Загрузчик для SPI NOR Flash одноплатного ПК OrangePi Zero2
  Intro       SPL       Shell     Env     FDT     USB     Net     SPI  
Как записать вторичный загрузчик в SPI NOR Flash
Примечания.

1. В приведенной ниже пошаговой инструкции часть пунктов (команд, помеченных звездочкой) носят проверочный характер и демонстрируют возможности в использование команд, поэтому являются необязательными и могут быть при желании пропущены.

2. На плате OpiZero2 необходимо соединить дюпон-перемычкой "мама-мама" контакты 9 и 13 на 26-контактном раземе платы. Эта перемычка (GND на GPIO PC5). Эта перемычка нужна только для работы SPI, но её можно не убирать (особенно, если плата в корпусе), т.к. на обычную работу с SD-картой она не влияет.

3. Для нормального доступа к TFTP-серверу из сети необходимо на ПК отключить в брандмауэре (в антивирусе) контроль сетевых соединений или установить разрешающее правило для этого tftp-сервера.

Последовательность действий

  • 1. Скопировать (любым способом) файл загрузчика u-boot-sunxi-with-spl.bin в корневую папку TFTP-сервера (например, E:/tftp) с переименованием в spispl.bin. Для этого можно просто использовать файл spispl.bin из zip-архива spispl.zip.

  • 2. Записать на SD-карту с помощью утилиты Win32DiskImager (или аналогичной) файл spispl.img, извлеченный из архива spispl.zip.

    Примечание. В принципе, то же самое можно сделать под Linux командой dd, записав на карту файл spispl.bin со смещением 8192. Но наша инструкция ориентирована на ПК с Windows. А продвинутым пользователям Linux эту инструкцию и читать не нужно.

  • 3. Запустить MobaXTerm и открыть окно терминала, подключенного к UART OpiZero2

  • 4. Вставить эту записанную SD-карту в устройство и включить питание, удерживая клавишу 'Пробел' на клавиатуре ПК. Загрузится U-Boot с SD-карты, лог загрузки которого выглядит так:
    U-Boot SPL 2022.10-00409-g2afa989fbe-dirty (Oct 14 2022 - 15:04:08 +0500)
    DRAM: 1024 MiB
    Trying to boot from MMC1
    NOTICE: BL31: v2.5(debug):v2.5
    NOTICE: BL31: Built : 11:31:59, Oct 7 2022
    NOTICE: BL31: Detected Allwinner H616 SoC (1823)
    NOTICE: BL31: Found U-Boot DTB at 0x4a09c900, model: OrangePi Zero2
    INFO: ARM GICv2 driver initialized
    INFO: Configuring SPC Controller
    INFO: PMIC: Probing AXP305 on RSB
    INFO: PMIC: aldo1 voltage: 3.300V
    INFO: PMIC: aldo2 voltage: 3.300V
    INFO: PMIC: aldo3 voltage: 3.300V
    INFO: PMIC: bldo1 voltage: 1.800V
    INFO: PMIC: dcdcd voltage: 1.500V
    INFO: PMIC: dcdce voltage: 3.300V
    INFO: Changed devicetree to reserve BL31 memory.
    INFO: BL31: Platform setup done
    INFO: BL31: Initializing runtime services
    INFO: BL31: cortex_a53: CPU workaround for 855873 was applied
    INFO: BL31: cortex_a53: CPU workaround for 1530924 was applied
    INFO: PSCI: Suspend is unavailable
    INFO: BL31: Preparing for EL3 exit to normal world
    INFO: Entry point address = 0x4a000000
    INFO: SPSR = 0x3c9


    U-Boot 2022.10-00409-g2afa989fbe-dirty (Oct 14 2022 - 15:04:08 +0500) Allwinner Technology

    CPU: Allwinner H616 (SUN50I)
    Model: OrangePi Zero2
    DRAM: 1 GiB
    Core: 56 devices, 19 uclasses, devicetree: separate
    WDT: Not starting watchdog@30090a0
    MMC: mmc@4020000: 0
    Loading Environment from FAT... Unable to use mmc 0:0...
    In: serial@5000000
    Out: serial@5000000
    Err: serial@5000000
    Net: eth0: ethernet@5020000
    starting USB...
    Bus usb@5101000: probe failed, error -38
    Bus usb@5101400: USB OHCI 1.0
    Bus usb@5200000: probe failed, error -38
    Bus usb@5200400: USB OHCI 1.0
    scanning bus usb@5101400 for devices... 1 USB Device(s) found
    scanning bus usb@5200400 for devices... 1 USB Device(s) found
    scanning usb for storage devices... 0 Storage Device(s) found
    Hit any key to stop autoboot: 0
    =>

