
294 Checksums are as follows (but note that newer versions will invalidate this):
295
296 $ md5sum -b board/intel/minnowmax/*.bin
297 ffda9a3b94df5b74323afb328d51e6b4  board/intel/minnowmax/descriptor.bin
298 69f65b9a580246291d20d08cbef9d7c5  board/intel/minnowmax/fsp.bin
299 894a97d371544ec21de9c3e8e1716c4b  board/intel/minnowmax/me.bin
300 a2588537da387da592a27219d56e9962  board/intel/minnowmax/vga.bin
301
302 The ROM image is broken up into these parts:
303
304 Offset   Description         Controlling config
305 ------------------------------------------------------------
306 000000   descriptor.bin      Hard-coded to 0 in ifdtool
307 001000   me.bin              Set by the descriptor
308 500000   <spare>
309 6ef000   Environment         CONFIG_ENV_OFFSET
310 6f0000   MRC cache           CONFIG_ENABLE_MRC_CACHE
311 700000   u-boot-dtb.bin      CONFIG_SYS_TEXT_BASE
312 7b0000   vga.bin             CONFIG_VGA_BIOS_ADDR
313 7c0000   fsp.bin             CONFIG_FSP_ADDR
314 7f8000   <spare>             (depends on size of fsp.bin)
315 7ff800   U-Boot 16-bit boot  CONFIG_SYS_X86_START16
316
317 Overall ROM image size is controlled by CONFIG_ROM_SIZE.
318
319 Note that the debug version of the FSP is bigger in size. If this version
320 is used, CONFIG_FSP_ADDR needs to be configured to 0xfffb0000 instead of
321 the default value 0xfffc0000.
322
323 ---
324
325 Intel Cherry Hill specific instructions for bare mode:
326
327 This uses Intel FSP for Braswell platform. Download it from Intel FSP website,
328 put the .fd file to the board directory and rename it to fsp.bin.
329
330 Extract descriptor.bin and me.bin from the original BIOS on the board using
331 ifdtool and put them to the board directory as well.
332
333 Note the FSP package for Braswell does not ship a traditional legacy VGA BIOS
334 image for the integrated graphics device. Instead a new binary called Video
335 BIOS Table (VBT) is shipped. Put it to the board directory and rename it to
336 vbt.bin if you want graphics support in U-Boot.
337
338 Now you can build U-Boot and obtain u-boot.rom
339
340 $ make cherryhill_defconfig
341 $ make all
342
343 An important note for programming u-boot.rom to the on-board SPI flash is that
344 you need make sure the SPI flash's 'quad enable' bit in its status register
345 matches the settings in the descriptor.bin, otherwise the board won't boot.
346
347 For the on-board SPI flash MX25U6435F, this can be done by writing 0x40 to the
348 status register by DediProg in: Config > Modify Status Register > Write Status
349 Register(s) > Register1 Value(Hex). This is is a one-time change. Once set, it
350 persists in SPI flash part regardless of the u-boot.rom image burned.
351
352 ---
353
354 Intel Galileo instructions for bare mode:
355
356 Only one binary blob is needed for Remote Management Unit (RMU) within Intel
357 Quark SoC. Not like FSP, U-Boot does not call into the binary. The binary is
358 needed by the Quark SoC itself.
359
360 You can get the binary blob from Quark Board Support Package from Intel website:
361
362 * ./QuarkSocPkg/QuarkNorthCluster/Binary/QuarkMicrocode/RMU.bin
363
364 Rename the file and put it to the board directory by:
365
366    $ cp RMU.bin board/intel/galileo/rmu.bin
367
368 Now you can build U-Boot and obtain u-boot.rom
369
370 $ make galileo_defconfig
371 $ make all
372
373 ---
374
375 QEMU x86 target instructions for bare mode:
376
377 To build u-boot.rom for QEMU x86 targets, just simply run
378
379 $ make qemu-x86_defconfig
380 $ make all
381
382 Note this default configuration will build a U-Boot for the QEMU x86 i440FX
383 board. To build a U-Boot against QEMU x86 Q35 board, you can change the build
384 configuration during the 'make menuconfig' process like below:
385
386 Device Tree Control  --->
387         ...
388         (qemu-x86_q35) Default Device Tree for DT control
389
390 Test with coreboot
391 ------------------
392 For testing U-Boot as the coreboot payload, there are things that need be paid
393 attention to. coreboot supports loading an ELF executable and a 32-bit plain
394 binary, as well as other supported payloads. With the default configuration,
395 U-Boot is set up to use a separate Device Tree Blob (dtb). As of today, the
396 generated u-boot-dtb.bin needs to be packaged by the cbfstool utility (a tool
397 provided by coreboot) manually as coreboot's 'make menuconfig' does not provide
398 this capability yet. The command is as follows:
399
400 # in the coreboot root directory
401 $ ./build/util/cbfstool/cbfstool build/coreboot.rom add-flat-binary \
402   -f u-boot-dtb.bin -n fallback/payload -c lzma -l 0x1110000 -e 0x1110000
403
404 Make sure 0x1110000 matches CONFIG_SYS_TEXT_BASE, which is the symbol address
405 of _x86boot_start (in arch/x86/cpu/start.S).
406
407 If you want to use ELF as the coreboot payload, change U-Boot configuration to
408 use CONFIG_OF_EMBED instead of CONFIG_OF_SEPARATE.
