]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-uboot.git/blob - doc/README.x86
LG Optimus Black (P970) codename sniper support
[karo-tx-uboot.git] / doc / README.x86
1 #
2 # Copyright (C) 2014, Simon Glass <sjg@chromium.org>
3 # Copyright (C) 2014, Bin Meng <bmeng.cn@gmail.com>
4 #
5 # SPDX-License-Identifier:      GPL-2.0+
6 #
7
8 U-Boot on x86
9 =============
10
11 This document describes the information about U-Boot running on x86 targets,
12 including supported boards, build instructions, todo list, etc.
13
14 Status
15 ------
16 U-Boot supports running as a coreboot [1] payload on x86. So far only Link
17 (Chromebook Pixel) and QEMU [2] x86 targets have been tested, but it should
18 work with minimal adjustments on other x86 boards since coreboot deals with
19 most of the low-level details.
20
21 U-Boot also supports booting directly from x86 reset vector without coreboot,
22 aka raw support or bare support. Currently Link, QEMU x86 targets and all
23 Intel boards support running U-Boot 'bare metal'.
24
25 As for loading an OS, U-Boot supports directly booting a 32-bit or 64-bit
26 Linux kernel as part of a FIT image. It also supports a compressed zImage.
27
28 Build Instructions
29 ------------------
30 Building U-Boot as a coreboot payload is just like building U-Boot for targets
31 on other architectures, like below:
32
33 $ make coreboot-x86_defconfig
34 $ make all
35
36 Note this default configuration will build a U-Boot payload for the QEMU board.
37 To build a coreboot payload against another board, you can change the build
38 configuration during the 'make menuconfig' process.
39
40 x86 architecture  --->
41         ...
42         (qemu-x86) Board configuration file
43         (qemu-x86_i440fx) Board Device Tree Source (dts) file
44         (0x01920000) Board specific Cache-As-RAM (CAR) address
45         (0x4000) Board specific Cache-As-RAM (CAR) size
46
47 Change the 'Board configuration file' and 'Board Device Tree Source (dts) file'
48 to point to a new board. You can also change the Cache-As-RAM (CAR) related
49 settings here if the default values do not fit your new board.
50
51 Building a ROM version of U-Boot (hereafter referred to as u-boot.rom) is a
52 little bit tricky, as generally it requires several binary blobs which are not
53 shipped in the U-Boot source tree. Due to this reason, the u-boot.rom build is
54 not turned on by default in the U-Boot source tree. Firstly, you need turn it
55 on by enabling the ROM build:
56
57 $ export BUILD_ROM=y
58
59 This tells the Makefile to build u-boot.rom as a target.
60
61 Link-specific instructions:
62
63 First, you need the following binary blobs:
64
65 * descriptor.bin - Intel flash descriptor
66 * me.bin - Intel Management Engine
67 * mrc.bin - Memory Reference Code, which sets up SDRAM
68 * video ROM - sets up the display
69
70 You can get these binary blobs by:
71
72 $ git clone http://review.coreboot.org/p/blobs.git
73 $ cd blobs
74
75 Find the following files:
76
77 * ./mainboard/google/link/descriptor.bin
78 * ./mainboard/google/link/me.bin
79 * ./northbridge/intel/sandybridge/systemagent-r6.bin
80
81 The 3rd one should be renamed to mrc.bin.
82 As for the video ROM, you can get it here [3] and rename it to vga.bin.
83 Make sure all these binary blobs are put in the board directory.
84
85 Now you can build U-Boot and obtain u-boot.rom:
86
87 $ make chromebook_link_defconfig
88 $ make all
89
90 Intel Crown Bay specific instructions:
91
92 U-Boot support of Intel Crown Bay board [4] relies on a binary blob called
93 Firmware Support Package [5] to perform all the necessary initialization steps
94 as documented in the BIOS Writer Guide, including initialization of the CPU,
95 memory controller, chipset and certain bus interfaces.
96
97 Download the Intel FSP for Atom E6xx series and Platform Controller Hub EG20T,
98 install it on your host and locate the FSP binary blob. Note this platform
99 also requires a Chipset Micro Code (CMC) state machine binary to be present in
100 the SPI flash where u-boot.rom resides, and this CMC binary blob can be found
101 in this FSP package too.
