tools: binman: minor formatting fix in docs
[platform/kernel/u-boot.git] / tools / binman / binman.rst
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2 .. Copyright (c) 2016 Google, Inc
3
4 Introduction
5 ============
6
7 Firmware often consists of several components which must be packaged together.
8 For example, we may have SPL, U-Boot, a device tree and an environment area
9 grouped together and placed in MMC flash. When the system starts, it must be
10 able to find these pieces.
11
12 Building firmware should be separate from packaging it. Many of the complexities
13 of modern firmware build systems come from trying to do both at once. With
14 binman, you build all the pieces that are needed, using whatever assortment of
15 projects and build systems are needed, then use binman to stitch everything
16 together.
17
18
19 What it does
20 ------------
21
22 Binman reads your board's device tree and finds a node which describes the
23 required image layout. It uses this to work out what to place where.
24
25 Binman provides a mechanism for building images, from simple SPL + U-Boot
26 combinations, to more complex arrangements with many parts. It also allows
27 users to inspect images, extract and replace binaries within them, repacking if
28 needed.
29
30
31 Features
32 --------
33
34 Apart from basic padding, alignment and positioning features, Binman supports
35 hierarchical images, compression, hashing and dealing with the binary blobs
36 which are a sad trend in open-source firmware at present.
37
38 Executable binaries can access the location of other binaries in an image by
39 using special linker symbols (zero-overhead but somewhat limited) or by reading
40 the devicetree description of the image.
41
42 Binman is designed primarily for use with U-Boot and associated binaries such
43 as ARM Trusted Firmware, but it is suitable for use with other projects, such
44 as Zephyr. Binman also provides facilities useful in Chromium OS, such as CBFS,
45 vblocks and the like.
46
47 Binman provides a way to process binaries before they are included, by adding a
48 Python plug-in.
49
50 Binman is intended for use with U-Boot but is designed to be general enough
51 to be useful in other image-packaging situations.
52
53
54 Motivation
55 ----------
56
57 As mentioned above, packaging of firmware is quite a different task from
58 building the various parts. In many cases the various binaries which go into
59 the image come from separate build systems. For example, ARM Trusted Firmware
60 is used on ARMv8 devices but is not built in the U-Boot tree. If a Linux kernel
61 is included in the firmware image, it is built elsewhere.
62
63 It is of course possible to add more and more build rules to the U-Boot
64 build system to cover these cases. It can shell out to other Makefiles and
65 build scripts. But it seems better to create a clear divide between building
66 software and packaging it.
67
68 At present this is handled by manual instructions, different for each board,
69 on how to create images that will boot. By turning these instructions into a
70 standard format, we can support making valid images for any board without
71 manual effort, lots of READMEs, etc.
72
73 Benefits:
74
75   - Each binary can have its own build system and tool chain without creating
76     any dependencies between them
77   - Avoids the need for a single-shot build: individual parts can be updated
78     and brought in as needed
79   - Provides for a standard image description available in the build and at
80     run-time
81   - SoC-specific image-signing tools can be accommodated
82   - Avoids cluttering the U-Boot build system with image-building code
83   - The image description is automatically available at run-time in U-Boot,
84     SPL. It can be made available to other software also
85   - The image description is easily readable (it's a text file in device-tree
86     format) and permits flexible packing of binaries
87
88
89 Terminology
90 -----------
91
92 Binman uses the following terms:
93
94 - image - an output file containing a firmware image
95 - binary - an input binary that goes into the image
96
97
98 Relationship to FIT
99 -------------------
100
101 FIT is U-Boot's official image format. It supports multiple binaries with
102 load / execution addresses, compression. It also supports verification
103 through hashing and RSA signatures.
104
105 FIT was originally designed to support booting a Linux kernel (with an
106 optional ramdisk) and device tree chosen from various options in the FIT.
107 Now that U-Boot supports configuration via device tree, it is possible to
108 load U-Boot from a FIT, with the device tree chosen by SPL.
109
110 Binman considers FIT to be one of the binaries it can place in the image.
111
112 Where possible it is best to put as much as possible in the FIT, with binman
113 used to deal with cases not covered by FIT. Examples include initial
114 execution (since FIT itself does not have an executable header) and dealing
115 with device boundaries, such as the read-only/read-write separation in SPI
116 flash.
117
118 For U-Boot, binman should not be used to create ad-hoc images in place of
119 FIT.
120
121 Note that binman can itself create a FIT. This helps to move mkimage
122 invocations out of the Makefile and into binman image descriptions. It also
123 helps by removing the need for ad-hoc tools like `make_fit_atf.py`.
124
125
126 Relationship to mkimage
127 -----------------------
128
129 The mkimage tool provides a means to create a FIT. Traditionally it has
130 needed an image description file: a device tree, like binman, but in a
131 different format. More recently it has started to support a '-f auto' mode
132 which can generate that automatically.
133
134 More relevant to binman, mkimage also permits creation of many SoC-specific
135 image types. These can be listed by running 'mkimage -T list'. Examples
136 include 'rksd', the Rockchip SD/MMC boot format. The mkimage tool is often
137 called from the U-Boot build system for this reason.
138
139 Binman considers the output files created by mkimage to be binary blobs
140 which it can place in an image. Binman does not replace the mkimage tool or
141 this purpose. It would be possible in some situations to create a new entry
142 type for the images in mkimage, but this would not add functionality. It
143 seems better to use the mkimage tool to generate binaries and avoid blurring
144 the boundaries between building input files (mkimage) and packaging then
145 into a final image (binman).
146
147 Note that binman can itself invoke mkimage. This helps to move mkimage
148 invocations out of the Makefile and into binman image descriptions.
149
150
151 Using binman
152 ============
153
154 Example use of binman in U-Boot
155 -------------------------------
156
157 Binman aims to replace some of the ad-hoc image creation in the U-Boot
158 build system.
159
160 Consider sunxi. It has the following steps:
161
162   #. It uses a custom mksunxiboot tool to build an SPL image called
163      sunxi-spl.bin. This should probably move into mkimage.
164
165   #. It uses mkimage to package U-Boot into a legacy image file (so that it can
166      hold the load and execution address) called u-boot.img.
167
168   #. It builds a final output image called u-boot-sunxi-with-spl.bin which
169      consists of sunxi-spl.bin, some padding and u-boot.img.
170
171 Binman is intended to replace the last step. The U-Boot build system builds
172 u-boot.bin and sunxi-spl.bin. Binman can then take over creation of
173 sunxi-spl.bin by calling mksunxiboot or mkimage. In any case, it would then
174 create the image from the component parts.
175
176 This simplifies the U-Boot Makefile somewhat, since various pieces of logic
177 can be replaced by a call to binman.