409
410 To enable video you must enable these options in coreboot:
411
412    - Set framebuffer graphics resolution (1280x1024 32k-color (1:5:5))
413    - Keep VESA framebuffer
414
415 And include coreboot_fb.dtsi in your board's device tree source file, like:
416
417    /include/ "coreboot_fb.dtsi"
418
419 At present it seems that for Minnowboard Max, coreboot does not pass through
420 the video information correctly (it always says the resolution is 0x0). This
421 works correctly for link though.
422
423 Note: coreboot framebuffer driver does not work on QEMU. The reason is unknown
424 at this point. Patches are welcome if you figure out anything wrong.
425
426 Test with QEMU for bare mode
427 ----------------------------
428 QEMU is a fancy emulator that can enable us to test U-Boot without access to
429 a real x86 board. Please make sure your QEMU version is 2.3.0 or above test
430 U-Boot. To launch QEMU with u-boot.rom, call QEMU as follows:
431
432 $ qemu-system-i386 -nographic -bios path/to/u-boot.rom
433
434 This will instantiate an emulated x86 board with i440FX and PIIX chipset. QEMU
435 also supports emulating an x86 board with Q35 and ICH9 based chipset, which is
436 also supported by U-Boot. To instantiate such a machine, call QEMU with:
437
438 $ qemu-system-i386 -nographic -bios path/to/u-boot.rom -M q35
439
440 Note by default QEMU instantiated boards only have 128 MiB system memory. But
441 it is enough to have U-Boot boot and function correctly. You can increase the
442 system memory by pass '-m' parameter to QEMU if you want more memory:
443
444 $ qemu-system-i386 -nographic -bios path/to/u-boot.rom -m 1024
445
446 This creates a board with 1 GiB system memory. Currently U-Boot for QEMU only
447 supports 3 GiB maximum system memory and reserves the last 1 GiB address space
448 for PCI device memory-mapped I/O and other stuff, so the maximum value of '-m'
449 would be 3072.
450
451 QEMU emulates a graphic card which U-Boot supports. Removing '-nographic' will
452 show QEMU's VGA console window. Note this will disable QEMU's serial output.
453 If you want to check both consoles, use '-serial stdio'.
454
455 Multicore is also supported by QEMU via '-smp n' where n is the number of cores
456 to instantiate. Note, the maximum supported CPU number in QEMU is 255.
457
458 The fw_cfg interface in QEMU also provides information about kernel data,
459 initrd, command-line arguments and more. U-Boot supports directly accessing
460 these informtion from fw_cfg interface, which saves the time of loading them
461 from hard disk or network again, through emulated devices. To use it , simply
462 providing them in QEMU command line:
463
464 $ qemu-system-i386 -nographic -bios path/to/u-boot.rom -m 1024 -kernel /path/to/bzImage
465     -append 'root=/dev/ram console=ttyS0' -initrd /path/to/initrd -smp 8
466
467 Note: -initrd and -smp are both optional
468
469 Then start QEMU, in U-Boot command line use the following U-Boot command to
470 setup kernel:
471
472  => qfw
473 qfw - QEMU firmware interface
474
475 Usage:
476 qfw <command>
477     - list                             : print firmware(s) currently loaded
478     - cpus                             : print online cpu number
479     - load <kernel addr> <initrd addr> : load kernel and initrd (if any) and setup for zboot
480
481 => qfw load
482 loading kernel to address 01000000 size 5d9d30 initrd 04000000 size 1b1ab50
483
484 Here the kernel (bzImage) is loaded to 01000000 and initrd is to 04000000. Then,
485 'zboot' can be used to boot the kernel:
486
487 => zboot 01000000 - 04000000 1b1ab50
488
489 Updating U-Boot on Edison
490 -------------------------
491 By default Intel Edison boards are shipped with preinstalled heavily
492 patched U-Boot v2014.04. Though it supports DFU which we may be able to
493 use.
494
495 1. Prepare u-boot.bin as described in chapter above. You still need one
496 more step (if and only if you have original U-Boot), i.e. run the
497 following command:
498
499 $ truncate -s %4096 u-boot.bin
500
501 2. Run your board and interrupt booting to U-Boot console. In the console
502 call:
503
504  => run do_force_flash_os
505
506 3. Wait for few seconds, it will prepare environment variable and runs
507 DFU. Run DFU command from the host system:
508
509 $ dfu-util -v -d 8087:0a99 --alt u-boot0 -D u-boot.bin
510
511 4. Return to U-Boot console and following hint. i.e. push Ctrl+C, and
512 reset the board:
513
514  => reset
515
516 CPU Microcode
517 -------------
518 Modern CPUs usually require a special bit stream called microcode [8] to be
519 loaded on the processor after power up in order to function properly. U-Boot
520 has already integrated these as hex dumps in the source tree.
521
522 SMP Support
523 -----------
524 On a multicore system, U-Boot is executed on the bootstrap processor (BSP).
525 Additional application processors (AP) can be brought up by U-Boot. In order to
526 have an SMP kernel to discover all of the available processors, U-Boot needs to
527 prepare configuration tables which contain the multi-CPUs information before
528 loading the OS kernel. Currently U-Boot supports generating two types of tables
529 for SMP, called Simple Firmware Interface (SFI) [9] and Multi-Processor (MP)
530 [10] tables. The writing of these two tables are controlled by two Kconfig
531 options GENERATE_SFI_TABLE and GENERATE_MP_TABLE.
