TN3399_V3

规格参数

部件名称	芯片型号	备注说明
CPU	rk3399	Dual-core Cortex-A72 up to 1.8GHz;Quad-core Cortex-A53 up to 1.4GHz;Mali-T864 GPU
RAM	K4B8G16	Dual-channel DDR3 1GB;板载 4 颗
Flash	SanDisk SDINBDG4-16G	eMMC 5.1
PMU	RK808D
Ethernet	RTL8211E	10/100/1000 Base-T
WIFI+BT	AP6255	WIFI IEEE802.11 a/b/g/n/ac;BT4.2
SATA 3.0	JMS578
USB 2.0	FE1.1s	板载 TYPE A 插座 x 2;接插件插座x5
USB 3.0	VL817-Q7	板载 TYPE A 插座 x 2
UART	SP3232EEN
HDMI 2.0+LVDS	358775G + ALC5640
Audio PA	NS4258	5W x 2

固件编译

编译环境

# 拉取镜像
docker pull ubuntu:20.04
# 启动容器
docker run -it --name builder -v $HOME/build/:/data/ ubuntu:20.04 bash

# 更换软件源
cp -a /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
sed -i "s@http://.*archive.ubuntu.com@http://mirrors.huaweicloud.com@g" /etc/apt/sources.list
sed -i "s@http://.*security.ubuntu.com@http://mirrors.huaweicloud.com@g" /etc/apt/sources.list

# 更新软件包
apt update && apt upgrade -y

# 进入工作目录
cd /data/

工具链

# arm64 工具链
# 主页：https://www.linaro.org/downloads/
wget -c https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/latest-7/aarch64-linux-gnu/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz
# 或者使用镜像
wget -c https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/armbian-releases/_toolchains/gcc-linaro-7.4.1-2019.02-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz

# 解压工具链
mkdir toolchain
tar xvJf gcc-linaro-*-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz -C ./toolchain --strip-components=1

# arm 裸机工具链，主要用于编译 ATF
apt install -y gcc-arm-none-eabi
# 或者自行下载并配置
# 主页：https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads
wget -c https://armkeil.blob.core.windows.net/developer/Files/downloads/gnu-rm/9-2020q2/gcc-arm-none-eabi-9-2020-q2-update-x86_64-linux.tar.bz2

# 配置环境变量
export PATH=/data/toolchain/bin:$PATH
# 测试
aarch64-linux-gnu-gcc -v
arm-none-eabi-gcc -v

# 安装辅助工具
apt install -y build-essential libncurses5-dev git make

u-boot

设备树

# 设备树的编译与反编译
apt install -y device-tree-compiler

# dtb => dts
dtc -I dtb -O dts -o tn3399-linux.dts tn3399-linux.dtb
# dts => dtb
dtc -I dts -O dtb -o tn3399-linux.dtb tn3399-linux.dts

编译

原版 u-boot¹²

git clone https://github.com/ARM-software/arm-trusted-firmware.git
cd arm-trusted-firmware

# 编译 ATF
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- PLAT=rk3399
# 得到 build/rk3399/release/bl31/bl31.elf

export BL31=/data/arm-trusted-firmware/build/rk3399/release/bl31/bl31.elf

apt install -y bison flex python3 device-tree-compiler bc
git clone https://github.com/u-boot/u-boot.git
cd u-boot

# 生成 .config 配置文件
make rock960-rk3399_defconfig
# 或者自定义配置
make menuconfig

# 编译 u-boot
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
# 得到 idbloader.img 和 u-boot.itb
# idbloader.img 是 TPL 和 SPL 的合成文件，前者负责 DDR 初始化，后者负责加载 ATF 和 u-boot
# u-boot.itb 是由 u-boot 和 ATF 合成的 FIT 格式的镜像文件

RockChip 维护的 u-boot³

# 用于合并 loader 的工具集
git clone https://github.com/rockchip-linux/rkbin.git

apt install -y bison flex python3 device-tree-compiler bc
git clone -b stable-4.4-rk3399-linux https://github.com/rockchip-linux/u-boot.git u-boot-rk
cd u-boot-rk