102
103 * ./FSP/QUEENSBAY_FSP_GOLD_001_20-DECEMBER-2013.fd
104 * ./Microcode/C0_22211.BIN
105
106 Rename the first one to fsp.bin and second one to cmc.bin and put them in the
107 board directory.
108
109 Note the FSP release version 001 has a bug which could cause random endless
110 loop during the FspInit call. This bug was published by Intel although Intel
111 did not describe any details. We need manually apply the patch to the FSP
112 binary using any hex editor (eg: bvi). Go to the offset 0x1fcd8 of the FSP
113 binary, change the following five bytes values from orginally E8 42 FF FF FF
114 to B8 00 80 0B 00.
115
116 As for the video ROM, you need manually extract it from the Intel provided
117 BIOS for Crown Bay here [6], using the AMI MMTool [7]. Check PCI option ROM
118 ID 8086:4108, extract and save it as vga.bin in the board directory.
119
120 Now you can build U-Boot and obtain u-boot.rom
121
122 $ make crownbay_defconfig
123 $ make all
124
125 Intel Minnowboard Max instructions:
126
127 This uses as FSP as with Crown Bay, except it is for the Atom E3800 series.
128 Download this and get the .fd file (BAYTRAIL_FSP_GOLD_003_16-SEP-2014.fd at
129 the time of writing). Put it in the board directory:
130 board/intel/minnowmax/fsp.bin
131
132 Obtain the VGA RAM (Vga.dat at the time of writing) and put it into the same
133 directory: board/intel/minnowmax/vga.bin
134
135 You still need two more binary blobs. The first comes from the original
136 firmware image available from:
137
138 http://firmware.intel.com/sites/default/files/2014-WW42.4-MinnowBoardMax.73-64-bit.bin_Release.zip
139
140 Unzip it:
141
142    $ unzip 2014-WW42.4-MinnowBoardMax.73-64-bit.bin_Release.zip
143
144 Use ifdtool in the U-Boot tools directory to extract the images from that
145 file, for example:
146
147    $ ./tools/ifdtool -x MNW2MAX1.X64.0073.R02.1409160934.bin
148
149 This will provide the descriptor file - copy this into the correct place:
150
151    $ cp flashregion_0_flashdescriptor.bin board/intel/minnowmax/descriptor.bin
152
153 Then do the same with the sample SPI image provided in the FSP (SPI.bin at
154 the time of writing) to obtain the last image. Note that this will also
155 produce a flash descriptor file, but it does not seem to work, probably
156 because it is not designed for the Minnowmax. That is why you need to get
157 the flash descriptor from the original firmware as above.
158
159    $ ./tools/ifdtool -x BayleyBay/SPI.bin
160    $ cp flashregion_2_intel_me.bin board/intel/minnowmax/me.bin
161
162 Now you can build U-Boot and obtain u-boot.rom
163
164 $ make minnowmax_defconfig
165 $ make all
166
167 Checksums are as follows (but note that newer versions will invalidate this):
168
169 $ md5sum -b board/intel/minnowmax/*.bin
170 ffda9a3b94df5b74323afb328d51e6b4  board/intel/minnowmax/descriptor.bin
171 69f65b9a580246291d20d08cbef9d7c5  board/intel/minnowmax/fsp.bin
172 894a97d371544ec21de9c3e8e1716c4b  board/intel/minnowmax/me.bin
173 a2588537da387da592a27219d56e9962  board/intel/minnowmax/vga.bin
174
175 The ROM image is broken up into these parts:
176
177 Offset   Description         Controlling config
178 ------------------------------------------------------------
179 000000   descriptor.bin      Hard-coded to 0 in ifdtool
180 001000   me.bin              Set by the descriptor
181 500000   <spare>
182 700000   u-boot-dtb.bin      CONFIG_SYS_TEXT_BASE
183 790000   vga.bin             CONFIG_X86_OPTION_ROM_ADDR
184 7c0000   fsp.bin             CONFIG_FSP_ADDR
185 7f8000   <spare>             (depends on size of fsp.bin)
186 7fe000   Environment         CONFIG_ENV_OFFSET
187 7ff800   U-Boot 16-bit boot  CONFIG_SYS_X86_START16
188
189 Overall ROM image size is controlled by CONFIG_ROM_SIZE.
190
191
192 Intel Galileo instructions:
193
194 Only one binary blob is needed for Remote Management Unit (RMU) within Intel
195 Quark SoC. Not like FSP, U-Boot does not call into the binary. The binary is
196 needed by the Quark SoC itself.