  • 5. Запустить на ПК TFTP-сервер и запомнить его IP-адрес (например, 192.168.0.105 - это IP сетевой карты компьютера)

  • 6. Установить в U-Boot переменную serverip командой env set serverip
    => env set serverip 192.168.0.105
    => env print serverip
    ipaddr=192.168.0.105

  • 7. Установить в U-Boot переменную ipaddr командой env set ipaddr

    Примечание. 192.168.0.122 - это статический IP-адрес платы из ARP-таблицы роутера, привязанный к МАС-адресу Ethernet платы

    => env set ipaddr 192.168.0.122
    => env print ipaddr
    ipaddr=192.168.0.122

  • 8. Загрузить файл загрузчика в память командой tftpboot
    => tftpboot 0x45000000 spl.bin
    Using ethernet@5020000 device
    TFTP from server 192.168.0.105; our IP address is 192.168.0.122
    Filename 'spl.bin'.
    Load address: 0x45000000
    Loading: #################################################
    2.9 MiB/s
    done
    Bytes transferred = 754349 (b82ad hex)
    =>

  • 9. * Проверить размер загруженного файла командой env print filesize
    => env print filesize
    filesize=b82ad
    =>

  • 10. * Прочитать содержимое памяти (для проверки) командой md
    => md 0x45000000
    45000000: ea000016 4e4f4765 3054422e 9e2dbf8d ....eGON.BT0..-.
    45000010: 0000a000 024c5053 00000000 00000000 ....SPL.........
    45000020: 0000002c 00000000 00000000 356e7573 ,...........sun5
    45000030: 682d6930 2d363136 6e61726f 69706567 0i-h616-orangepi
    45000040: 72657a2d 0000326f 00000000 00000000 -zero2..........
    45000050: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    45000060: ea00001f 14000041 00000000 00000000 ....A...........
    45000070: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    45000080: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    45000090: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    450000a0: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    450000b0: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    450000c0: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    450000d0: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    450000e0: 00000000 e28f0058 e59f1054 e0800001 ....X...T.......
    450000f0: e580d000 e580e004 e10fe000 e580e008 ................ =>

  • 11. Инициализировать SPI командой sf probe
    => sf probe
    SF: Detected mx25l1606e with page size 256 Bytes, erase size 4 KiB, total 2 MiB
    =>

  • 12. Очистить SPI командой sf erase (первая половина памяти)
    => sf erase 0 +0xf0000
    SF: 983040 bytes @ 0x0 Erased: OK
    =>

  • 13. Записать в SPI $filesize байт со смещением 0 байт командой sf write
    => sf write 0x45000000 0
    device 0 offset 0x0, size 0xb82ad
    SF: 754349 bytes @ 0x0 Written: OK
    =>

  • 14. * Прочитать SPI в другую область памяти командой sf read
    => sf read 0x46000000 0
    device 0 offset 0x0, size 0xb82ad
    SF: 754349 bytes @ 0x0 Read: OK
    =>

  • 15. * Показать дамп памяти командой md
    => md 0x46000000
    46000000: ea000016 4e4f4765 3054422e 9e2dbf8d ....eGON.BT0..-.
    46000010: 0000a000 024c5053 00000000 00000000 ....SPL.........
    46000020: 0000002c 00000000 00000000 356e7573 ,...........sun5
    46000030: 682d6930 2d363136 6e61726f 69706567 0i-h616-orangepi
    46000040: 72657a2d 0000326f 00000000 00000000 -zero2..........
    46000050: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    46000060: ea00001f 14000041 00000000 00000000 ....A...........
    46000070: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    46000080: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    46000090: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    460000a0: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    460000b0: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    460000c0: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    460000d0: 00000000 00000000 00000000 00000000 ................
    460000e0: 00000000 e28f0058 e59f1054 e0800001 ....X...T.......
    460000f0: e580d000 e580e004 e10fe000 e580e008 ................
    =>

    Примечание. Наличие подписи eGON.BT0 в массиве данных, начиная с 5-го байта, свидетельствует о том, что это - начало вторичного загрузчика Boot0 (он же SPL). т.е. загрузчик записан в SPI правильно (с высокой вероятностью).