# 不使用项目指定工具链
sed -i 's@TOOLCHAIN_ARM32=.*@TOOLCHAIN_ARM32=/@g' ./make.sh
sed -i 's@TOOLCHAIN_ARM64=.*@TOOLCHAIN_ARM64=/@g' ./make.sh
sed -i 's@${absolute_path}/bin/@@g' ./make.sh

# 编译修改过的 u-boot
./make.sh evb-rk3399
# 得到如下文件
rk3399_loader_v1.24.126.bin
trust.img
uboot.img

以下内容引用并修改自UBOOT ROCK960-RK3399的文档

Get the Source and prebuild binary

  > git clone https://github.com/rockchip-linux/rkbin.git
  > git clone https://github.com/rockchip-linux/rkdeveloptool.git

编译原版U-Boot和rockchip维护的UBOOT

根据前两节的步骤，编译原版UBOOT和rockchip维护的UBOOT，获得对应的文件。

Compile the rkdeveloptool

Follow instructions in latest README

  > cd ../rkdeveloptool
  > autoreconf -i
  > ./configure
  > make
  > sudo make install

Package the image

Option 1: Package the image for U-Boot SPL 【未验证】

  > cd ..
  > tools/mkimage -n rk3399 -T rksd -d spl/u-boot-spl.bin idbspl.img

Get idbspl.img in this step.

Option 2: Package the image for Rockchip miniloader 【已验证可行】

  > cd ../rkbin
  > ./tools/loaderimage --pack --uboot u-boot/u-boot-dtb.bin uboot.img 0x200000

  > ../u-boot/tools/mkimage -n rk3399 -T rksd -d rk3399_ddr_800MHz_v1.24.bin idbloader.img
  > cat ./rk33/rk3399_miniloader_v1.26.bin >> idbloader.img

Get uboot.img and idbloader.img in this step.

Bootloader storage options

There are a few different storage options for the bootloader. This document explores two of these: eMMC and removable SD/MMC.

Flash the image to eMMC

Option 1: Flash the image with U-Boot SPL 【未验证】

Power on(or reset with RESET KEY) with MASKROM KEY preesed, and then:

  > rkdeveloptool db rkbin/rk33/rk3399_loader_v1.08.106.bin
  > rkdeveloptool wl 64 u-boot/idbspl.img
  > rkdeveloptool wl 0x4000 u-boot/u-boot.itb
  > rkdeveloptool rd

Option 2: Flash the image with Rockchip miniloader 【已验证可行】

Power on(or reset with RESET KEY) with MASKROM KEY preesed, and then:

  > rkdeveloptool db u-boot-rk/rk3399_loader_v1.24.126.bin
  > rkdeveloptool wl 0x40 idbloader.img
  > rkdeveloptool wl 0x4000 uboot.img
  > rkdeveloptool wl 0x6000 u-boot-rk/trust.img
  > rkdeveloptool rd

Create a bootable SD/MMC 【未验证】

The idbspl.img contains the first stage, and the u-boot.img the second stage. As explained in the Rockchip partition table reference [1], the first stage (aka loader1) start sector is 64, and the second stage start sector is 16384.

Each sector is 512 bytes, which means the first stage offset is 32 KiB, and the second stage offset is 8 MiB.

Note: the second stage location is actually not as per the spec, but defined by the SPL. Mainline SPL defines an 8 MiB offset for the second stage.

Assuming the SD card is exposed by device /dev/mmcblk0, the commands to write the two stages are:

  > dd if=idbspl.img of=/dev/mmcblk0 bs=1k seek=32
  > dd if=u-boot.itb of=/dev/mmcblk0 bs=1k seek=8192

Setting up the kernel and rootfs is beyond the scope of this document.