197
198 You can get the binary blob from Quark Board Support Package from Intel website:
199
200 * ./QuarkSocPkg/QuarkNorthCluster/Binary/QuarkMicrocode/RMU.bin
201
202 Rename the file and put it to the board directory by:
203
204    $ cp RMU.bin board/intel/galileo/rmu.bin
205
206 Now you can build U-Boot and obtain u-boot.rom
207
208 $ make galileo_defconfig
209 $ make all
210
211 QEMU x86 target instructions:
212
213 To build u-boot.rom for QEMU x86 targets, just simply run
214
215 $ make qemu-x86_defconfig
216 $ make all
217
218 Note this default configuration will build a U-Boot for the QEMU x86 i440FX
219 board. To build a U-Boot against QEMU x86 Q35 board, you can change the build
220 configuration during the 'make menuconfig' process like below:
221
222 Device Tree Control  --->
223         ...
224         (qemu-x86_q35) Default Device Tree for DT control
225
226 Test with coreboot
227 ------------------
228 For testing U-Boot as the coreboot payload, there are things that need be paid
229 attention to. coreboot supports loading an ELF executable and a 32-bit plain
230 binary, as well as other supported payloads. With the default configuration,
231 U-Boot is set up to use a separate Device Tree Blob (dtb). As of today, the
232 generated u-boot-dtb.bin needs to be packaged by the cbfstool utility (a tool
233 provided by coreboot) manually as coreboot's 'make menuconfig' does not provide
234 this capability yet. The command is as follows:
235
236 # in the coreboot root directory
237 $ ./build/util/cbfstool/cbfstool build/coreboot.rom add-flat-binary \
238   -f u-boot-dtb.bin -n fallback/payload -c lzma -l 0x1110000 -e 0x1110015
239
240 Make sure 0x1110000 matches CONFIG_SYS_TEXT_BASE and 0x1110015 matches the
241 symbol address of _start (in arch/x86/cpu/start.S).
242
243 If you want to use ELF as the coreboot payload, change U-Boot configuration to
244 use CONFIG_OF_EMBED instead of CONFIG_OF_SEPARATE.
245
246 To enable video you must enable these options in coreboot:
247
248    - Set framebuffer graphics resolution (1280x1024 32k-color (1:5:5))
249    - Keep VESA framebuffer
250
251 At present it seems that for Minnowboard Max, coreboot does not pass through
252 the video information correctly (it always says the resolution is 0x0). This
253 works correctly for link though.
254
255 Test with QEMU
256 --------------
257 QEMU is a fancy emulator that can enable us to test U-Boot without access to
258 a real x86 board. Please make sure your QEMU version is 2.3.0 or above test
259 U-Boot. To launch QEMU with u-boot.rom, call QEMU as follows:
260
261 $ qemu-system-i386 -nographic -bios path/to/u-boot.rom
262
263 This will instantiate an emulated x86 board with i440FX and PIIX chipset. QEMU
264 also supports emulating an x86 board with Q35 and ICH9 based chipset, which is
265 also supported by U-Boot. To instantiate such a machine, call QEMU with:
266
267 $ qemu-system-i386 -nographic -bios path/to/u-boot.rom -M q35
268
269 Note by default QEMU instantiated boards only have 128 MiB system memory. But
270 it is enough to have U-Boot boot and function correctly. You can increase the
271 system memory by pass '-m' parameter to QEMU if you want more memory:
272
273 $ qemu-system-i386 -nographic -bios path/to/u-boot.rom -m 1024
274
275 This creates a board with 1 GiB system memory. Currently U-Boot for QEMU only
276 supports 3 GiB maximum system memory and reserves the last 1 GiB address space
277 for PCI device memory-mapped I/O and other stuff, so the maximum value of '-m'
278 would be 3072.