178
179
180 Invoking binman within U-Boot
181 -----------------------------
182
183 Within U-Boot, binman is invoked by the build system, i.e. when you type 'make'
184 or use buildman to build U-Boot. There is no need to run binman independently
185 during development. Everything happens automatically and is set up for your
186 SoC or board so that binman produced the right things.
187
188 The general policy is that the Makefile builds all the binaries in INPUTS-y
189 (the 'inputs' rule), then binman is run to produce the final images (the 'all'
190 rule).
191
192 There should be only one invocation of binman in Makefile, the very last step
193 that pulls everything together. At present there are some arch-specific
194 invocations as well, but these should be dropped when those architectures are
195 converted to use binman properly.
196
197 As above, the term 'binary' is used for something in INPUTS-y and 'image' is
198 used for the things that binman creates. So the binaries are inputs to the
199 image(s) and it is the image that is actually loaded on the board.
200
201 Again, at present, there are a number of things created in Makefile which should
202 be done by binman (when we get around to it), like `u-boot-ivt.img`,
203 `lpc32xx-spl.img`, `u-boot-with-nand-spl.imx`, `u-boot-spl-padx4.sfp` and
204 `u-boot-mtk.bin`, just to pick on a few. When completed this will remove about
205 400 lines from `Makefile`.
206
207 Since binman is invoked only once, it must of course create all the images that
208 are needed, in that one invocation. It does this by working through the image
209 descriptions one by one, collecting the input binaries, processing them as
210 needed and producing the final images.
211
212 The same binaries may be used by multiple images. For example binman may be used
213 to produce an SD-card image and a SPI-flash image. In this case the binaries
214 going into the process are the same, but binman produces slightly different
215 images in each case.
216
217 For some SoCs, U-Boot is not the only project that produces the necessary
218 binaries. For example, ARM Trusted Firmware (ATF) is a project that produces
219 binaries which must be incorporate, such as `bl31.elf` or `bl31.bin`. For this
220 to work you must have built ATF before you build U-Boot and you must tell U-Boot
221 where to find the bl31 image, using the BL31 environment variable.
222
223 How do you know how to incorporate ATF? It is handled by the atf-bl31 entry type
224 (etype). An etype is an implementation of reading a binary into binman, in this
225 case the `bl31.bin` file. When you build U-Boot but do not set the BL31
226 environment variable, binman provides a help message, which comes from
227 `missing-blob-help`::
228
229     See the documentation for your board. You may need to build ARM Trusted
230     Firmware and build with BL31=/path/to/bl31.bin
231
232 The mechanism by which binman is advised of this is also in the Makefile. See
233 the `-a atf-bl31-path=${BL31}` piece in `cmd_binman`. This tells binman to
234 set the EntryArg `atf-bl31-path` to the value of the `BL31` environment
235 variable. Within binman, this EntryArg is picked up by the `Entry_atf_bl31`
236 etype. An EntryArg is simply an argument to the entry. The `atf-bl31-path`
237 name is documented in :ref:`etype_atf_bl31`.
238
239 Taking this a little further, when binman is used to create a FIT, it supports
240 using an ELF file, e.g. `bl31.elf` and splitting it into separate pieces (with
241 `fit,operation = "split-elf"`), each with its own load address.
242
243
244 Invoking binman outside U-Boot
245 ------------------------------
246
247 While binman is invoked from within the U-Boot build system, it is also possible
248 to invoke it separately. This is typically used in a production build system,
249 where signing is completed (with real keys) and any missing binaries are
250 provided.
251
252 For example, for build testing there is no need to provide a real signature,
253 nor is there any need to provide a real ATF BL31 binary (for example). These can
254 be added later by invoking binman again, providing all the required inputs
255 from the first time, plus any that were missing or placeholders.
256
257 So in practice binman is often used twice:
258
259 - once within the U-Boot build system, for development and testing
260 - again outside U-Boot to assembly and final production images
261
262 While the same input binaries are used in each case, you will of course you will
263 need to create your own binman command line, similar to that in `cmd_binman` in
264 the Makefile. You may find the -I and --toolpath options useful. The
265 device tree file is provided to binman in binary form, so there is no need to
266 have access to the original `.dts` sources.
267
268
269 Assembling the image description
270 --------------------------------
271
272 Since binman uses the device tree for its image description, you can use the
273 same files that describe your board's hardware to describe how the image is
274 assembled. Typically the images description is in a common file used by all
275 boards with a particular SoC (e.g. `imx8mp-u-boot.dtsi`).
276
277 Where a particular boards needs to make changes, it can override properties in
278 the SoC file, just as it would for any other device tree property. It can also
279 add a image that is specific to the board.
280
281 Another way to control the image description to make use of CONFIG options in
282 the description. For example, if the start offset of a particular entry varies
283 by board, you can add a Kconfig for that and reference it in the description::
284
285     u-boot-spl {
286     };
287
288     fit {
289         offset = <CONFIG_SPL_PAD_TO>;
290         ...
291     };
292
293 The SoC can provide a default value but boards can override that as needed and
294 binman will take care of it.
295
296 It is even possible to control which entries appear in the image, by using the
297 C preprocessor::
298
299     #ifdef CONFIG_HAVE_MRC
300         intel-mrc {
301                 offset = <CFG_X86_MRC_ADDR>;
302         };
303     #endif
304
305 Only boards which enable `HAVE_MRC` will include this entry.
306
307 Obviously a similar approach can be used to control which images are produced,
308 with a Kconfig option to enable a SPI image, for example. However there is
309 generally no harm in producing an image that is not used. If a board uses MMC
310 but not SPI, but the SoC supports booting from both, then both images can be
311 produced, with only on or other being used by particular boards. This can help
312 reduce the need for having multiple defconfig targets for a board where the
313 only difference is the boot media, enabling / disabling secure boot, etc.
314
315 Of course you can use the device tree itself to pass any board-specific
316 information that is needed by U-Boot at runtime (see binman_syms_ for how to
317 make binman insert these values directly into executables like SPL).
318
319 There is one more way this can be done: with individual .dtsi files for each
320 image supported by the SoC. Then the board `.dts` file can include the ones it
321 wants. This is not recommended, since it is likely to be difficult to maintain
322 and harder to understand the relationship between the different boards.
323
324
325 Producing images for multiple boards
326 ------------------------------------
327
328 When invoked within U-Boot, binman only builds a single set of images, for
329 the chosen board. This is set by the `CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE` option.
330
331 However, U-Boot generally builds all the device tree files associated with an
332 SoC. These are written to the (e.g. for ARM) `arch/arm/dts` directory. Each of
333 these contains the full binman description for that board. Often the best
334 approach is to build a single image that includes all these device tree binaries
335 and allow SPL to select the correct one on boot.
336
337 However, it is also possible to build separate images for each board, simply by
338 invoking binman multiple times, once for each device tree file, using a
339 different output directory. This will produce one set of images for each board.