532
533 Driver Model
534 ------------
535 x86 has been converted to use driver model for serial, GPIO, SPI, SPI flash,
536 keyboard, real-time clock, USB. Video is in progress.
537
538 Device Tree
539 -----------
540 x86 uses device tree to configure the board thus requires CONFIG_OF_CONTROL to
541 be turned on. Not every device on the board is configured via device tree, but
542 more and more devices will be added as time goes by. Check out the directory
543 arch/x86/dts/ for these device tree source files.
544
545 Useful Commands
546 ---------------
547 In keeping with the U-Boot philosophy of providing functions to check and
548 adjust internal settings, there are several x86-specific commands that may be
549 useful:
550
551 fsp  - Display information about Intel Firmware Support Package (FSP).
552          This is only available on platforms which use FSP, mostly Atom.
553 iod  - Display I/O memory
554 iow  - Write I/O memory
555 mtrr - List and set the Memory Type Range Registers (MTRR). These are used to
556          tell the CPU whether memory is cacheable and if so the cache write
557          mode to use. U-Boot sets up some reasonable values but you can
558          adjust then with this command.
559
560 Booting Ubuntu
561 --------------
562 As an example of how to set up your boot flow with U-Boot, here are
563 instructions for starting Ubuntu from U-Boot. These instructions have been
564 tested on Minnowboard MAX with a SATA drive but are equally applicable on
565 other platforms and other media. There are really only four steps and it's a
566 very simple script, but a more detailed explanation is provided here for
567 completeness.
568
569 Note: It is possible to set up U-Boot to boot automatically using syslinux.
570 It could also use the grub.cfg file (/efi/ubuntu/grub.cfg) to obtain the
571 GUID. If you figure these out, please post patches to this README.
572
573 Firstly, you will need Ubuntu installed on an available disk. It should be
574 possible to make U-Boot start a USB start-up disk but for now let's assume
575 that you used another boot loader to install Ubuntu.
576
577 Use the U-Boot command line to find the UUID of the partition you want to
578 boot. For example our disk is SCSI device 0:
579
580 => part list scsi 0
581
582 Partition Map for SCSI device 0  --   Partition Type: EFI
583
584    Part Start LBA       End LBA         Name
585         Attributes
586         Type GUID
587         Partition GUID
588    1    0x00000800      0x001007ff      ""
589         attrs:  0x0000000000000000
590         type:   c12a7328-f81f-11d2-ba4b-00a0c93ec93b
591         guid:   9d02e8e4-4d59-408f-a9b0-fd497bc9291c
592    2    0x00100800      0x037d8fff      ""
593         attrs:  0x0000000000000000
594         type:   0fc63daf-8483-4772-8e79-3d69d8477de4
595         guid:   965c59ee-1822-4326-90d2-b02446050059
596    3    0x037d9000      0x03ba27ff      ""
597         attrs:  0x0000000000000000
598         type:   0657fd6d-a4ab-43c4-84e5-0933c84b4f4f
599         guid:   2c4282bd-1e82-4bcf-a5ff-51dedbf39f17
600    =>
601
602 This shows that your SCSI disk has three partitions. The really long hex
603 strings are called Globally Unique Identifiers (GUIDs). You can look up the
604 'type' ones here [11]. On this disk the first partition is for EFI and is in
605 VFAT format (DOS/Windows):
606
607    => fatls scsi 0:1
608                efi/
609
610    0 file(s), 1 dir(s)
611
612
613 Partition 2 is 'Linux filesystem data' so that will be our root disk. It is
614 in ext2 format:
615
616    => ext2ls scsi 0:2
617    <DIR>       4096 .
618    <DIR>       4096 ..
619    <DIR>      16384 lost+found
620    <DIR>       4096 boot
621    <DIR>      12288 etc
622    <DIR>       4096 media
623    <DIR>       4096 bin
624    <DIR>       4096 dev
625    <DIR>       4096 home
626    <DIR>       4096 lib
627    <DIR>       4096 lib64
628    <DIR>       4096 mnt
629    <DIR>       4096 opt
630    <DIR>       4096 proc
631    <DIR>       4096 root
632    <DIR>       4096 run
633    <DIR>      12288 sbin
634    <DIR>       4096 srv
635    <DIR>       4096 sys
636    <DIR>       4096 tmp
637    <DIR>       4096 usr
638    <DIR>       4096 var
639    <SYM>         33 initrd.img
640    <SYM>         30 vmlinuz
641    <DIR>       4096 cdrom
642    <SYM>         33 initrd.img.old
643    =>
644
645 and if you look in the /boot directory you will see the kernel:
646
647    => ext2ls scsi 0:2 /boot
648    <DIR>       4096 .
649    <DIR>       4096 ..
650    <DIR>       4096 efi
651    <DIR>       4096 grub
652             3381262 System.map-3.13.0-32-generic
653             1162712 abi-3.13.0-32-generic
654              165611 config-3.13.0-32-generic
655              176500 memtest86+.bin
656              178176 memtest86+.elf
657              178680 memtest86+_multiboot.bin
658             5798112 vmlinuz-3.13.0-32-generic
659              165762 config-3.13.0-58-generic
660             1165129 abi-3.13.0-58-generic
661             5823136 vmlinuz-3.13.0-58-generic
662            19215259 initrd.img-3.13.0-58-generic
663             3391763 System.map-3.13.0-58-generic
664             5825048 vmlinuz-3.13.0-58-generic.efi.signed
665            28304443 initrd.img-3.13.0-32-generic
666    =>
667
668 The 'vmlinuz' files contain a packaged Linux kernel. The format is a kind of
669 self-extracting compressed file mixed with some 'setup' configuration data.