279
280 QEMU emulates a graphic card which U-Boot supports. Removing '-nographic' will
281 show QEMU's VGA console window. Note this will disable QEMU's serial output.
282 If you want to check both consoles, use '-serial stdio'.
283
284 Multicore is also supported by QEMU via '-smp n' where n is the number of cores
285 to instantiate. Currently the default U-Boot built for QEMU supports 2 cores.
286 In order to support more cores, you need add additional cpu nodes in the device
287 tree and change CONFIG_MAX_CPUS accordingly.
288
289 CPU Microcode
290 -------------
291 Modern CPUs usually require a special bit stream called microcode [8] to be
292 loaded on the processor after power up in order to function properly. U-Boot
293 has already integrated these as hex dumps in the source tree.
294
295 SMP Support
296 -----------
297 On a multicore system, U-Boot is executed on the bootstrap processor (BSP).
298 Additional application processors (AP) can be brought up by U-Boot. In order to
299 have an SMP kernel to discover all of the available processors, U-Boot needs to
300 prepare configuration tables which contain the multi-CPUs information before
301 loading the OS kernel. Currently U-Boot supports generating two types of tables
302 for SMP, called Simple Firmware Interface (SFI) [9] and Multi-Processor (MP)
303 [10] tables. The writing of these two tables are controlled by two Kconfig
304 options GENERATE_SFI_TABLE and GENERATE_MP_TABLE.
305
306 Driver Model
307 ------------
308 x86 has been converted to use driver model for serial and GPIO.
309
310 Device Tree
311 -----------
312 x86 uses device tree to configure the board thus requires CONFIG_OF_CONTROL to
313 be turned on. Not every device on the board is configured via device tree, but
314 more and more devices will be added as time goes by. Check out the directory
315 arch/x86/dts/ for these device tree source files.
316
317 Useful Commands
318 ---------------
319 In keeping with the U-Boot philosophy of providing functions to check and
320 adjust internal settings, there are several x86-specific commands that may be
321 useful:
322
323 hob  - Display information about Firmware Support Package (FSP) Hand-off
324          Block. This is only available on platforms which use FSP, mostly
325          Atom.
326 iod  - Display I/O memory
327 iow  - Write I/O memory
328 mtrr - List and set the Memory Type Range Registers (MTRR). These are used to
329          tell the CPU whether memory is cacheable and if so the cache write
330          mode to use. U-Boot sets up some reasonable values but you can
331          adjust then with this command.
332
333 Booting Ubuntu
334 --------------
335 As an example of how to set up your boot flow with U-Boot, here are
336 instructions for starting Ubuntu from U-Boot. These instructions have been
337 tested on Minnowboard MAX with a SATA driver but are equally applicable on
338 other platforms and other media. There are really only four steps and its a
339 very simple script, but a more detailed explanation is provided here for
340 completeness.
341
342 Note: It is possible to set up U-Boot to boot automatically using syslinux.
343 It could also use the grub.cfg file (/efi/ubuntu/grub.cfg) to obtain the
344 GUID. If you figure these out, please post patches to this README.
345
346 Firstly, you will need Ubunutu installed on an available disk. It should be
347 possible to make U-Boot start a USB start-up disk but for now let's assume
348 that you used another boot loader to install Ubuntu.