340
341
342 Example use of binman for x86
343 -----------------------------
344
345 In most cases x86 images have a lot of binary blobs, 'black-box' code
346 provided by Intel which must be run for the platform to work. Typically
347 these blobs are not relocatable and must be placed at fixed areas in the
348 firmware image.
349
350 Currently this is handled by ifdtool, which places microcode, FSP, MRC, VGA
351 BIOS, reference code and Intel ME binaries into a u-boot.rom file.
352
353 Binman is intended to replace all of this, with ifdtool left to handle only
354 the configuration of the Intel-format descriptor.
355
356
357 Installing binman
358 -----------------
359
360 First install prerequisites, e.g:
361
362 .. code-block:: bash
363
364     sudo apt-get install python-pyelftools python3-pyelftools lzma-alone \
365         liblz4-tool
366
367 You can run binman directly if you put it on your PATH. But if you want to
368 install into your `~/.local` Python directory, use:
369
370 .. code-block:: bash
371
372     pip install tools/patman tools/dtoc tools/binman
373
374 Note that binman makes use of libraries from patman and dtoc, which is why these
375 need to be installed. Also you need `libfdt` and `pylibfdt` which can be
376 installed like this:
377
378 .. code-block:: bash
379
380    git clone git://git.kernel.org/pub/scm/utils/dtc/dtc.git
381    cd dtc
382    pip install .
383    make NO_PYTHON=1 install
384
385 This installs the `libfdt.so` library into `~/lib` so you can use
386 `LD_LIBRARY_PATH=~/lib` when running binman. If you want to install it in the
387 system-library directory, replace the last line with:
388
389 .. code-block:: bash
390
391    make NO_PYTHON=1 PREFIX=/ install
392
393 Running binman
394 --------------
395
396 Type:
397
398 .. code-block:: bash
399
400    make NO_PYTHON=1 PREFIX=/ install
401     binman build -b <board_name>
402
403 to build an image for a board. The board name is the same name used when
404 configuring U-Boot (e.g. for sandbox_defconfig the board name is 'sandbox').
405 Binman assumes that the input files for the build are in ../b/<board_name>.
406
407 Or you can specify this explicitly:
408
409 .. code-block:: bash
410
411    make NO_PYTHON=1 PREFIX=/ install
412     binman build -I <build_path>
413
414 where <build_path> is the build directory containing the output of the U-Boot
415 build.
416
417 (Future work will make this more configurable)
418
419 In either case, binman picks up the device tree file (u-boot.dtb) and looks
420 for its instructions in the 'binman' node.
421
422 Binman has a few other options which you can see by running 'binman -h'.
423
424
425 Enabling binman for a board
426 ---------------------------
427
428 At present binman is invoked from a rule in the main Makefile. You should be
429 able to enable CONFIG_BINMAN to enable this rule.
430
431 The output file is typically named image.bin and is located in the output
432 directory. If input files are needed to you add these to INPUTS-y either in the
433 main Makefile or in a config.mk file in your arch subdirectory.
434
435 Once binman is executed it will pick up its instructions from a device-tree
436 file, typically <soc>-u-boot.dtsi, where <soc> is your CONFIG_SYS_SOC value.
437 You can use other, more specific CONFIG options - see 'Automatic .dtsi
438 inclusion' below.
439
440 .. _binman_syms:
441
442 Access to binman entry offsets at run time (symbols)
443 ----------------------------------------------------
444
445 Binman assembles images and determines where each entry is placed in the image.
446 This information may be useful to U-Boot at run time. For example, in SPL it
447 is useful to be able to find the location of U-Boot so that it can be executed
448 when SPL is finished.
449
450 Binman allows you to declare symbols in the SPL image which are filled in
451 with their correct values during the build. For example:
452
453 .. code-block:: c
454
455     binman_sym_declare(ulong, u_boot_any, image_pos);
456
457 declares a ulong value which will be assigned to the image-pos of any U-Boot
458 image (u-boot.bin, u-boot.img, u-boot-nodtb.bin) that is present in the image.
459 You can access this value with something like:
460
461 .. code-block:: c
462
463     ulong u_boot_offset = binman_sym(ulong, u_boot_any, image_pos);
464
465 Thus u_boot_offset will be set to the image-pos of U-Boot in memory, assuming
466 that the whole image has been loaded, or is available in flash. You can then
467 jump to that address to start U-Boot.
468
469 At present this feature is only supported in SPL and TPL. In principle it is
470 possible to fill in such symbols in U-Boot proper, as well, but a future C
471 library is planned for this instead, to read from the device tree.
472
473 As well as image-pos, it is possible to read the size of an entry and its
474 offset (which is the start position of the entry within its parent).
475
476 A small technical note: Binman automatically adds the base address of the image
477 (i.e. __image_copy_start) to the value of the image-pos symbol, so that when the
478 image is loaded to its linked address, the value will be correct and actually
479 point into the image.
480
481 For example, say SPL is at the start of the image and linked to start at address
482 80108000. If U-Boot's image-pos is 0x8000 then binman will write an image-pos
483 for U-Boot of 80110000 into the SPL binary, since it assumes the image is loaded
484 to 80108000, with SPL at 80108000 and U-Boot at 80110000.
485
486 For x86 devices (with the end-at-4gb property) this base address is not added
487 since it is assumed that images are XIP and the offsets already include the
488 address.
489
490 While U-Boot's symbol updating is handled automatically by the u-boot-spl
491 entry type (and others), it is possible to use this feature with any blob. To
492 do this, add a `write-symbols` (boolean) property to the node, set the ELF
493 filename using `elf-filename` and set 'elf-base-sym' to the base symbol for the
494 start of the binary image (this defaults to `__image_copy_start` which is what
495 U-Boot uses). See `testBlobSymbol()` for an example.
496
497 .. _binman_fdt:
498
499 Access to binman entry offsets at run time (fdt)
500 ------------------------------------------------
501
502 Binman can update the U-Boot FDT to include the final position and size of
503 each entry in the images it processes. The option to enable this is -u and it
504 causes binman to make sure that the 'offset', 'image-pos' and 'size' properties
505 are set correctly for every entry. Since it is not necessary to specify these in
506 the image definition, binman calculates the final values and writes these to
507 the device tree. These can be used by U-Boot at run-time to find the location
508 of each entry.
509
510 Alternatively, an FDT map entry can be used to add a special FDT containing
511 just the information about the image. This is preceded by a magic string so can
512 be located anywhere in the image. An image header (typically at the start or end
513 of the image) can be used to point to the FDT map. See fdtmap and image-header
514 entries for more information.