670 Despite its size (uncompressed it is >10MB) this only includes a basic set of
671 device drivers, enough to boot on most hardware types.
672
673 The 'initrd' files contain a RAM disk. This is something that can be loaded
674 into RAM and will appear to Linux like a disk. Ubuntu uses this to hold lots
675 of drivers for whatever hardware you might have. It is loaded before the
676 real root disk is accessed.
677
678 The numbers after the end of each file are the version. Here it is Linux
679 version 3.13. You can find the source code for this in the Linux tree with
680 the tag v3.13. The '.0' allows for additional Linux releases to fix problems,
681 but normally this is not needed. The '-58' is used by Ubuntu. Each time they
682 release a new kernel they increment this number. New Ubuntu versions might
683 include kernel patches to fix reported bugs. Stable kernels can exist for
684 some years so this number can get quite high.
685
686 The '.efi.signed' kernel is signed for EFI's secure boot. U-Boot has its own
687 secure boot mechanism - see [12] [13] and cannot read .efi files at present.
688
689 To boot Ubuntu from U-Boot the steps are as follows:
690
691 1. Set up the boot arguments. Use the GUID for the partition you want to
692 boot:
693
694    => setenv bootargs root=/dev/disk/by-partuuid/965c59ee-1822-4326-90d2-b02446050059 ro
695
696 Here root= tells Linux the location of its root disk. The disk is specified
697 by its GUID, using '/dev/disk/by-partuuid/', a Linux path to a 'directory'
698 containing all the GUIDs Linux has found. When it starts up, there will be a
699 file in that directory with this name in it. It is also possible to use a
700 device name here, see later.
701
702 2. Load the kernel. Since it is an ext2/4 filesystem we can do:
703
704    => ext2load scsi 0:2 03000000 /boot/vmlinuz-3.13.0-58-generic
705
706 The address 30000000 is arbitrary, but there seem to be problems with using
707 small addresses (sometimes Linux cannot find the ramdisk). This is 48MB into
708 the start of RAM (which is at 0 on x86).
709
710 3. Load the ramdisk (to 64MB):
711
712    => ext2load scsi 0:2 04000000 /boot/initrd.img-3.13.0-58-generic
713
714 4. Start up the kernel. We need to know the size of the ramdisk, but can use
715 a variable for that. U-Boot sets 'filesize' to the size of the last file it
716 loaded.
717
718    => zboot 03000000 0 04000000 ${filesize}
719
720 Type 'help zboot' if you want to see what the arguments are. U-Boot on x86 is
721 quite verbose when it boots a kernel. You should see these messages from
722 U-Boot:
723
724    Valid Boot Flag
725    Setup Size = 0x00004400
726    Magic signature found
727    Using boot protocol version 2.0c
728    Linux kernel version 3.13.0-58-generic (buildd@allspice) #97-Ubuntu SMP Wed Jul 8 02:56:15 UTC 2015
729    Building boot_params at 0x00090000
730    Loading bzImage at address 100000 (5805728 bytes)
731    Magic signature found
732    Initial RAM disk at linear address 0x04000000, size 19215259 bytes
733    Kernel command line: "root=/dev/disk/by-partuuid/965c59ee-1822-4326-90d2-b02446050059 ro"
734
735    Starting kernel ...
736
737 U-Boot prints out some bootstage timing. This is more useful if you put the
738 above commands into a script since then it will be faster.
739
740    Timer summary in microseconds:
741           Mark    Elapsed  Stage
742              0          0  reset
743        241,535    241,535  board_init_r
744      2,421,611  2,180,076  id=64
745      2,421,790        179  id=65
746      2,428,215      6,425  main_loop
747     48,860,584 46,432,369  start_kernel
748
749    Accumulated time:
750                   240,329  ahci
751                 1,422,704  vesa display
752
753 Now the kernel actually starts: (if you want to examine kernel boot up message
754 on the serial console, append "console=ttyS0,115200" to the kernel command line)
755
756    [    0.000000] Initializing cgroup subsys cpuset
757    [    0.000000] Initializing cgroup subsys cpu
758    [    0.000000] Initializing cgroup subsys cpuacct
759    [    0.000000] Linux version 3.13.0-58-generic (buildd@allspice) (gcc version 4.8.2 (Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1) ) #97-Ubuntu SMP Wed Jul 8 02:56:15 UTC 2015 (Ubuntu 3.13.0-58.97-generic 3.13.11-ckt22)
760    [    0.000000] Command line: root=/dev/disk/by-partuuid/965c59ee-1822-4326-90d2-b02446050059 ro console=ttyS0,115200
761
762 It continues for a long time. Along the way you will see it pick up your
763 ramdisk:
764
765    [    0.000000] RAMDISK: [mem 0x04000000-0x05253fff]
766 ...
767    [    0.788540] Trying to unpack rootfs image as initramfs...
768    [    1.540111] Freeing initrd memory: 18768K (ffff880004000000 - ffff880005254000)
769 ...