349
350 Use the U-Boot command line to find the UUID of the partition you want to
351 boot. For example our disk is SCSI device 0:
352
353 => part list scsi 0
354
355 Partition Map for SCSI device 0  --   Partition Type: EFI
356
357    Part Start LBA       End LBA         Name
358         Attributes
359         Type GUID
360         Partition GUID
361    1    0x00000800      0x001007ff      ""
362         attrs:  0x0000000000000000
363         type:   c12a7328-f81f-11d2-ba4b-00a0c93ec93b
364         guid:   9d02e8e4-4d59-408f-a9b0-fd497bc9291c
365    2    0x00100800      0x037d8fff      ""
366         attrs:  0x0000000000000000
367         type:   0fc63daf-8483-4772-8e79-3d69d8477de4
368         guid:   965c59ee-1822-4326-90d2-b02446050059
369    3    0x037d9000      0x03ba27ff      ""
370         attrs:  0x0000000000000000
371         type:   0657fd6d-a4ab-43c4-84e5-0933c84b4f4f
372         guid:   2c4282bd-1e82-4bcf-a5ff-51dedbf39f17
373    =>
374
375 This shows that your SCSI disk has three partitions. The really long hex
376 strings are called Globally Unique Identifiers (GUIDs). You can look up the
377 'type' ones here [11]. On this disk the first partition is for EFI and is in
378 VFAT format (DOS/Windows):
379
380    => fatls scsi 0:1
381                efi/
382
383    0 file(s), 1 dir(s)
384
385
386 Partition 2 is 'Linux filesystem data' so that will be our root disk. It is
387 in ext2 format:
388
389    => ext2ls scsi 0:2
390    <DIR>       4096 .
391    <DIR>       4096 ..
392    <DIR>      16384 lost+found
393    <DIR>       4096 boot
394    <DIR>      12288 etc
395    <DIR>       4096 media
396    <DIR>       4096 bin
397    <DIR>       4096 dev
398    <DIR>       4096 home
399    <DIR>       4096 lib
400    <DIR>       4096 lib64
401    <DIR>       4096 mnt
402    <DIR>       4096 opt
403    <DIR>       4096 proc
404    <DIR>       4096 root
405    <DIR>       4096 run
406    <DIR>      12288 sbin
407    <DIR>       4096 srv
408    <DIR>       4096 sys
409    <DIR>       4096 tmp
410    <DIR>       4096 usr
411    <DIR>       4096 var
412    <SYM>         33 initrd.img
413    <SYM>         30 vmlinuz
414    <DIR>       4096 cdrom
415    <SYM>         33 initrd.img.old
416    =>
417
418 and if you look in the /boot directory you will see the kernel:
419
420    => ext2ls scsi 0:2 /boot
421    <DIR>       4096 .
422    <DIR>       4096 ..
423    <DIR>       4096 efi
424    <DIR>       4096 grub
425             3381262 System.map-3.13.0-32-generic
426             1162712 abi-3.13.0-32-generic
427              165611 config-3.13.0-32-generic
428              176500 memtest86+.bin
429              178176 memtest86+.elf
430              178680 memtest86+_multiboot.bin
431             5798112 vmlinuz-3.13.0-32-generic
432              165762 config-3.13.0-58-generic
433             1165129 abi-3.13.0-58-generic
434             5823136 vmlinuz-3.13.0-58-generic
435            19215259 initrd.img-3.13.0-58-generic
436             3391763 System.map-3.13.0-58-generic
437             5825048 vmlinuz-3.13.0-58-generic.efi.signed
438            28304443 initrd.img-3.13.0-32-generic
439    =>
440
441 The 'vmlinuz' files contain a packaged Linux kernel. The format is a kind of
442 self-extracting compressed file mixed with some 'setup' configuration data.
443 Despite its size (uncompressed it is >10MB) this only includes a basic set of
444 device drivers, enough to boot on most hardware types.
445
446 The 'initrd' files contain a RAM disk. This is something that can be loaded
447 into RAM and will appear to Linux like a disk. Ubuntu uses this to hold lots
448 of drivers for whatever hardware you might have. It is loaded before the
449 real root disk is accessed.
450
451 The numbers after the end of each file are the version. Here it is Linux
452 version 3.13. You can find the source code for this in the Linux tree with
453 the tag v3.13. The '.0' allows for additional Linux releases to fix problems,
454 but normally this is not needed. The '-58' is used by Ubuntu. Each time they
455 release a new kernel they increment this number. New Ubuntu versions might
456 include kernel patches to fix reported bugs. Stable kernels can exist for
457 some years so this number can get quite high.
458
459 The '.efi.signed' kernel is signed for EFI's secure boot. U-Boot has its own
460 secure boot mechanism - see [12] [13] and cannot read .efi files at present.