515
516 Map files
517 ---------
518
519 The -m option causes binman to output a .map file for each image that it
520 generates. This shows the offset and size of each entry. For example::
521
522       Offset      Size  Name
523     00000000  00000028  main-section
524      00000000  00000010  section@0
525       00000000  00000004  u-boot
526      00000010  00000010  section@1
527       00000000  00000004  u-boot
528
529 This shows a hierarchical image with two sections, each with a single entry. The
530 offsets of the sections are absolute hex byte offsets within the image. The
531 offsets of the entries are relative to their respective sections. The size of
532 each entry is also shown, in bytes (hex). The indentation shows the entries
533 nested inside their sections.
534
535
536 Passing command-line arguments to entries
537 -----------------------------------------
538
539 Sometimes it is useful to pass binman the value of an entry property from the
540 command line. For example some entries need access to files and it is not
541 always convenient to put these filenames in the image definition (device tree).
542
543 The -a option supports this::
544
545     -a <prop>=<value>
546
547 where::
548
549     <prop> is the property to set
550     <value> is the value to set it to
551
552 Not all properties can be provided this way. Only some entries support it,
553 typically for filenames.
554
555
556 Image description format
557 ========================
558
559 The binman node is called 'binman'. An example image description is shown
560 below::
561
562     binman {
563         filename = "u-boot-sunxi-with-spl.bin";
564         pad-byte = <0xff>;
565         blob {
566             filename = "spl/sunxi-spl.bin";
567         };
568         u-boot {
569             offset = <CONFIG_SPL_PAD_TO>;
570         };
571     };
572
573
574 This requests binman to create an image file called u-boot-sunxi-with-spl.bin
575 consisting of a specially formatted SPL (spl/sunxi-spl.bin, built by the
576 normal U-Boot Makefile), some 0xff padding, and a U-Boot legacy image. The
577 padding comes from the fact that the second binary is placed at
578 CONFIG_SPL_PAD_TO. If that line were omitted then the U-Boot binary would
579 immediately follow the SPL binary.
580
581 The binman node describes an image. The sub-nodes describe entries in the
582 image. Each entry represents a region within the overall image. The name of
583 the entry (blob, u-boot) tells binman what to put there. For 'blob' we must
584 provide a filename. For 'u-boot', binman knows that this means 'u-boot.bin'.
585
586 Entries are normally placed into the image sequentially, one after the other.
587 The image size is the total size of all entries. As you can see, you can
588 specify the start offset of an entry using the 'offset' property.
589
590 Note that due to a device tree requirement, all entries must have a unique
591 name. If you want to put the same binary in the image multiple times, you can
592 use any unique name, with the 'type' property providing the type.
593
594 The attributes supported for entries are described below.
595
596 offset:
597     This sets the offset of an entry within the image or section containing
598     it. The first byte of the image is normally at offset 0. If 'offset' is
599     not provided, binman sets it to the end of the previous region, or the
600     start of the image's entry area (normally 0) if there is no previous
601     region.
602
603 align:
604     This sets the alignment of the entry. The entry offset is adjusted
605     so that the entry starts on an aligned boundary within the containing
606     section or image. For example 'align = <16>' means that the entry will
607     start on a 16-byte boundary. This may mean that padding is added before
608     the entry. The padding is part of the containing section but is not
609     included in the entry, meaning that an empty space may be created before
610     the entry starts. Alignment should be a power of 2. If 'align' is not
611     provided, no alignment is performed.
612
613 size:
614     This sets the size of the entry. The contents will be padded out to
615     this size. If this is not provided, it will be set to the size of the
616     contents.
617
618 min-size:
619     Sets the minimum size of the entry. This size includes explicit padding
620     ('pad-before' and 'pad-after'), but not padding added to meet alignment
621     requirements. While this does not affect the contents of the entry within
622     binman itself (the padding is performed only when its parent section is
623     assembled), the end result will be that the entry ends with the padding
624     bytes, so may grow. Defaults to 0.
625
626 pad-before:
627     Padding before the contents of the entry. Normally this is 0, meaning
628     that the contents start at the beginning of the entry. This can be used
629     to offset the entry contents a little. While this does not affect the
630     contents of the entry within binman itself (the padding is performed
631     only when its parent section is assembled), the end result will be that
632     the entry starts with the padding bytes, so may grow. Defaults to 0.
633
634 pad-after:
635     Padding after the contents of the entry. Normally this is 0, meaning
636     that the entry ends at the last byte of content (unless adjusted by
637     other properties). This allows room to be created in the image for
638     this entry to expand later. While this does not affect the contents of
639     the entry within binman itself (the padding is performed only when its
640     parent section is assembled), the end result will be that the entry ends
641     with the padding bytes, so may grow. Defaults to 0.
642
643 align-size:
644     This sets the alignment of the entry size. For example, to ensure
645     that the size of an entry is a multiple of 64 bytes, set this to 64.
646     While this does not affect the contents of the entry within binman
647     itself (the padding is performed only when its parent section is
648     assembled), the end result is that the entry ends with the padding
649     bytes, so may grow. If 'align-size' is not provided, no alignment is
650     performed.
651
652 align-end:
653     This sets the alignment of the end of an entry with respect to the
654     containing section. Some entries require that they end on an alignment
655     boundary, regardless of where they start. This does not move the start
656     of the entry, so the contents of the entry will still start at the
657     beginning. But there may be padding at the end. While this does not
658     affect the contents of the entry within binman itself (the padding is
659     performed only when its parent section is assembled), the end result
660     is that the entry ends with the padding bytes, so may grow.
661     If 'align-end' is not provided, no alignment is performed.
662
663 filename:
664     For 'blob' types this provides the filename containing the binary to
665     put into the entry. If binman knows about the entry type (like
666     u-boot-bin), then there is no need to specify this.
667
668 type:
669     Sets the type of an entry. This defaults to the entry name, but it is
670     possible to use any name, and then add (for example) 'type = "u-boot"'
671     to specify the type.
672
673 offset-unset:
674     Indicates that the offset of this entry should not be set by placing
675     it immediately after the entry before. Instead, is set by another
676     entry which knows where this entry should go. When this boolean
677     property is present, binman will give an error if another entry does
678     not set the offset (with the GetOffsets() method).
679
680 image-pos:
681     This cannot be set on entry (or at least it is ignored if it is), but
682     with the -u option, binman will set it to the absolute image position
683     for each entry. This makes it easy to find out exactly where the entry
684     ended up in the image, regardless of parent sections, etc.
685
686 extend-size:
687     Extend the size of this entry to fit available space. This space is only
688     limited by the size of the image/section and the position of the next
689     entry.
690
691 compress:
692     Sets the compression algortihm to use (for blobs only). See the entry
693     documentation for details.
694
695 missing-msg:
696     Sets the tag of the message to show if this entry is missing. This is
697     used for external blobs. When they are missing it is helpful to show
698     information about what needs to be fixed. See missing-blob-help for the
699     message for each tag.