770
771 Later it actually starts using it:
772
773    Begin: Running /scripts/local-premount ... done.
774
775 You should also see your boot disk turn up:
776
777    [    4.357243] scsi 1:0:0:0: Direct-Access     ATA      ADATA SP310      5.2  PQ: 0 ANSI: 5
778    [    4.366860] sd 1:0:0:0: [sda] 62533296 512-byte logical blocks: (32.0 GB/29.8 GiB)
779    [    4.375677] sd 1:0:0:0: Attached scsi generic sg0 type 0
780    [    4.381859] sd 1:0:0:0: [sda] Write Protect is off
781    [    4.387452] sd 1:0:0:0: [sda] Write cache: enabled, read cache: enabled, doesn't support DPO or FUA
782    [    4.399535]  sda: sda1 sda2 sda3
783
784 Linux has found the three partitions (sda1-3). Mercifully it doesn't print out
785 the GUIDs. In step 1 above we could have used:
786
787    setenv bootargs root=/dev/sda2 ro
788
789 instead of the GUID. However if you add another drive to your board the
790 numbering may change whereas the GUIDs will not. So if your boot partition
791 becomes sdb2, it will still boot. For embedded systems where you just want to
792 boot the first disk, you have that option.
793
794 The last thing you will see on the console is mention of plymouth (which
795 displays the Ubuntu start-up screen) and a lot of 'Starting' messages:
796
797  * Starting Mount filesystems on boot                                    [ OK ]
798
799 After a pause you should see a login screen on your display and you are done.
800
801 If you want to put this in a script you can use something like this:
802
803    setenv bootargs root=UUID=b2aaf743-0418-4d90-94cc-3e6108d7d968 ro
804    setenv boot zboot 03000000 0 04000000 \${filesize}
805    setenv bootcmd "ext2load scsi 0:2 03000000 /boot/vmlinuz-3.13.0-58-generic; ext2load scsi 0:2 04000000 /boot/initrd.img-3.13.0-58-generic; run boot"
806    saveenv
807
808 The \ is to tell the shell not to evaluate ${filesize} as part of the setenv
809 command.
810
811 You can also bake this behaviour into your build by hard-coding the
812 environment variables if you add this to minnowmax.h:
813
814 #undef CONFIG_BOOTCOMMAND
815 #define CONFIG_BOOTCOMMAND      \
816         "ext2load scsi 0:2 03000000 /boot/vmlinuz-3.13.0-58-generic; " \
817         "ext2load scsi 0:2 04000000 /boot/initrd.img-3.13.0-58-generic; " \
818         "run boot"
819
820 #undef CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS
821 #define CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS "boot=zboot 03000000 0 04000000 ${filesize}"
822
823 and change CONFIG_BOOTARGS value in configs/minnowmax_defconfig to:
824
825 CONFIG_BOOTARGS="root=/dev/sda2 ro"
826
827 Test with SeaBIOS
828 -----------------
829 SeaBIOS [14] is an open source implementation of a 16-bit x86 BIOS. It can run
830 in an emulator or natively on x86 hardware with the use of U-Boot. With its
831 help, we can boot some OSes that require 16-bit BIOS services like Windows/DOS.
832
833 As U-Boot, we have to manually create a table where SeaBIOS gets various system
834 information (eg: E820) from. The table unfortunately has to follow the coreboot
835 table format as SeaBIOS currently supports booting as a coreboot payload.
836
837 To support loading SeaBIOS, U-Boot should be built with CONFIG_SEABIOS on.
838 Booting SeaBIOS is done via U-Boot's bootelf command, like below:
839
840    => tftp bios.bin.elf;bootelf
841    Using e1000#0 device
842    TFTP from server 10.10.0.100; our IP address is 10.10.0.108
843    ...
844    Bytes transferred = 122124 (1dd0c hex)
845    ## Starting application at 0x000ff06e ...
846    SeaBIOS (version rel-1.9.0)
847    ...
848
849 bios.bin.elf is the SeaBIOS image built from SeaBIOS source tree.
850 Make sure it is built as follows:
851
852    $ make menuconfig
853
854 Inside the "General Features" menu, select "Build for coreboot" as the
855 "Build Target". Inside the "Debugging" menu, turn on "Serial port debugging"
856 so that we can see something as soon as SeaBIOS boots. Leave other options
857 as in their default state. Then,
858
859    $ make
860    ...
861    Total size: 121888  Fixed: 66496  Free: 9184 (used 93.0% of 128KiB rom)
862    Creating out/bios.bin.elf
863
864 Currently this is tested on QEMU x86 target with U-Boot chain-loading SeaBIOS
865 to install/boot a Windows XP OS (below for example command to install Windows).
866
867    # Create a 10G disk.img as the virtual hard disk
868    $ qemu-img create -f qcow2 disk.img 10G
869
870    # Install a Windows XP OS from an ISO image 'winxp.iso'
871    $ qemu-system-i386 -serial stdio -bios u-boot.rom -hda disk.img -cdrom winxp.iso -smp 2 -m 512
872
873    # Boot a Windows XP OS installed on the virutal hard disk
874    $ qemu-system-i386 -serial stdio -bios u-boot.rom -hda disk.img -smp 2 -m 512
875
876 This is also tested on Intel Crown Bay board with a PCIe graphics card, booting
877 SeaBIOS then chain-loading a GRUB on a USB drive, then Linux kernel finally.
878
879 If you are using Intel Integrated Graphics Device (IGD) as the primary display
880 device on your board, SeaBIOS needs to be patched manually to get its VGA ROM
881 loaded and run by SeaBIOS. SeaBIOS locates VGA ROM via the PCI expansion ROM
882 register, but IGD device does not have its VGA ROM mapped by this register.