461
462 To boot Ubuntu from U-Boot the steps are as follows:
463
464 1. Set up the boot arguments. Use the GUID for the partition you want to
465 boot:
466
467    => setenv bootargs root=/dev/disk/by-partuuid/965c59ee-1822-4326-90d2-b02446050059 ro
468
469 Here root= tells Linux the location of its root disk. The disk is specified
470 by its GUID, using '/dev/disk/by-partuuid/', a Linux path to a 'directory'
471 containing all the GUIDs Linux has found. When it starts up, there will be a
472 file in that directory with this name in it. It is also possible to use a
473 device name here, see later.
474
475 2. Load the kernel. Since it is an ext2/4 filesystem we can do:
476
477    => ext2load scsi 0:2 03000000 /boot/vmlinuz-3.13.0-58-generic
478
479 The address 30000000 is arbitrary, but there seem to be problems with using
480 small addresses (sometimes Linux cannot find the ramdisk). This is 48MB into
481 the start of RAM (which is at 0 on x86).
482
483 3. Load the ramdisk (to 64MB):
484
485    => ext2load scsi 0:2 04000000 /boot/initrd.img-3.13.0-58-generic
486
487 4. Start up the kernel. We need to know the size of the ramdisk, but can use
488 a variable for that. U-Boot sets 'filesize' to the size of the last file it
489 loaded.
490
491    => zboot 03000000 0 04000000 ${filesize}
492
493 Type 'help zboot' if you want to see what the arguments are. U-Boot on x86 is
494 quite verbose when it boots a kernel. You should see these messages from
495 U-Boot:
496
497    Valid Boot Flag
498    Setup Size = 0x00004400
499    Magic signature found
500    Using boot protocol version 2.0c
501    Linux kernel version 3.13.0-58-generic (buildd@allspice) #97-Ubuntu SMP Wed Jul 8 02:56:15 UTC 2015
502    Building boot_params at 0x00090000
503    Loading bzImage at address 100000 (5805728 bytes)
504    Magic signature found
505    Initial RAM disk at linear address 0x04000000, size 19215259 bytes
506    Kernel command line: "console=ttyS0,115200 root=/dev/disk/by-partuuid/965c59ee-1822-4326-90d2-b02446050059 ro"
507
508    Starting kernel ...
509
510 U-Boot prints out some bootstage timing. This is more useful if you put the
511 above commands into a script since then it will be faster.
512
513    Timer summary in microseconds:
514           Mark    Elapsed  Stage
515              0          0  reset
516        241,535    241,535  board_init_r
517      2,421,611  2,180,076  id=64
518      2,421,790        179  id=65
519      2,428,215      6,425  main_loop
520     48,860,584 46,432,369  start_kernel
521
522    Accumulated time:
523                   240,329  ahci
524                 1,422,704  vesa display
525
526 Now the kernel actually starts:
527
528    [    0.000000] Initializing cgroup subsys cpuset
529    [    0.000000] Initializing cgroup subsys cpu
530    [    0.000000] Initializing cgroup subsys cpuacct
531    [    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)
532    [    0.000000] Command line: console=ttyS0,115200 root=/dev/disk/by-partuuid/965c59ee-1822-4326-90d2-b02446050059 ro
533
534 It continues for a long time. Along the way you will see it pick up your
535 ramdisk:
536
537    [    0.000000] RAMDISK: [mem 0x04000000-0x05253fff]
538 ...
539    [    0.788540] Trying to unpack rootfs image as initramfs...
540    [    1.540111] Freeing initrd memory: 18768K (ffff880004000000 - ffff880005254000)
541 ...
542
543 Later it actually starts using it:
544
545    Begin: Running /scripts/local-premount ... done.
546
547 You should also see your boot disk turn up:
548
549    [    4.357243] scsi 1:0:0:0: Direct-Access     ATA      ADATA SP310      5.2  PQ: 0 ANSI: 5
550    [    4.366860] sd 1:0:0:0: [sda] 62533296 512-byte logical blocks: (32.0 GB/29.8 GiB)
551    [    4.375677] sd 1:0:0:0: Attached scsi generic sg0 type 0
552    [    4.381859] sd 1:0:0:0: [sda] Write Protect is off
553    [    4.387452] sd 1:0:0:0: [sda] Write cache: enabled, read cache: enabled, doesn't support DPO or FUA
554    [    4.399535]  sda: sda1 sda2 sda3
555
556 Linux has found the three partitions (sda1-3). Mercifully it doesn't print out
557 the GUIDs. In step 1 above we could have used:
558
559    setenv bootargs root=/dev/sda2 ro
560
561 instead of the GUID. However if you add another drive to your board the
562 numbering may change whereas the GUIDs will not. So if your boot partition
563 becomes sdb2, it will still boot. For embedded systems where you just want to
564 boot the first disk, you have that option.