当刷入EMMC的UBOOT损坏时或者无法启动时，如何进入MaskRom模式

经过分析和尝试，在MMC芯片背后的六个测试短路点中找到了对应的两个短接点(请参考doc/tn3399_v3_maskrom_pins图)。首先短接两个点，然后加电启动，即可进入MaskRom模式。使用rkdeveloptool ld即可发现已经进入该模式。

$ rkdeveloptool/rkdeveloptool ld
DevNo=1 Vid=0x2207,Pid=0x330c,LocationID=102    Maskrom
$ rkdeveloptool/rkdeveloptool db u-boot-rk/rk3399_loader_v1.24.126.bin 
Downloading bootloader succeeded.

kernel

原版 kernel

此仓库巨大，.git 约占用 3 GB，编译后约占用 8 GB，请至少留有 10 GB 硬盘空间，编译大约需要 40 分钟。

apt install -y libssl-dev lzop kmod
git clone https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux.git

# 或从镜像快速克隆
git clone https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/linux.git
cd linux
git remote add upstream https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux.git
git fetch upstream

# 切换内核版本
git checkout linux-5.4.y

export ARCH=arm64

# 生成 .config 配置文件
make defconfig
# 或者自定义配置
make menuconfig
make savedefconfig

# 编译 kernel
make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- -j$(nproc)
# 得到如下文件
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-rock960.dtb
arch/arm64/boot/Image

RockChip 维护的 kernel⁴

rootfs

【备注：我把rootfs换成了ArchlinuxARM，可以正常启动，过程与原作者脚本中的步骤一致，不再重复】

# 下载并解压 ubuntu-base
./scripts/build_rootfs.sh init

# 挂载相关路径并 chroot
./scripts/build_rootfs.sh chroot
# 自定义修改命令在此执行
# 如内核模块、驱动固件移植、修改镜像源、安装 init 等必要的软件包、映射 ttyS2 Console 等

# 退出 chroot 并卸载相关路径
exit

# 构建 rootfs 镜像
./scripts/build_image.sh rootfs

镜像制作

打包

# 按如下目录结构整理编译所得的文件
mkdir -p ./out/{kernel,u-boot}
./out/
├── kernel
│   ├── Image
│   └── tn3399-linux.dtb
├── rootfs
│   └── ...
└── u-boot
    ├── idbloader.img
    ├── trust.img
    └── u-boot.img

# 生成 trust.img
./scripts/build_image.sh trust

# 生成 boot.img
./scripts/build_image.sh boot

# 生成 rootfs.img
./scripts/build_image.sh rootfs

# 生成 system.img
./scripts/build_image.sh system

修改

# -f 查找第一个未使用的设备
# -P 创建带分区的回环设备
sudo losetup -f --show -P system.img

# 查看镜像的分区信息
fdisk -l system.img

# 挂载分区 3
sudo mount /dev/loop0p3 /mnt/
# 另一种方法，$begin 为分区 3 的起点
sudo mount -o loop,offset=$((512 * $begin)) system.img /mnt/

# 在此执行自定义修改命令

# 卸载分区
# 注意：卸载时 shell 不可以处于 /mnt/ 下，否则报错 umount: /mnt: target is busy.
sudo umount /mnt/

# 断开回环设备
sudo losetup -d /dev/loop0

# 断开所有回环设备
sudo losetup -D

烧写调试

出厂固件⁵

备份

# 查看 cmdline
# 将 cmdline 记录在 parameter_gpt.txt 中
adb shell
su
cat /proc/cmdline

# 查看分区表
./rkbin/tools/upgrade_tool pl
# 或
rkdeveloptool ppt

# 备份分区
# 备份文件保存在 ./out/backup 路径下
./scripts/factory_image.sh backup

恢复

# 恢复分区
# 从 ./out/backup 路径读取备份进行恢复
# 警告：尚未完成测试
./scripts/factory_image.sh restore ./rk3399_loader_v1.22.119.bin

固件烧写

eMMC

相关工具：https://github.com/rockchip-linux/rkbin

创建 udev 规则

可以避免无 sudo 权限时不能发送指令或烧写报错 “Creating Comm Object failed!”。

echo 'SUBSYSTEM=="usb", ATTR{idVendor}=="2207", MODE="0660", GROUP="plugdev"' | sudo tee -a /etc/udev/rules.d/51-android.rules