700
701 no-expanded:
702     By default binman substitutes entries with expanded versions if available,
703     so that a `u-boot` entry type turns into `u-boot-expanded`, for example. The
704     `--no-expanded` command-line option disables this globally. The
705     `no-expanded` property disables this just for a single entry. Put the
706     `no-expanded` boolean property in the node to select this behaviour.
707
708 optional:
709     External blobs are normally required to be present for the image to be
710     built (but see `External blobs`_). This properly allows an entry to be
711     optional, so that when it is cannot be found, this problem is ignored and
712     an empty file is used for this blob. This should be used only when the blob
713     is entirely optional and is not needed for correct operation of the image.
714     Note that missing, optional blobs do not produce a non-zero exit code from
715     binman, although it does show a warning about the missing external blob.
716
717 The attributes supported for images and sections are described below. Several
718 are similar to those for entries.
719
720 size:
721     Sets the image size in bytes, for example 'size = <0x100000>' for a
722     1MB image.
723
724 offset:
725     This is similar to 'offset' in entries, setting the offset of a section
726     within the image or section containing it. The first byte of the section
727     is normally at offset 0. If 'offset' is not provided, binman sets it to
728     the end of the previous region, or the start of the image's entry area
729     (normally 0) if there is no previous region.
730
731 align-size:
732     This sets the alignment of the image size. For example, to ensure
733     that the image ends on a 512-byte boundary, use 'align-size = <512>'.
734     If 'align-size' is not provided, no alignment is performed.
735
736 pad-before:
737     This sets the padding before the image entries. The first entry will
738     be positioned after the padding. This defaults to 0.
739
740 pad-after:
741     This sets the padding after the image entries. The padding will be
742     placed after the last entry. This defaults to 0.
743
744 pad-byte:
745     This specifies the pad byte to use when padding in the image. It
746     defaults to 0. To use 0xff, you would add 'pad-byte = <0xff>'.
747
748 filename:
749     This specifies the image filename. It defaults to 'image.bin'.
750
751 sort-by-offset:
752     This causes binman to reorder the entries as needed to make sure they
753     are in increasing positional order. This can be used when your entry
754     order may not match the positional order. A common situation is where
755     the 'offset' properties are set by CONFIG options, so their ordering is
756     not known a priori.
757
758     This is a boolean property so needs no value. To enable it, add a
759     line 'sort-by-offset;' to your description.
760
761 multiple-images:
762     Normally only a single image is generated. To create more than one
763     image, put this property in the binman node. For example, this will
764     create image1.bin containing u-boot.bin, and image2.bin containing
765     both spl/u-boot-spl.bin and u-boot.bin::
766
767         binman {
768             multiple-images;
769             image1 {
770                 u-boot {
771                 };
772             };
773
774             image2 {
775                 spl {
776                 };
777                 u-boot {
778                 };
779             };
780         };
781
782 end-at-4gb:
783     For x86 machines the ROM offsets start just before 4GB and extend
784     up so that the image finished at the 4GB boundary. This boolean
785     option can be enabled to support this. The image size must be
786     provided so that binman knows when the image should start. For an
787     8MB ROM, the offset of the first entry would be 0xfff80000 with
788     this option, instead of 0 without this option.
789
790 skip-at-start:
791     This property specifies the entry offset of the first entry.
792
793     For PowerPC mpc85xx based CPU, CONFIG_TEXT_BASE is the entry
794     offset of the first entry. It can be 0xeff40000 or 0xfff40000 for
795     nor flash boot, 0x201000 for sd boot etc.
796
797     'end-at-4gb' property is not applicable where CONFIG_TEXT_BASE +
798     Image size != 4gb.
799
800 align-default:
801     Specifies the default alignment for entries in this section, if they do
802     not specify an alignment. Note that this only applies to top-level entries
803     in the section (direct subentries), not any subentries of those entries.
804     This means that each section must specify its own default alignment, if
805     required.
806
807 symlink:
808     Adds a symlink to the image with string given in the symlink property.
809
810 overlap:
811     Indicates that this entry overlaps with others in the same section. These
812     entries should appear at the end of the section. Overlapping entries are not
813     packed with other entries, but their contents are written over other entries
814     in the section. Overlapping entries must have an explicit offset and size.
815
816 write-symbols:
817     Indicates that the blob should be updated with symbol values calculated by
818     binman. This is automatic for certain entry types, e.g. `u-boot-spl`. See
819     binman_syms_ for more information.
820
821 elf-filename:
822     Sets the file name of a blob's associated ELF file. For example, if the
823     blob is `zephyr.bin` then the ELF file may be `zephyr.elf`. This allows
824     binman to locate symbols and understand the structure of the blob. See
825     binman_syms_ for more information.
826
827 elf-base-sym:
828     Sets the name of the ELF symbol that points to the start of a blob. For
829     U-Boot this is `__image_copy_start` and that is the default used by binman
830     if this property is missing. For other projects, a difference symbol may be
831     needed. Add this symbol to the properties for the blob so that symbols can
832     be read correctly. See binman_syms_ for more information.
833
834 offset-from-elf:
835     Sets the offset of an entry based on a symbol value in an another entry.
836     The format is <&phandle>, "sym_name", <offset> where phandle is the entry
837     containing the blob (with associated ELF file providing symbols), <sym_name>
838     is the symbol to lookup (relative to elf-base-sym) and <offset> is an offset
839     to add to that value.
840
841 Examples of the above options can be found in the tests. See the
842 tools/binman/test directory.
843
844 It is possible to have the same binary appear multiple times in the image,
845 either by using a unit number suffix (u-boot@0, u-boot@1) or by using a
846 different name for each and specifying the type with the 'type' attribute.
847
848
849 Sections and hierachical images
850 -------------------------------
851
852 Sometimes it is convenient to split an image into several pieces, each of which
853 contains its own set of binaries. An example is a flash device where part of
854 the image is read-only and part is read-write. We can set up sections for each
855 of these, and place binaries in them independently. The image is still produced
856 as a single output file.
857
858 This feature provides a way of creating hierarchical images. For example here
859 is an example image with two copies of U-Boot. One is read-only (ro), intended
860 to be written only in the factory. Another is read-write (rw), so that it can be
861 upgraded in the field. The sizes are fixed so that the ro/rw boundary is known
862 and can be programmed::
863
864     binman {
865         section@0 {
866             read-only;
867             name-prefix = "ro-";
868             size = <0x100000>;
869             u-boot {
870             };
871         };
872         section@1 {
873             name-prefix = "rw-";
874             size = <0x100000>;
875             u-boot {
876             };
877         };
878     };
879
880 This image could be placed into a SPI flash chip, with the protection boundary
881 set at 1MB.