565
566 The last thing you will see on the console is mention of plymouth (which
567 displays the Ubuntu start-up screen) and a lot of 'Starting' messages:
568
569  * Starting Mount filesystems on boot                                    [ OK ]
570
571 After a pause you should see a login screen on your display and you are done.
572
573 If you want to put this in a script you can use something like this:
574
575    setenv bootargs root=UUID=b2aaf743-0418-4d90-94cc-3e6108d7d968 ro
576    setenv boot zboot 03000000 0 04000000 \${filesize}
577    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"
578    saveenv
579
580 The \ is to tell the shell not to evaluate ${filesize} as part of the setenv
581 command.
582
583 You will also need to add this to your board configuration file, e.g.
584 include/configs/minnowmax.h:
585
586    #define CONFIG_BOOTDELAY     2
587
588 Now when you reset your board it wait a few seconds (in case you want to
589 interrupt) and then should boot straight into Ubuntu.
590
591 You can also bake this behaviour into your build by hard-coding the
592 environment variables if you add this to minnowmax.h:
593
594 #undef CONFIG_BOOTARGS
595 #undef CONFIG_BOOTCOMMAND
596
597 #define CONFIG_BOOTARGS         \
598         "root=/dev/sda2 ro"
599 #define CONFIG_BOOTCOMMAND      \
600         "ext2load scsi 0:2 03000000 /boot/vmlinuz-3.13.0-58-generic; " \
601         "ext2load scsi 0:2 04000000 /boot/initrd.img-3.13.0-58-generic; " \
602         "run boot"
603
604 #undef CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS
605 #define CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS "boot=zboot 03000000 0 04000000 ${filesize}"
606
607
608 Development Flow
609 ----------------
610 These notes are for those who want to port U-Boot to a new x86 platform.
611
612 Since x86 CPUs boot from SPI flash, a SPI flash emulator is a good investment.
613 The Dediprog em100 can be used on Linux. The em100 tool is available here:
614
615    http://review.coreboot.org/p/em100.git
616
617 On Minnowboard Max the following command line can be used:
618
619    sudo em100 -s -p LOW -d u-boot.rom -c W25Q64DW -r
620
621 A suitable clip for connecting over the SPI flash chip is here:
622
623    http://www.dediprog.com/pd/programmer-accessories/EM-TC-8
624
625 This allows you to override the SPI flash contents for development purposes.
626 Typically you can write to the em100 in around 1200ms, considerably faster
627 than programming the real flash device each time. The only important
628 limitation of the em100 is that it only supports SPI bus speeds up to 20MHz.
629 This means that images must be set to boot with that speed. This is an
630 Intel-specific feature - e.g. tools/ifttool has an option to set the SPI
631 speed in the SPI descriptor region.
632
633 If your chip/board uses an Intel Firmware Support Package (FSP) it is fairly
634 easy to fit it in. You can follow the Minnowboard Max implementation, for
635 example. Hopefully you will just need to create new files similar to those
636 in arch/x86/cpu/baytrail which provide Bay Trail support.
637
638 If you are not using an FSP you have more freedom and more responsibility.
639 The ivybridge support works this way, although it still uses a ROM for
640 graphics and still has binary blobs containing Intel code. You should aim to
641 support all important peripherals on your platform including video and storage.
642 Use the device tree for configuration where possible.
643
644 For the microcode you can create a suitable device tree file using the
645 microcode tool:
646
647   ./tools/microcode-tool -d microcode.dat create <model>
648
649 or if you only have header files and not the full Intel microcode.dat database:
650
651   ./tools/microcode-tool -H BAY_TRAIL_FSP_KIT/Microcode/M0130673322.h \
652         -H BAY_TRAIL_FSP_KIT/Microcode/M0130679901.h \
653         create all
654
655 These are written to arch/x86/dts/microcode/ by default.
656
657 Note that it is possible to just add the micrcode for your CPU if you know its
658 model. U-Boot prints this information when it starts
659
660    CPU: x86_64, vendor Intel, device 30673h
661
662 so here we can use the M0130673322 file.
