doc/README.fdt-control

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   2 # Copyright (c) 2011 The Chromium OS Authors.
   3 #
   4 # SPDX-License-Identifier:      GPL-2.0+
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   7 Device Tree Control in U-Boot
   8 =============================
   9
  10 This feature provides for run-time configuration of U-Boot via a flat
  11 device tree (fdt). U-Boot configuration has traditionally been done
  12 using CONFIG options in the board config file. This feature aims to
  13 make it possible for a single U-Boot binary to support multiple boards,
  14 with the exact configuration of each board controlled by a flat device
  15 tree (fdt). This is the approach recently taken by the ARM Linux kernel
  16 and has been used by PowerPC for some time.
  17
  18 The fdt is a convenient vehicle for implementing run-time configuration
  19 for three reasons. Firstly it is easy to use, being a simple text file.
  20 It is extensible since it consists of nodes and properties in a nice
  21 hierarchical format.
  22
  23 Finally, there is already excellent infrastructure for the fdt: a
  24 compiler checks the text file and converts it to a compact binary
  25 format, and a library is already available in U-Boot (libfdt) for
  26 handling this format.
  27
  28 The dts directory contains a Makefile for building the device tree blob
  29 and embedding it in your U-Boot image. This is useful since it allows
  30 U-Boot to configure itself according to what it finds there. If you have
  31 a number of similar boards with different peripherals, you can describe
  32 the features of each board in the device tree file, and have a single
  33 generic source base.
  34
  35 To enable this feature, add CONFIG_OF_CONTROL to your board config file.
  36 It is currently supported on ARM, x86 and Microblaze - other architectures
  37 will need to add code to their arch/xxx/lib/board.c file to locate the
  38 FDT. Alternatively you can enable generic board support on your board
  39 (with CONFIG_SYS_GENERIC_BOARD) if this is available (as it is for
  40 PowerPC). For ARM, Tegra and Exynos5 have device trees available for
  41 common devices.
  42
  43
  44 What is a Flat Device Tree?
  45 ---------------------------
  46
  47 An fdt can be specified in source format as a text file. To read about
  48 the fdt syntax, take a look at the specification here:
  49
  50 https://www.power.org/resources/downloads/Power_ePAPR_APPROVED_v1.0.pdf
  51
  52 You also might find this section of the Linux kernel documentation
  53 useful: (access this in the Linux kernel source code)
  54
  55         Documentation/devicetree/booting-without-of.txt
  56
  57 There is also a mailing list:
  58
  59         http://lists.ozlabs.org/listinfo/devicetree-discuss
  60
  61 In case you are wondering, OF stands for Open Firmware.
  62
  63
  64 Tools
  65 -----
  66
  67 To use this feature you will need to get the device tree compiler here:
  68
  69         git://git.kernel.org/pub/scm/utils/dtc/dtc.git
  70
  71 For example:
  72
  73         $ git clone git://git.kernel.org/pub/scm/utils/dtc/dtc.git
  74         $ cd dtc
  75         $ make
  76         $ sudo make install
  77
  78 Then run the compiler (your version will vary):
  79
  80         $ dtc -v
  81         Version: DTC 1.2.0-g2cb4b51f
  82         $ make tests
  83         $ cd tests
  84         $ ./run_tests.sh
  85         ********** TEST SUMMARY
  86         *     Total testcases:  1371
  87         *                PASS:  1371
  88         *                FAIL:  0
  89         *   Bad configuration:  0
  90         * Strange test result:  0
  91
  92 You will also find a useful fdtdump utility for decoding a binary file, as
  93 well as fdtget/fdtput for reading and writing properties in a binary file.
  94
  95
  96 Where do I get an fdt file for my board?
  97 ----------------------------------------
  98
  99 You may find that the Linux kernel has a suitable file. Look in the
 100 kernel source in arch/<arch>/boot/dts.
 101
 102 If not you might find other boards with suitable files that you can
 103 modify to your needs. Look in the board directories for files with a
 104 .dts extension.