882
883 A few special properties are provided for sections:
884
885 read-only:
886     Indicates that this section is read-only. This has no impact on binman's
887     operation, but his property can be read at run time.
888
889 name-prefix:
890     This string is prepended to all the names of the binaries in the
891     section. In the example above, the 'u-boot' binaries which actually be
892     renamed to 'ro-u-boot' and 'rw-u-boot'. This can be useful to
893     distinguish binaries with otherwise identical names.
894
895 filename:
896     This allows the contents of the section to be written to a file in the
897     output directory. This can sometimes be useful to use the data in one
898     section in different image, since there is currently no way to share data
899     beteen images other than through files.
900
901 Image Properties
902 ----------------
903
904 Image nodes act like sections but also have a few extra properties:
905
906 filename:
907     Output filename for the image. This defaults to image.bin (or in the
908     case of multiple images <nodename>.bin where <nodename> is the name of
909     the image node.
910
911 allow-repack:
912     Create an image that can be repacked. With this option it is possible
913     to change anything in the image after it is created, including updating
914     the position and size of image components. By default this is not
915     permitted since it is not possibly to know whether this might violate a
916     constraint in the image description. For example, if a section has to
917     increase in size to hold a larger binary, that might cause the section
918     to fall out of its allow region (e.g. read-only portion of flash).
919
920     Adding this property causes the original offset and size values in the
921     image description to be stored in the FDT and fdtmap.
922
923
924 Image dependencies
925 ------------------
926
927 Binman does not currently support images that depend on each other. For example,
928 if one image creates `fred.bin` and then the next uses this `fred.bin` to
929 produce a final `image.bin`, then the behaviour is undefined. It may work, or it
930 may produce an error about `fred.bin` being missing, or it may use a version of
931 `fred.bin` from a previous run.
932
933 Often this can be handled by incorporating the dependency into the second
934 image. For example, instead of::
935
936     binman {
937         multiple-images;
938
939         fred {
940             u-boot {
941             };
942             fill {
943                 size = <0x100>;
944             };
945         };
946
947         image {
948             blob {
949                 filename = "fred.bin";
950             };
951             u-boot-spl {
952             };
953         };
954
955 you can do this::
956
957     binman {
958         image {
959             fred {
960                 type = "section";
961                 u-boot {
962                 };
963                 fill {
964                     size = <0x100>;
965                 };
966             };
967             u-boot-spl {
968             };
969         };
970
971
972
973 Hashing Entries
974 ---------------
975
976 It is possible to ask binman to hash the contents of an entry and write that
977 value back to the device-tree node. For example::
978
979     binman {
980         u-boot {
981             hash {
982                 algo = "sha256";
983             };
984         };
985     };
986
987 Here, a new 'value' property will be written to the 'hash' node containing
988 the hash of the 'u-boot' entry. Only SHA256 is supported at present. Whole
989 sections can be hased if desired, by adding the 'hash' node to the section.
990
991 The has value can be chcked at runtime by hashing the data actually read and
992 comparing this has to the value in the device tree.
993
994
995 Expanded entries
996 ----------------
997
998 Binman automatically replaces 'u-boot' with an expanded version of that, i.e.
999 'u-boot-expanded'. This means that when you write::
1000
1001     u-boot {
1002     };
1003
1004 you actually get::
1005
1006     u-boot {
1007         type = "u-boot-expanded';
1008     };
1009
1010 which in turn expands to::
1011
1012     u-boot {
1013         type = "section";
1014
1015         u-boot-nodtb {
1016         };
1017
1018         u-boot-dtb {
1019         };
1020     };
1021
1022 U-Boot's various phase binaries actually comprise two or three pieces.
1023 For example, u-boot.bin has the executable followed by a devicetree.
1024
1025 With binman we want to be able to update that devicetree with full image
1026 information so that it is accessible to the executable. This is tricky
1027 if it is not clear where the devicetree starts.
1028
1029 The above feature ensures that the devicetree is clearly separated from the
1030 U-Boot executable and can be updated separately by binman as needed. It can be
1031 disabled with the --no-expanded flag if required.
1032
1033 The same applies for u-boot-spl and u-boot-tpl. In those cases, the expansion
1034 includes the BSS padding, so for example::
1035
1036     spl {
1037         type = "u-boot-spl"
1038     };
1039
1040 you actually get::
1041
1042     spl {
1043         type = "u-boot-expanded';
1044     };
1045
1046 which in turn expands to::
1047
1048     spl {
1049         type = "section";
1050
1051         u-boot-spl-nodtb {
1052         };
1053
1054         u-boot-spl-bss-pad {
1055         };
1056
1057         u-boot-spl-dtb {
1058         };
1059     };
1060
1061 Of course we should not expand SPL if it has no devicetree. Also if the BSS
1062 padding is not needed (because BSS is in RAM as with CONFIG_SPL_SEPARATE_BSS),
1063 the 'u-boot-spl-bss-pad' subnode should not be created. The use of the expaned
1064 entry type is controlled by the UseExpanded() method. In the SPL case it checks
1065 the 'spl-dtb' entry arg, which is 'y' or '1' if SPL has a devicetree.
1066
1067 For the BSS case, a 'spl-bss-pad' entry arg controls whether it is present. All
1068 entry args are provided by the U-Boot Makefile.
1069
1070
1071 Optional entries
1072 ----------------
1073
1074 Some entries need to exist only if certain conditions are met. For example, an
1075 entry may want to appear in the image only if a file has a particular format.
1076 Obviously the entry must exist in the image description for it to be processed
1077 at all, so a way needs to be found to have the entry remove itself.
1078
1079 To handle this, when entry.ObtainContents() is called, the entry can call
1080 entry.mark_absent() to mark itself as absent, passing a suitable message as the
1081 reason.
1082
1083 Any absent entries are dropped immediately after ObtainContents() has been
1084 called on all entries.
1085
1086 It is not possible for an entry to mark itself absent at any other point in the
1087 processing. It must happen in the ObtainContents() method.
1088
1089 The effect is as if the entry had never been present at all, since the image
1090 is packed without it and it disappears from the list of entries.
1091
1092
1093 Compression
1094 -----------
1095
1096 Binman support compression for 'blob' entries (those of type 'blob' and
1097 derivatives). To enable this for an entry, add a 'compress' property::
1098
1099     blob {
1100         filename = "datafile";
1101         compress = "lz4";
1102     };
1103
1104 The entry will then contain the compressed data, using the 'lz4' compression
1105 algorithm. Currently this is the only one that is supported. The uncompressed
1106 size is written to the node in an 'uncomp-size' property, if -u is used.
1107
1108 Compression is also supported for sections. In that case the entire section is
1109 compressed in one block, including all its contents. This means that accessing
1110 an entry from the section required decompressing the entire section. Also, the
1111 size of a section indicates the space that it consumes in its parent section
1112 (and typically the image). With compression, the section may contain more data,
1113 and the uncomp-size property indicates that, as above. The contents of the
1114 section is compressed first, before any padding is added. This ensures that the
1115 padding itself is not compressed, which would be a waste of time.