883 Its VGA ROM is packaged as part of u-boot.rom at a configurable flash address
884 which is unknown to SeaBIOS. An example patch is needed for SeaBIOS below:
885
886 diff --git a/src/optionroms.c b/src/optionroms.c
887 index 65f7fe0..c7b6f5e 100644
888 --- a/src/optionroms.c
889 +++ b/src/optionroms.c
890 @@ -324,6 +324,8 @@ init_pcirom(struct pci_device *pci, int isvga, u64 *sources)
891          rom = deploy_romfile(file);
892      else if (RunPCIroms > 1 || (RunPCIroms == 1 && isvga))
893          rom = map_pcirom(pci);
894 +    if (pci->bdf == pci_to_bdf(0, 2, 0))
895 +        rom = (struct rom_header *)0xfff90000;
896      if (! rom)
897          // No ROM present.
898          return;
899
900 Note: the patch above expects IGD device is at PCI b.d.f 0.2.0 and its VGA ROM
901 is at 0xfff90000 which corresponds to CONFIG_VGA_BIOS_ADDR on Minnowboard MAX.
902 Change these two accordingly if this is not the case on your board.
903
904 Development Flow
905 ----------------
906 These notes are for those who want to port U-Boot to a new x86 platform.
907
908 Since x86 CPUs boot from SPI flash, a SPI flash emulator is a good investment.
909 The Dediprog em100 can be used on Linux. The em100 tool is available here:
910
911    http://review.coreboot.org/p/em100.git
912
913 On Minnowboard Max the following command line can be used:
914
915    sudo em100 -s -p LOW -d u-boot.rom -c W25Q64DW -r
916
917 A suitable clip for connecting over the SPI flash chip is here:
918
919    http://www.dediprog.com/pd/programmer-accessories/EM-TC-8
920
921 This allows you to override the SPI flash contents for development purposes.
922 Typically you can write to the em100 in around 1200ms, considerably faster
923 than programming the real flash device each time. The only important
924 limitation of the em100 is that it only supports SPI bus speeds up to 20MHz.
925 This means that images must be set to boot with that speed. This is an
926 Intel-specific feature - e.g. tools/ifttool has an option to set the SPI
927 speed in the SPI descriptor region.
928
929 If your chip/board uses an Intel Firmware Support Package (FSP) it is fairly
930 easy to fit it in. You can follow the Minnowboard Max implementation, for
931 example. Hopefully you will just need to create new files similar to those
932 in arch/x86/cpu/baytrail which provide Bay Trail support.
933
934 If you are not using an FSP you have more freedom and more responsibility.
935 The ivybridge support works this way, although it still uses a ROM for
936 graphics and still has binary blobs containing Intel code. You should aim to
937 support all important peripherals on your platform including video and storage.
938 Use the device tree for configuration where possible.
939
940 For the microcode you can create a suitable device tree file using the
941 microcode tool:
942
943   ./tools/microcode-tool -d microcode.dat -m <model> create
944
945 or if you only have header files and not the full Intel microcode.dat database:
946
947   ./tools/microcode-tool -H BAY_TRAIL_FSP_KIT/Microcode/M0130673322.h \
948         -H BAY_TRAIL_FSP_KIT/Microcode/M0130679901.h \
949         -m all create
950
951 These are written to arch/x86/dts/microcode/ by default.
952
953 Note that it is possible to just add the micrcode for your CPU if you know its
954 model. U-Boot prints this information when it starts
955
956    CPU: x86_64, vendor Intel, device 30673h
957
958 so here we can use the M0130673322 file.
959
960 If you platform can display POST codes on two little 7-segment displays on
961 the board, then you can use post_code() calls from C or assembler to monitor
962 boot progress. This can be good for debugging.
963
964 If not, you can try to get serial working as early as possible. The early
965 debug serial port may be useful here. See setup_internal_uart() for an example.
966
967 During the U-Boot porting, one of the important steps is to write correct PIRQ
968 routing information in the board device tree. Without it, device drivers in the
969 Linux kernel won't function correctly due to interrupt is not working. Please
970 refer to U-Boot doc [15] for the device tree bindings of Intel interrupt router.
971 Here we have more details on the intel,pirq-routing property below.
972
973         intel,pirq-routing = <
974                 PCI_BDF(0, 2, 0) INTA PIRQA
975                 ...
976         >;
977
978 As you see each entry has 3 cells. For the first one, we need describe all pci
979 devices mounted on the board. For SoC devices, normally there is a chapter on
980 the chipset datasheet which lists all the available PCI devices. For example on
981 Bay Trail, this is chapter 4.3 (PCI configuration space). For the second one, we
982 can get the interrupt pin either from datasheet or hardware via U-Boot shell.
983 The reliable source is the hardware as sometimes chipset datasheet is not 100%
984 up-to-date. Type 'pci header' plus the device's pci bus/device/function number
985 from U-Boot shell below.
986
987   => pci header 0.1e.1
988     vendor ID =                 0x8086
989     device ID =                 0x0f08
990     ...
991     interrupt line =            0x09
992     interrupt pin =             0x04
993     ...
994
995 It shows this PCI device is using INTD pin as it reports 4 in the interrupt pin
996 register. Repeat this until you get interrupt pins for all the devices. The last
997 cell is the PIRQ line which a particular interrupt pin is mapped to. On Intel
998 chipset, the power-up default mapping is INTA/B/C/D maps to PIRQA/B/C/D. This
999 can be changed by registers in LPC bridge. So far Intel FSP does not touch those
1000 registers so we can write down the PIRQ according to the default mapping rule.