663
664 If you platform can display POST codes on two little 7-segment displays on
665 the board, then you can use post_code() calls from C or assembler to monitor
666 boot progress. This can be good for debugging.
667
668 If not, you can try to get serial working as early as possible. The early
669 debug serial port may be useful here. See setup_early_uart() for an example.
670
671 During the U-Boot porting, one of the important steps is to write correct PIRQ
672 routing information in the board device tree. Without it, device drivers in the
673 Linux kernel won't function correctly due to interrupt is not working. Please
674 refer to U-Boot doc [14] for the device tree bindings of Intel interrupt router.
675 Here we have more details on the intel,pirq-routing property below.
676
677         intel,pirq-routing = <
678                 PCI_BDF(0, 2, 0) INTA PIRQA
679                 ...
680         >;
681
682 As you see each entry has 3 cells. For the first one, we need describe all pci
683 devices mounted on the board. For SoC devices, normally there is a chapter on
684 the chipset datasheet which lists all the available PCI devices. For example on
685 Bay Trail, this is chapter 4.3 (PCI configuration space). For the second one, we
686 can get the interrupt pin either from datasheet or hardware via U-Boot shell.
687 The reliable source is the hardware as sometimes chipset datasheet is not 100%
688 up-to-date. Type 'pci header' plus the device's pci bus/device/function number
689 from U-Boot shell below.
690
691   => pci header 0.1e.1
692     vendor ID =                 0x8086
693     device ID =                 0x0f08
694     ...
695     interrupt line =            0x09
696     interrupt pin =             0x04
697     ...
698
699 It shows this PCI device is using INTD pin as it reports 4 in the interrupt pin
700 register. Repeat this until you get interrupt pins for all the devices. The last
701 cell is the PIRQ line which a particular interrupt pin is mapped to. On Intel
702 chipset, the power-up default mapping is INTA/B/C/D maps to PIRQA/B/C/D. This
703 can be changed by registers in LPC bridge. So far Intel FSP does not touch those
704 registers so we can write down the PIRQ according to the default mapping rule.
705
706 Once we get the PIRQ routing information in the device tree, the interrupt
707 allocation and assignment will be done by U-Boot automatically. Now you can
708 enable CONFIG_GENERATE_PIRQ_TABLE for testing Linux kernel using i8259 PIC and
709 CONFIG_GENERATE_MP_TABLE for testing Linux kernel using local APIC and I/O APIC.
710
711 TODO List
712 ---------
713 - Audio
714 - Chrome OS verified boot
715 - SMI and ACPI support, to provide platform info and facilities to Linux
716
717 References
718 ----------
719 [1] http://www.coreboot.org
720 [2] http://www.qemu.org
721 [3] http://www.coreboot.org/~stepan/pci8086,0166.rom
722 [4] http://www.intel.com/content/www/us/en/embedded/design-tools/evaluation-platforms/atom-e660-eg20t-development-kit.html
723 [5] http://www.intel.com/fsp
724 [6] http://www.intel.com/content/www/us/en/secure/intelligent-systems/privileged/e6xx-35-b1-cmc22211.html
725 [7] http://www.ami.com/products/bios-uefi-tools-and-utilities/bios-uefi-utilities/
726 [8] http://en.wikipedia.org/wiki/Microcode
727 [9] http://simplefirmware.org
728 [10] http://www.intel.com/design/archives/processors/pro/docs/242016.htm
729 [11] https://en.wikipedia.org/wiki/GUID_Partition_Table
730 [12] http://events.linuxfoundation.org/sites/events/files/slides/chromeos_and_diy_vboot_0.pdf
731 [13] http://events.linuxfoundation.org/sites/events/files/slides/elce-2014.pdf
732 [14] doc/device-tree-bindings/misc/intel,irq-router.txt