1116
1117
1118 Automatic .dtsi inclusion
1119 -------------------------
1120
1121 It is sometimes inconvenient to add a 'binman' node to the .dts file for each
1122 board. This can be done by using #include to bring in a common file. Another
1123 approach supported by the U-Boot build system is to automatically include
1124 a common header. You can then put the binman node (and anything else that is
1125 specific to U-Boot, such as u-boot,dm-pre-reloc properies) in that header
1126 file.
1127
1128 Binman will search for the following files in arch/<arch>/dts::
1129
1130    <dts>-u-boot.dtsi where <dts> is the base name of the .dts file
1131    <CONFIG_SYS_SOC>-u-boot.dtsi
1132    <CONFIG_SYS_CPU>-u-boot.dtsi
1133    <CONFIG_SYS_VENDOR>-u-boot.dtsi
1134    u-boot.dtsi
1135
1136 U-Boot will only use the first one that it finds. If you need to include a
1137 more general file you can do that from the more specific file using #include.
1138 If you are having trouble figuring out what is going on, you can use
1139 `DEVICE_TREE_DEBUG=1` with your build::
1140
1141    make DEVICE_TREE_DEBUG=1
1142    scripts/Makefile.lib:334: Automatic .dtsi inclusion: options:
1143      arch/arm/dts/juno-r2-u-boot.dtsi arch/arm/dts/-u-boot.dtsi
1144      arch/arm/dts/armv8-u-boot.dtsi arch/arm/dts/armltd-u-boot.dtsi
1145      arch/arm/dts/u-boot.dtsi ... found: "arch/arm/dts/juno-r2-u-boot.dtsi"
1146
1147
1148 Updating an ELF file
1149 ====================
1150
1151 For the EFI app, where U-Boot is loaded from UEFI and runs as an app, there is
1152 no way to update the devicetree after U-Boot is built. Normally this works by
1153 creating a new u-boot.dtb.out with he updated devicetree, which is automatically
1154 built into the output image. With ELF this is not possible since the ELF is
1155 not part of an image, just a stand-along file. We must create an updated ELF
1156 file with the new devicetree.
1157
1158 This is handled by the --update-fdt-in-elf option. It takes four arguments,
1159 separated by comma:
1160
1161    infile     - filename of input ELF file, e.g. 'u-boot's
1162    outfile    - filename of output ELF file, e.g. 'u-boot.out'
1163    begin_sym - symbol at the start of the embedded devicetree, e.g.
1164    '__dtb_dt_begin'
1165    end_sym   - symbol at the start of the embedded devicetree, e.g.
1166    '__dtb_dt_end'
1167
1168 When this flag is used, U-Boot does all the normal packaging, but as an
1169 additional step, it creates a new ELF file with the new devicetree embedded in
1170 it.
1171
1172 If logging is enabled you will see a message like this::
1173
1174    Updating file 'u-boot' with data length 0x400a (16394) between symbols
1175    '__dtb_dt_begin' and '__dtb_dt_end'
1176
1177 There must be enough space for the updated devicetree. If not, an error like
1178 the following is produced::
1179
1180    ValueError: Not enough space in 'u-boot' for data length 0x400a (16394);
1181    size is 0x1744 (5956)
1182
1183
1184 Entry Documentation
1185 ===================
1186
1187 For details on the various entry types supported by binman and how to use them,
1188 see entries.rst which is generated from the source code using:
1189
1190     binman entry-docs >tools/binman/entries.rst
1191
1192 .. toctree::
1193    :maxdepth: 2
1194
1195    entries
1196
1197
1198 Managing images
1199 ===============
1200
1201 Listing images
1202 --------------
1203
1204 It is possible to list the entries in an existing firmware image created by
1205 binman, provided that there is an 'fdtmap' entry in the image. For example::
1206
1207     $ binman ls -i image.bin
1208     Name              Image-pos  Size  Entry-type    Offset  Uncomp-size
1209     ----------------------------------------------------------------------
1210     main-section                  c00  section            0
1211       u-boot                  0     4  u-boot             0
1212       section                     5fc  section            4
1213         cbfs                100   400  cbfs               0
1214           u-boot            138     4  u-boot            38
1215           u-boot-dtb        180   108  u-boot-dtb        80          3b5
1216         u-boot-dtb          500   1ff  u-boot-dtb       400          3b5
1217       fdtmap                6fc   381  fdtmap           6fc
1218       image-header          bf8     8  image-header     bf8
1219
1220 This shows the hierarchy of the image, the position, size and type of each
1221 entry, the offset of each entry within its parent and the uncompressed size if
1222 the entry is compressed.
1223
1224 It is also possible to list just some files in an image, e.g.::
1225
1226     $ binman ls -i image.bin section/cbfs
1227     Name              Image-pos  Size  Entry-type  Offset  Uncomp-size
1228     --------------------------------------------------------------------
1229         cbfs                100   400  cbfs             0
1230           u-boot            138     4  u-boot          38
1231           u-boot-dtb        180   108  u-boot-dtb      80          3b5
1232
1233 or with wildcards::
1234
1235     $ binman ls -i image.bin "*cb*" "*head*"
1236     Name              Image-pos  Size  Entry-type    Offset  Uncomp-size
1237     ----------------------------------------------------------------------
1238         cbfs                100   400  cbfs               0
1239           u-boot            138     4  u-boot            38
1240           u-boot-dtb        180   108  u-boot-dtb        80          3b5
1241       image-header          bf8     8  image-header     bf8
1242
1243 If an older version of binman is used to list images created by a newer one, it
1244 is possible that it will contain entry types that are not supported. These still
1245 show with the correct type, but binman just sees them as blobs (plain binary
1246 data). Any special features of that etype are not supported by the old binman.