    Краткий список команд для записи загрузчика:
    (который можно целиком запустить в оболочке U-Boot простым копи-паст)

    env set serverip 192.168.0.105
    env set ipaddr 192.168.0.122
    tftpboot 0x45000000 spl.bin
    sf probe
    sf erase 0 +0xf0000
    sf write 0x45000000 0

    Таким образом, в результате выполненных выше команд вторичный загрузчик SPL успешно записан в энергонезависимую память SPI Flash на плате OrangePi Zero2. Теперь можно, отключив питание, вынуть SD-карту с загрузчиком, при этом устройство останется с хранящимся в нём загрузчиком.

    После включения платы без SD-карты на терминале будет отображаться процесс загрузки, который завершится переходом в оболочку (командный интерфейс) U-Boot. Оболочка откроется немедленно при зажатой клавише 'Пробел' или чуть поже после попыток U-Boot найти и загрузить ядро системы. Лог загрузки из SPI выглядит аналогично логу загрузки с SD-карты.

    U-Boot SPL 2022.10-00409-g2afa989fbe-dirty (Oct 14 2022 - 15:04:08 +0500)
    DRAM: 1024 MiB
    Trying to boot from sunxi SPI
    NOTICE: BL31: v2.5(debug):v2.5
    NOTICE: BL31: Built : 11:31:59, Oct 7 2022
    NOTICE: BL31: Detected Allwinner H616 SoC (1823)
    NOTICE: BL31: Found U-Boot DTB at 0x4a09c900, model: OrangePi Zero2
    INFO: ARM GICv2 driver initialized
    INFO: Configuring SPC Controller
    INFO: PMIC: Probing AXP305 on RSB
    INFO: PMIC: aldo1 voltage: 3.300V
    INFO: PMIC: aldo2 voltage: 3.300V
    INFO: PMIC: aldo3 voltage: 3.300V
    INFO: PMIC: bldo1 voltage: 1.800V
    INFO: PMIC: dcdcd voltage: 1.500V
    INFO: PMIC: dcdce voltage: 3.300V
    INFO: Changed devicetree to reserve BL31 memory.
    INFO: BL31: Platform setup done
    INFO: BL31: Initializing runtime services
    INFO: BL31: cortex_a53: CPU workaround for 855873 was applied
    INFO: BL31: cortex_a53: CPU workaround for 1530924 was applied
    INFO: PSCI: Suspend is unavailable
    INFO: BL31: Preparing for EL3 exit to normal world
    INFO: Entry point address = 0x4a000000
    INFO: SPSR = 0x3c9


    U-Boot 2022.10-00409-g2afa989fbe-dirty (Oct 14 2022 - 15:04:08 +0500) Allwinner Technology

    CPU: Allwinner H616 (SUN50I)
    Model: OrangePi Zero2
    DRAM: 1 GiB
    Core: 56 devices, 19 uclasses, devicetree: separate
    WDT: Not starting watchdog@30090a0
    MMC: mmc@4020000: 0
    Loading Environment from SPIFlash... SF: Detected mx25l1606e with page size 256 Bytes, erase size 4 KiB, total
    *** Warning - bad CRC, using default environment

    Loading Environment from FAT... MMC: no card present
    ** Bad device specification mmc 0 **
    In: serial@5000000
    Out: serial@5000000
    Err: serial@5000000
    Net: eth0: ethernet@5020000
    starting USB...
    Bus usb@5101000: probe failed, error -38
    Bus usb@5101400: USB OHCI 1.0
    Bus usb@5200000: probe failed, error -38
    Bus usb@5200400: USB OHCI 1.0
    scanning bus usb@5101400 for devices... 1 USB Device(s) found
    scanning bus usb@5200400 for devices... 1 USB Device(s) found
    scanning usb for storage devices... 0 Storage Device(s) found
    Hit any key to stop autoboot: 0
    =>

    •   Intro       SPL       Shell     Env     FDT     USB     Net     SPI