Kconfig: Drop CONFIG_CMD_DS4510_INFO
[platform/kernel/u-boot.git] / board / sandbox / README.sandbox
1 /*
2  * Copyright (c) 2014 The Chromium OS Authors.
3  *
4  * SPDX-License-Identifier:     GPL-2.0+
5  */
6
7 Native Execution of U-Boot
8 ==========================
9
10 The 'sandbox' architecture is designed to allow U-Boot to run under Linux on
11 almost any hardware. To achieve this it builds U-Boot (so far as possible)
12 as a normal C application with a main() and normal C libraries.
13
14 All of U-Boot's architecture-specific code therefore cannot be built as part
15 of the sandbox U-Boot. The purpose of running U-Boot under Linux is to test
16 all the generic code, not specific to any one architecture. The idea is to
17 create unit tests which we can run to test this upper level code.
18
19 CONFIG_SANDBOX is defined when building a native board.
20
21 The board name is 'sandbox' but the vendor name is unset, so there is a
22 single board in board/sandbox.
23
24 CONFIG_SANDBOX_BIG_ENDIAN should be defined when running on big-endian
25 machines.
26
27 Note that standalone/API support is not available at present.
28
29
30 Basic Operation
31 ---------------
32
33 To run sandbox U-Boot use something like:
34
35    make sandbox_defconfig all
36    ./u-boot
37
38 Note:
39    If you get errors about 'sdl-config: Command not found' you may need to
40    install libsdl1.2-dev or similar to get SDL support. Alternatively you can
41    build sandbox without SDL (i.e. no display/keyboard support) by removing
42    the CONFIG_SANDBOX_SDL line in include/configs/sandbox.h or using:
43
44       make sandbox_defconfig all NO_SDL=1
45       ./u-boot
46
47    If you are building on a 32-bit machine you may get errors from __ffs.h
48    about shifting more than the machine word size. Edit the config file
49    include/configs/sandbox.h and change CONFIG_SANDBOX_BITS_PER_LONG to 32.
50
51 U-Boot will start on your computer, showing a sandbox emulation of the serial
52 console:
53
54
55 U-Boot 2014.04 (Mar 20 2014 - 19:06:00)
56
57 DRAM:  128 MiB
58 Using default environment
59
60 In:    serial
61 Out:   lcd
62 Err:   lcd
63 =>
64
65 You can issue commands as your would normally. If the command you want is
66 not supported you can add it to include/configs/sandbox.h.
67
68 To exit, type 'reset' or press Ctrl-C.
69
70
71 Console / LCD support
72 ---------------------
73
74 Assuming that CONFIG_SANDBOX_SDL is defined when building, you can run the
75 sandbox with LCD and keyboard emulation, using something like:
76
77    ./u-boot -d u-boot.dtb -l
78
79 This will start U-Boot with a window showing the contents of the LCD. If
80 that window has the focus then you will be able to type commands as you
81 would on the console. You can adjust the display settings in the device
82 tree file - see arch/sandbox/dts/sandbox.dts.
83
84
85 Command-line Options
86 --------------------
87
88 Various options are available, mostly for test purposes. Use -h to see
89 available options. Some of these are described below.
90
91 The terminal is normally in what is called 'raw-with-sigs' mode. This means
92 that you can use arrow keys for command editing and history, but if you
93 press Ctrl-C, U-Boot will exit instead of handling this as a keypress.
94
95 Other options are 'raw' (so Ctrl-C is handled within U-Boot) and 'cooked'
96 (where the terminal is in cooked mode and cursor keys will not work, Ctrl-C
97 will exit).
98
99 As mentioned above, -l causes the LCD emulation window to be shown.
100
101 A device tree binary file can be provided with -d. If you edit the source
102 (it is stored at arch/sandbox/dts/sandbox.dts) you must rebuild U-Boot to
103 recreate the binary file.
104
105 To execute commands directly, use the -c option. You can specify a single
106 command, or multiple commands separated by a semicolon, as is normal in
107 U-Boot. Be careful with quoting as the shall will normally process and
108 swallow quotes. When -c is used, U-Boot exists after the command is complete,
109 but you can force it to go to interactive mode instead with -i.
110
111
112 Memory Emulation
113 ----------------
114
115 Memory emulation is supported, with the size set by CONFIG_SYS_SDRAM_SIZE.
116 The -m option can be used to read memory from a file on start-up and write
117 it when shutting down. This allows preserving of memory contents across
118 test runs. You can tell U-Boot to remove the memory file after it is read
119 (on start-up) with the --rm_memory option.
120
121 To access U-Boot's emulated memory within the code, use map_sysmem(). This
122 function is used throughout U-Boot to ensure that emulated memory is used
123 rather than the U-Boot application memory. This provides memory starting
124 at 0 and extending to the size of the emulation.