1001
1002 Once we get the PIRQ routing information in the device tree, the interrupt
1003 allocation and assignment will be done by U-Boot automatically. Now you can
1004 enable CONFIG_GENERATE_PIRQ_TABLE for testing Linux kernel using i8259 PIC and
1005 CONFIG_GENERATE_MP_TABLE for testing Linux kernel using local APIC and I/O APIC.
1006
1007 This script might be useful. If you feed it the output of 'pci long' from
1008 U-Boot then it will generate a device tree fragment with the interrupt
1009 configuration for each device (note it needs gawk 4.0.0):
1010
1011    $ cat console_output |awk '/PCI/ {device=$4} /interrupt line/ {line=$4} \
1012         /interrupt pin/ {pin = $4; if (pin != "0x00" && pin != "0xff") \
1013         {patsplit(device, bdf, "[0-9a-f]+"); \
1014         printf "PCI_BDF(%d, %d, %d) INT%c PIRQ%c\n", strtonum("0x" bdf[1]), \
1015         strtonum("0x" bdf[2]), bdf[3], strtonum(pin) + 64, 64 + strtonum(pin)}}'
1016
1017 Example output:
1018    PCI_BDF(0, 2, 0) INTA PIRQA
1019    PCI_BDF(0, 3, 0) INTA PIRQA
1020 ...
1021
1022 Porting Hints
1023 -------------
1024
1025 Quark-specific considerations:
1026
1027 To port U-Boot to other boards based on the Intel Quark SoC, a few things need
1028 to be taken care of. The first important part is the Memory Reference Code (MRC)
1029 parameters. Quark MRC supports memory-down configuration only. All these MRC
1030 parameters are supplied via the board device tree. To get started, first copy
1031 the MRC section of arch/x86/dts/galileo.dts to your board's device tree, then
1032 change these values by consulting board manuals or your hardware vendor.
1033 Available MRC parameter values are listed in include/dt-bindings/mrc/quark.h.
1034 The other tricky part is with PCIe. Quark SoC integrates two PCIe root ports,
1035 but by default they are held in reset after power on. In U-Boot, PCIe
1036 initialization is properly handled as per Quark's firmware writer guide.
1037 In your board support codes, you need provide two routines to aid PCIe
1038 initialization, which are board_assert_perst() and board_deassert_perst().
1039 The two routines need implement a board-specific mechanism to assert/deassert
1040 PCIe PERST# pin. Care must be taken that in those routines that any APIs that
1041 may trigger PCI enumeration process are strictly forbidden, as any access to
1042 PCIe root port's configuration registers will cause system hang while it is
1043 held in reset. For more details, check how they are implemented by the Intel
1044 Galileo board support codes in board/intel/galileo/galileo.c.
1045
1046 coreboot:
1047
1048 See scripts/coreboot.sed which can assist with porting coreboot code into
1049 U-Boot drivers. It will not resolve all build errors, but will perform common
1050 transformations. Remember to add attribution to coreboot for new files added
1051 to U-Boot. This should go at the top of each file and list the coreboot
1052 filename where the code originated.
1053
1054 Debugging ACPI issues with Windows:
1055
1056 Windows might cache system information and only detect ACPI changes if you
1057 modify the ACPI table versions. So tweak them liberally when debugging ACPI
1058 issues with Windows.
1059
1060 ACPI Support Status
1061 -------------------
1062 Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) [16] aims to establish
1063 industry-standard interfaces enabling OS-directed configuration, power
1064 management, and thermal management of mobile, desktop, and server platforms.
1065
1066 Linux can boot without ACPI with "acpi=off" command line parameter, but
1067 with ACPI the kernel gains the capabilities to handle power management.
1068 For Windows, ACPI is a must-have firmware feature since Windows Vista.
1069 CONFIG_GENERATE_ACPI_TABLE is the config option to turn on ACPI support in
1070 U-Boot. This requires Intel ACPI compiler to be installed on your host to
1071 compile ACPI DSDT table written in ASL format to AML format. You can get
1072 the compiler via "apt-get install iasl" if you are on Ubuntu or download
1073 the source from [17] to compile one by yourself.
1074
1075 Current ACPI support in U-Boot is basically complete. More optional features
1076 can be added in the future. The status as of today is:
1077
1078  * Support generating RSDT, XSDT, FACS, FADT, MADT, MCFG tables.
1079  * Support one static DSDT table only, compiled by Intel ACPI compiler.
1080  * Support S0/S3/S4/S5, reboot and shutdown from OS.
1081  * Support booting a pre-installed Ubuntu distribution via 'zboot' command.
1082  * Support installing and booting Ubuntu 14.04 (or above) from U-Boot with
1083    the help of SeaBIOS using legacy interface (non-UEFI mode).
1084  * Support installing and booting Windows 8.1/10 from U-Boot with the help
1085    of SeaBIOS using legacy interface (non-UEFI mode).
1086  * Support ACPI interrupts with SCI only.
1087
1088 Features that are optional:
1089  * Dynamic AML bytecodes insertion at run-time. We may need this to support
1090    SSDT table generation and DSDT fix up.
1091  * SMI support. Since U-Boot is a modern bootloader, we don't want to bring
1092    those legacy stuff into U-Boot. ACPI spec allows a system that does not
1093    support SMI (a legacy-free system).