进入烧写模式

连接 Micro-USB，长按 RECOVER 键并上电，如果为 Android 系统此时应为 Loader 模式，其他系统可能为 MaskRom 模式。

# 查看连接的设备
./rkbin/tools/upgrade_tool ld
# 或使用 rkdeveloptool
# 因 ./rkbin/tools/rkdeveloptool 这个不支持 ld 命令故需要重新编译 rkdeveloptool
git clone https://github.com/rockchip-linux/rkdeveloptool.git
sudo apt install -y libudev-dev libusb-dev dh-autoreconf libglib2.0-dev
cd rkdeveloptool && autoreconf -i && ./configure && make
sudo mv rkdeveloptool /usr/local/bin/
rkdeveloptool ld

# 应会有如下设备信息
DevNo=1 Vid=0x2207,Pid=0x330c,LocationID=301    Loader
# 或
DevNo=1 Vid=0x2207,Pid=0x330c,LocationID=301    MaskRom

# Loader 模式进入 MaskRom 模式方法
./rkbin/tools/upgrade_tool rd 3
# 或
rkdeveloptool rd 3

初始化 DRAM

需要在 MaskRom 模式下才下载，否则报错 “The device does not support this operation!”。

# 初始化 DRAM
./rkbin/tools/upgrade_tool db ./rk3399_loader_v1.22.119.bin
# 或
rkdeveloptool db ./rk3399_loader_v1.22.119.bin

# 下载镜像
./rkbin/tools/upgrade_tool wl 0x0 ./system.img
# 或
rkdeveloptool wl 0x0 ./system.img

SDCard

也可以使用图形化烧写工具 balena-etcher-electron

https://github.com/balena-io/etcher/releases

# sdX 为 sdcard 对应的块设备文件
sudo dd if=system.img of=/dev/sdX bs=4M oflag=sync status=progress

串口调试

串口选择

测试了市面上常见的几款 CH340G、PL2303HX 方案的串口，均存在只能读不能写问题，这将无法从串口打断 u-boot 启动和进行 shell 操作，建议使用 CP2104 方案的串口代替。

通信软件

也可以使用 minicom 、putty、SecureCRT 等工具。

# 解决串口权限问题
sudo usermod -a -G dialout $USER
# 重新登录后生效
reboot

# 安装串口通信软件
sudo apt install -y python3-serial

# 打开串口
miniterm /dev/ttyUSB0 1500000

# 退出 miniterm 快捷键为 Ctrl + ]

系统配置

网络

# WiFi 配置
nmcli dev wifi connect "hotspot-name" password "password"

镜像源

sudo cp -a /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
sudo sed -i "s@http://ports.ubuntu.com@http://mirrors.huaweicloud.com@g" /etc/apt/sources.list

本地化

# 安装英文与简体中文语言包
sudo apt install -y language-pack-en language-pack-zh-hans
# 设置本地化
sudo dpkg-reconfigure locales

# 配置时区
sudo apt install -y tzdata
sudo dpkg-reconfigure tzdata
# 同步硬件时间
sudo hwclock -s

常见问题

Q：能进 MaskRom 模式，但下载 Loader 初始化 DRAM 总是失败。或 u-boot 无等待时间不能按 RECOVERY 键进入 MaskRom 模式。

A：插上带有系统的 SDCard，默认会从 SDcard 启动，连接串口并打开串口调试软件，开机后迅速在调试窗口按任意键，打断 u-boot 启动（如果不能打断请更换 CP2104 方案的串口），执行如下命令破坏 u-boot，重启后会自动进入 MaskRom 模式。

mmc dev 0
mmc erase 0 2000
reset

Q：使用 apt 安装软件包时出现如下警告：

perl: warning: Setting locale failed. perl: warning: Please check that your locale settings: LANGUAGE = (unset), LC_ALL = (unset), LANG = "zh_CN.UTF-8" are supported and installed on your system. perl: warning: Falling back to the standard locale ("C").

A：参考系统配置-本地化一节安装相应语言包即可解决。