125
126
127 Storing State
128 -------------
129
130 With sandbox you can write drivers which emulate the operation of drivers on
131 real devices. Some of these drivers may want to record state which is
132 preserved across U-Boot runs. This is particularly useful for testing. For
133 example, the contents of a SPI flash chip should not disappear just because
134 U-Boot exits.
135
136 State is stored in a device tree file in a simple format which is driver-
137 specific. You then use the -s option to specify the state file. Use -r to
138 make U-Boot read the state on start-up (otherwise it starts empty) and -w
139 to write it on exit (otherwise the stored state is left unchanged and any
140 changes U-Boot made will be lost). You can also use -n to tell U-Boot to
141 ignore any problems with missing state. This is useful when first running
142 since the state file will be empty.
143
144 The device tree file has one node for each driver - the driver can store
145 whatever properties it likes in there. See 'Writing Sandbox Drivers' below
146 for more details on how to get drivers to read and write their state.
147
148
149 Running and Booting
150 -------------------
151
152 Since there is no machine architecture, sandbox U-Boot cannot actually boot
153 a kernel, but it does support the bootm command. Filesystems, memory
154 commands, hashing, FIT images, verified boot and many other features are
155 supported.
156
157 When 'bootm' runs a kernel, sandbox will exit, as U-Boot does on a real
158 machine. Of course in this case, no kernel is run.
159
160 It is also possible to tell U-Boot that it has jumped from a temporary
161 previous U-Boot binary, with the -j option. That binary is automatically
162 removed by the U-Boot that gets the -j option. This allows you to write
163 tests which emulate the action of chain-loading U-Boot, typically used in
164 a situation where a second 'updatable' U-Boot is stored on your board. It
165 is very risky to overwrite or upgrade the only U-Boot on a board, since a
166 power or other failure will brick the board and require return to the
167 manufacturer in the case of a consumer device.
168
169
170 Supported Drivers
171 -----------------
172
173 U-Boot sandbox supports these emulations:
174
175 - Block devices
176 - Chrome OS EC
177 - GPIO
178 - Host filesystem (access files on the host from within U-Boot)
179 - I2C
180 - Keyboard (Chrome OS)
181 - LCD
182 - Network
183 - Serial (for console only)
184 - Sound (incomplete - see sandbox_sdl_sound_init() for details)
185 - SPI
186 - SPI flash
187 - TPM (Trusted Platform Module)
188
189 A wide range of commands is implemented. Filesystems which use a block
190 device are supported.
191
192 Also sandbox supports driver model (CONFIG_DM) and associated commands.
193
194
195 Linux RAW Networking Bridge
196 ---------------------------
197
198 The sandbox_eth_raw driver bridges traffic between the bottom of the network
199 stack and the RAW sockets API in Linux. This allows much of the U-Boot network
200 functionality to be tested in sandbox against real network traffic.
201
202 For Ethernet network adapters, the bridge utilizes the RAW AF_PACKET API.  This
203 is needed to get access to the lowest level of the network stack in Linux. This
204 means that all of the Ethernet frame is included. This allows the U-Boot network
205 stack to be fully used. In other words, nothing about the Linux network stack is
206 involved in forming the packets that end up on the wire. To receive the
207 responses to packets sent from U-Boot the network interface has to be set to
208 promiscuous mode so that the network card won't filter out packets not destined
209 for its configured (on Linux) MAC address.
210
211 The RAW sockets Ethernet API requires elevated privileges in Linux. You can
212 either run as root, or you can add the capability needed like so:
213
214 sudo /sbin/setcap "CAP_NET_RAW+ep" /path/to/u-boot
215
216 The default device tree for sandbox includes an entry for eth0 on the sandbox
217 host machine whose alias is "eth1". The following are a few examples of network
218 operations being tested on the eth0 interface.
219
220 sudo /path/to/u-boot -D
221
222 DHCP
223 ....
224
225 set autoload no
226 set ethact eth1
227 dhcp
228
229 PING
230 ....
231
232 set autoload no
233 set ethact eth1
234 dhcp
235 ping $gatewayip
236
237 TFTP
238 ....
239
240 set autoload no
241 set ethact eth1
242 dhcp
243 set serverip WWW.XXX.YYY.ZZZ
244 tftpboot u-boot.bin
245
246 The bridge also support (to a lesser extent) the localhost inderface, 'lo'.
247
248 The 'lo' interface cannot use the RAW AF_PACKET API because the lo interface
249 doesn't support Ethernet-level traffic. It is a higher-level interface that is
250 expected only to be used at the AF_INET level of the API. As such, the most raw
251 we can get on that interface is the RAW AF_INET API on UDP. This allows us to
252 set the IP_HDRINCL option to include everything except the Ethernet header in
253 the packets we send and receive.