1094
1095 ACPI was initially enabled on BayTrail based boards. Testing was done by booting
1096 a pre-installed Ubuntu 14.04 from a SATA drive. Installing Ubuntu 14.04 and
1097 Windows 8.1/10 to a SATA drive and booting from there is also tested. Most
1098 devices seem to work correctly and the board can respond a reboot/shutdown
1099 command from the OS.
1100
1101 For other platform boards, ACPI support status can be checked by examining their
1102 board defconfig files to see if CONFIG_GENERATE_ACPI_TABLE is set to y.
1103
1104 The S3 sleeping state is a low wake latency sleeping state defined by ACPI
1105 spec where all system context is lost except system memory. To test S3 resume
1106 with a Linux kernel, simply run "echo mem > /sys/power/state" and kernel will
1107 put the board to S3 state where the power is off. So when the power button is
1108 pressed again, U-Boot runs as it does in cold boot and detects the sleeping
1109 state via ACPI register to see if it is S3, if yes it means we are waking up.
1110 U-Boot is responsible for restoring the machine state as it is before sleep.
1111 When everything is done, U-Boot finds out the wakeup vector provided by OSes
1112 and jump there. To determine whether ACPI S3 resume is supported, check to
1113 see if CONFIG_HAVE_ACPI_RESUME is set for that specific board.
1114
1115 Note for testing S3 resume with Windows, correct graphics driver must be
1116 installed for your platform, otherwise you won't find "Sleep" option in
1117 the "Power" submenu from the Windows start menu.
1118
1119 EFI Support
1120 -----------
1121 U-Boot supports booting as a 32-bit or 64-bit EFI payload, e.g. with UEFI.
1122 This is enabled with CONFIG_EFI_STUB to boot from both 32-bit and 64-bit
1123 UEFI BIOS. U-Boot can also run as an EFI application, with CONFIG_EFI_APP.
1124 The CONFIG_EFI_LOADER option, where U-Boot provides an EFI environment to
1125 the kernel (i.e. replaces UEFI completely but provides the same EFI run-time
1126 services) is supported too. For example, we can even use 'bootefi' command
1127 to load a 'u-boot-payload.efi', see below test logs on QEMU.
1128
1129   => load ide 0 3000000 u-boot-payload.efi
1130   489787 bytes read in 138 ms (3.4 MiB/s)
1131   => bootefi 3000000
1132   Scanning disk ide.blk#0...
1133   Found 2 disks
1134   WARNING: booting without device tree
1135   ## Starting EFI application at 03000000 ...
1136   U-Boot EFI Payload
1137
1138
1139   U-Boot 2018.07-rc2 (Jun 23 2018 - 17:12:58 +0800)
1140
1141   CPU: x86_64, vendor AMD, device 663h
1142   DRAM:  2 GiB
1143   MMC:
1144   Video: 1024x768x32
1145   Model: EFI x86 Payload
1146   Net:   e1000: 52:54:00:12:34:56
1147
1148   Warning: e1000#0 using MAC address from ROM
1149   eth0: e1000#0
1150   No controllers found
1151   Hit any key to stop autoboot:  0
1152
1153 See README.u-boot_on_efi and README.uefi for details of EFI support in U-Boot.
1154
1155 64-bit Support
1156 --------------
1157 U-Boot supports booting a 64-bit kernel directly and is able to change to
1158 64-bit mode to do so. However, U-Boot itself is currently always built
1159 in 32-bit mode. Some access to the full memory range is provided with
1160 arch_phys_memset().
1161
1162 The development work to make U-Boot itself run in 64-bit mode has not yet
1163 been attempted. The best approach would likely be to build a 32-bit SPL
1164 image for U-Boot, with CONFIG_SPL_BUILD. This could then handle the early CPU
1165 init in 16-bit and 32-bit mode, running the FSP and any other binaries that
1166 are needed. Then it could change to 64-bit model and jump to U-Boot proper.
1167
1168 Given U-Boot's extensive 64-bit support this has not been a high priority,
1169 but it would be a nice addition.
1170
1171 TODO List
1172 ---------
1173 - Audio
1174 - Chrome OS verified boot
1175 - Building U-Boot to run in 64-bit mode
1176
1177 References
1178 ----------
1179 [1] http://www.coreboot.org
1180 [2] http://www.qemu.org
1181 [3] http://www.coreboot.org/~stepan/pci8086,0166.rom
1182 [4] http://www.intel.com/content/www/us/en/embedded/design-tools/evaluation-platforms/atom-e660-eg20t-development-kit.html
1183 [5] http://www.intel.com/fsp
1184 [6] http://www.intel.com/content/www/us/en/secure/intelligent-systems/privileged/e6xx-35-b1-cmc22211.html
1185 [7] http://www.ami.com/products/bios-uefi-tools-and-utilities/bios-uefi-utilities/
1186 [8] http://en.wikipedia.org/wiki/Microcode
1187 [9] http://simplefirmware.org
1188 [10] http://www.intel.com/design/archives/processors/pro/docs/242016.htm
1189 [11] https://en.wikipedia.org/wiki/GUID_Partition_Table
1190 [12] http://events.linuxfoundation.org/sites/events/files/slides/chromeos_and_diy_vboot_0.pdf
1191 [13] http://events.linuxfoundation.org/sites/events/files/slides/elce-2014.pdf
1192 [14] http://www.seabios.org/SeaBIOS
1193 [15] doc/device-tree-bindings/misc/intel,irq-router.txt
1194 [16] http://www.acpi.info
1195 [17] https://www.acpica.org/downloads