 105
 106 Failing that, you could write one from scratch yourself!
 107
 108
 109 Configuration
 110 -------------
 111
 112 Use:
 113
 114 #define CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE      "<name>"
 115
 116 to set the filename of the device tree source. Then put your device tree
 117 file into
 118
 119         board/<vendor>/dts/<name>.dts
 120
 121 This should include your CPU or SOC's device tree file, placed in
 122 arch/<arch>/dts, and then make any adjustments required.
 123
 124 If CONFIG_OF_EMBED is defined, then it will be picked up and built into
 125 the U-Boot image (including u-boot.bin). This is suitable for debugging
 126 and development only and is not recommended for production devices.
 127
 128 If CONFIG_OF_SEPARATE is defined, then it will be built and placed in
 129 a u-boot.dtb file alongside u-boot.bin. A common approach is then to
 130 join the two:
 131
 132         cat u-boot.bin u-boot.dtb >image.bin
 133
 134 and then flash image.bin onto your board. Note that U-Boot creates
 135 u-boot-dtb.bin which does the above step for you also. If you are using
 136 CONFIG_SPL_FRAMEWORK, then u-boot.img will be built to include the device
 137 tree binary.
 138
 139 If CONFIG_OF_HOSTFILE is defined, then it will be read from a file on
 140 startup. This is only useful for sandbox. Use the -d flag to U-Boot to
 141 specify the file to read.
 142
 143 You cannot use more than one of these options at the same time.
 144
 145 To use a device tree file that you have compiled yourself, pass
 146 EXT_DTB=<filename> to 'make', as in:
 147
 148         make EXT_DTB=boot/am335x-boneblack-pubkey.dtb
 149
 150 Then U-Boot will copy that file to u-boot.dtb, put it in the .img file
 151 if used, and u-boot-dtb.bin.
 152
 153 If you wish to put the fdt at a different address in memory, you can
 154 define the "fdtcontroladdr" environment variable. This is the hex
 155 address of the fdt binary blob, and will override either of the options.
 156 Be aware that this environment variable is checked prior to relocation,
 157 when only the compiled-in environment is available. Therefore it is not
 158 possible to define this variable in the saved SPI/NAND flash
 159 environment, for example (it will be ignored).
 160
 161 To use this, put something like this in your board header file:
 162
 163 #define CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS       "fdtcontroladdr=10000\0"
 164
 165 Build:
 166
 167 After board configuration is done, fdt supported u-boot can be build in two ways:
 168 1)  build the default dts which is defined from CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE
 169     $ make
 170 2)  build the user specified dts file
 171     $ make DEVICE_TREE=<dts-file-name>
 172
 173
 174 Configuration Options
 175 ---------------------
 176
 177 A number of run-time configuration options are provided in the /config node
 178 of the control device tree. You can access these using fdtdec_get_config_int(),
 179 fdtdec_get_config_bool() and fdtdec_get_config_string().
 180
 181 Available options are:
 182
 183 silent-console
 184         If present and non-zero, the console is silenced by default on boot.
 185
 186 no-keyboard
 187         Tells U-Boot not to expect an attached keyboard with a VGA console
 188
 189
 190 Limitations
 191 -----------
 192
 193 U-Boot is designed to build with a single architecture type and CPU
 194 type. So for example it is not possible to build a single ARM binary
 195 which runs on your AT91 and OMAP boards, relying on an fdt to configure
 196 the various features. This is because you must select one of
 197 the CPU families within arch/arm/cpu/arm926ejs (omap or at91) at build
 198 time. Similarly you cannot build for multiple cpu types or
 199 architectures.
 200
 201 That said the complexity reduction by using fdt to support variants of
 202 boards which use the same SOC / CPU can be substantial.
 203
 204 It is important to understand that the fdt only selects options
 205 available in the platform / drivers. It cannot add new drivers (yet). So
 206 you must still have the CONFIG option to enable the driver. For example,
 207 you need to define CONFIG_SYS_NS16550 to bring in the NS16550 driver,
 208 but can use the fdt to specific the UART clock, peripheral address, etc.
 209 In very broad terms, the CONFIG options in general control *what* driver
 210 files are pulled in, and the fdt controls *how* those files work.
 211
 212 --
 213 Simon Glass <sjg@chromium.org>
 214 1-Sep-11