254
255 Because only UDP is supported, ICMP traffic will not work, so expect that ping
256 commands will time out.
257
258 The default device tree for sandbox includes an entry for lo on the sandbox
259 host machine whose alias is "eth5". The following is an example of a network
260 operation being tested on the lo interface.
261
262 TFTP
263 ....
264
265 set ethact eth5
266 tftpboot u-boot.bin
267
268
269 SPI Emulation
270 -------------
271
272 Sandbox supports SPI and SPI flash emulation.
273
274 This is controlled by the spi_sf argument, the format of which is:
275
276    bus:cs:device:file
277
278    bus    - SPI bus number
279    cs     - SPI chip select number
280    device - SPI device emulation name
281    file   - File on disk containing the data
282
283 For example:
284
285  dd if=/dev/zero of=spi.bin bs=1M count=4
286  ./u-boot --spi_sf 0:0:M25P16:spi.bin
287
288 With this setup you can issue SPI flash commands as normal:
289
290 =>sf probe
291 SF: Detected M25P16 with page size 64 KiB, total 2 MiB
292 =>sf read 0 0 10000
293 SF: 65536 bytes @ 0x0 Read: OK
294 =>
295
296 Since this is a full SPI emulation (rather than just flash), you can
297 also use low-level SPI commands:
298
299 =>sspi 0:0 32 9f
300 FF202015
301
302 This is issuing a READ_ID command and getting back 20 (ST Micro) part
303 0x2015 (the M25P16).
304
305 Drivers are connected to a particular bus/cs using sandbox's state
306 structure (see the 'spi' member). A set of operations must be provided
307 for each driver.
308
309
310 Configuration settings for the curious are:
311
312 CONFIG_SANDBOX_SPI_MAX_BUS
313         The maximum number of SPI buses supported by the driver (default 1).
314
315 CONFIG_SANDBOX_SPI_MAX_CS
316         The maximum number of chip selects supported by the driver
317         (default 10).
318
319 CONFIG_SPI_IDLE_VAL
320         The idle value on the SPI bus
321
322
323 Block Device Emulation
324 ----------------------
325
326 U-Boot can use raw disk images for block device emulation. To e.g. list
327 the contents of the root directory on the second partion of the image
328 "disk.raw", you can use the following commands:
329
330 =>host bind 0 ./disk.raw
331 =>ls host 0:2
332
333 A disk image can be created using the following commands:
334
335 $> truncate -s 1200M ./disk.raw
336 $> echo -e "label: gpt\n,64M,U\n,,L" | /usr/sbin/sfdisk  ./disk.raw
337 $> lodev=`sudo losetup -P -f --show ./disk.raw`
338 $> sudo mkfs.vfat -n EFI -v ${lodev}p1
339 $> sudo mkfs.ext4 -L ROOT -v ${lodev}p2
340
341
342 Writing Sandbox Drivers
343 -----------------------
344
345 Generally you should put your driver in a file containing the word 'sandbox'
346 and put it in the same directory as other drivers of its type. You can then
347 implement the same hooks as the other drivers.
348
349 To access U-Boot's emulated memory, use map_sysmem() as mentioned above.
350
351 If your driver needs to store configuration or state (such as SPI flash
352 contents or emulated chip registers), you can use the device tree as
353 described above. Define handlers for this with the SANDBOX_STATE_IO macro.
354 See arch/sandbox/include/asm/state.h for documentation. In short you provide
355 a node name, compatible string and functions to read and write the state.
356 Since writing the state can expand the device tree, you may need to use
357 state_setprop() which does this automatically and avoids running out of
358 space. See existing code for examples.
359
360
361 Testing
362 -------
363
364 U-Boot sandbox can be used to run various tests, mostly in the test/
365 directory. These include:
366
367   command_ut
368      - Unit tests for command parsing and handling
369   compression
370      - Unit tests for U-Boot's compression algorithms, useful for
371        security checking. It supports gzip, bzip2, lzma and lzo.
372   driver model
373      - Run this pytest
374           ./test/py/test.py --bd sandbox --build -k ut_dm -v
375   image
376      - Unit tests for images:
377           test/image/test-imagetools.sh - multi-file images
378           test/image/test-fit.py        - FIT images
379   tracing
380      - test/trace/test-trace.sh tests the tracing system (see README.trace)
381   verified boot
382       - See test/vboot/vboot_test.sh for this
383
384 If you change or enhance any of the above subsystems, you shold write or
385 expand a test and include it with your patch series submission. Test
386 coverage in U-Boot is limited, as we need to work to improve it.
387
388 Note that many of these tests are implemented as commands which you can
389 run natively on your board if desired (and enabled).
390
391 It would be useful to have a central script to run all of these.
392
393 --
394 Simon Glass <sjg@chromium.org>
395 Updated 22-Mar-14