1247
1248
1249 Extracting files from images
1250 ----------------------------
1251
1252 You can extract files from an existing firmware image created by binman,
1253 provided that there is an 'fdtmap' entry in the image. For example::
1254
1255     $ binman extract -i image.bin section/cbfs/u-boot
1256
1257 which will write the uncompressed contents of that entry to the file 'u-boot' in
1258 the current directory. You can also extract to a particular file, in this case
1259 u-boot.bin::
1260
1261     $ binman extract -i image.bin section/cbfs/u-boot -f u-boot.bin
1262
1263 It is possible to extract all files into a destination directory, which will
1264 put files in subdirectories matching the entry hierarchy::
1265
1266     $ binman extract -i image.bin -O outdir
1267
1268 or just a selection::
1269
1270     $ binman extract -i image.bin "*u-boot*" -O outdir
1271
1272 Some entry types have alternative formats, for example fdtmap which allows
1273 extracted just the devicetree binary without the fdtmap header::
1274
1275     $ binman extract -i /tmp/b/odroid-c4/image.bin -f out.dtb -F fdt fdtmap
1276     $ fdtdump out.dtb
1277     /dts-v1/;
1278     // magic:               0xd00dfeed
1279     // totalsize:           0x8ab (2219)
1280     // off_dt_struct:       0x38
1281     // off_dt_strings:      0x82c
1282     // off_mem_rsvmap:      0x28
1283     // version:             17
1284     // last_comp_version:   2
1285     // boot_cpuid_phys:     0x0
1286     // size_dt_strings:     0x7f
1287     // size_dt_struct:      0x7f4
1288
1289     / {
1290         image-node = "binman";
1291         image-pos = <0x00000000>;
1292         size = <0x0011162b>;
1293         ...
1294
1295 Use `-F list` to see what alternative formats are available::
1296
1297     $ binman extract -i /tmp/b/odroid-c4/image.bin -F list
1298     Flag (-F)   Entry type            Description
1299     fdt         fdtmap                Extract the devicetree blob from the fdtmap
1300
1301
1302 Replacing files in an image
1303 ---------------------------
1304
1305 You can replace files in an existing firmware image created by binman, provided
1306 that there is an 'fdtmap' entry in the image. For example::
1307
1308     $ binman replace -i image.bin section/cbfs/u-boot
1309
1310 which will write the contents of the file 'u-boot' from the current directory
1311 to the that entry, compressing if necessary. If the entry size changes, you must
1312 add the 'allow-repack' property to the original image before generating it (see
1313 above), otherwise you will get an error.
1314
1315 You can also use a particular file, in this case u-boot.bin::
1316
1317     $ binman replace -i image.bin section/cbfs/u-boot -f u-boot.bin
1318
1319 It is possible to replace all files from a source directory which uses the same
1320 hierarchy as the entries::
1321
1322     $ binman replace -i image.bin -I indir
1323
1324 Files that are missing will generate a warning.
1325
1326 You can also replace just a selection of entries::
1327
1328     $ binman replace -i image.bin "*u-boot*" -I indir
1329
1330
1331 .. _`BinmanLogging`:
1332
1333 Logging
1334 -------
1335
1336 Binman normally operates silently unless there is an error, in which case it
1337 just displays the error. The -D/--debug option can be used to create a full
1338 backtrace when errors occur. You can use BINMAN_DEBUG=1 when building to select
1339 this.
1340
1341 Internally binman logs some output while it is running. This can be displayed
1342 by increasing the -v/--verbosity from the default of 1:
1343
1344    0: silent
1345    1: warnings only
1346    2: notices (important messages)
1347    3: info about major operations
1348    4: detailed information about each operation
1349    5: debug (all output)
1350
1351 You can use BINMAN_VERBOSE=5 (for example) when building to select this.
1352
1353
1354 Bintools
1355 ========
1356
1357 `Bintool` is the name binman gives to a binary tool which it uses to create and
1358 manipulate binaries that binman cannot handle itself. Bintools are often
1359 necessary since Binman only supports a subset of the available file formats
1360 natively.
1361
1362 Many SoC vendors invent ways to load code into their SoC using new file formats,
1363 sometimes changing the format with successive SoC generations. Sometimes the
1364 tool is available as Open Source. Sometimes it is a pre-compiled binary that
1365 must be downloaded from the vendor's website. Sometimes it is available in
1366 source form but difficult or slow to build.
1367
1368 Even for images that use bintools, binman still assembles the image from its
1369 image description. It may handle parts of the image natively and part with
1370 various bintools.
1371
1372 Binman relies on these tools so provides various features to manage them:
1373
1374 - Determining whether the tool is currently installed
1375 - Downloading or building the tool
1376 - Determining the version of the tool that is installed
1377 - Deciding which tools are needed to build an image
1378
1379 The Bintool class is an interface to the tool, a thin level of abstration, using
1380 Python functions to run the tool for each purpose (e.g. creating a new
1381 structure, adding a file to an existing structure) rather than just lists of
1382 string arguments.
1383
1384 As with external blobs, bintools (which are like 'external' tools) can be
1385 missing. When building an image requires a bintool and it is not installed,
1386 binman detects this and reports the problem, but continues to build an image.
1387 This is useful in CI systems which want to check that everything is correct but
1388 don't have access to the bintools.
1389
1390 To make this work, all calls to bintools (e.g. with Bintool.run_cmd()) must cope
1391 with the tool being missing, i.e. when None is returned, by:
1392
1393 - Calling self.record_missing_bintool()
1394 - Setting up some fake contents so binman can continue
1395
1396 Of course the image will not work, but binman reports which bintools are needed
1397 and also provide a way to fetch them.
1398
1399 To see the available bintools, use::
1400
1401     binman tool --list
1402
1403 To fetch tools which are missing, use::
1404
1405     binman tool --fetch missing
1406
1407 You can also use `--fetch all` to fetch all tools or `--fetch <tool>` to fetch
1408 a particular tool. Some tools are built from source code, in which case you will
1409 need to have at least the `build-essential` and `git` packages installed.
1410
1411 Bintool Documentation
1412 =====================
1413
1414 To provide details on the various bintools supported by binman, bintools.rst is
1415 generated from the source code using:
1416
1417     binman bintool-docs >tools/binman/bintools.rst
1418
1419 .. toctree::
1420    :maxdepth: 2
1421
1422    bintools
1423
1424 Binman commands and arguments
1425 =============================
1426
1427 Usage::
1428
1429     binman [-h] [-B BUILD_DIR] [-D] [-H] [--toolpath TOOLPATH] [-T THREADS]
1430         [--test-section-timeout] [-v VERBOSITY] [-V]
1431         {build,bintool-docs,entry-docs,ls,extract,replace,test,tool} ...
1432
1433 Binman provides the following commands:
1434
1435 - **build** - build images
1436 - **bintools-docs** - generate documentation about bintools
1437 - **entry-docs** - generate documentation about entry types
1438 - **ls** - list an image
1439 - **extract** - extract files from an image
1440 - **replace** - replace one or more entries in an image
1441 - **test** - run tests
1442 - **tool** - manage bintools
1443
1444 Options:
1445
1446 -h, --help
1447     Show help message and exit
1448
1449 -B BUILD_DIR, --build-dir BUILD_DIR
1450     Directory containing the build output
1451
1452 -D, --debug
1453     Enabling debugging (provides a full traceback on error)
1454
1455 -H, --full-help
1456     Display the README file
1457
1458 --toolpath TOOLPATH
1459     Add a path to the directories containing tools
1460
1461 -T THREADS, --threads THREADS
1462     Number of threads to use (0=single-thread). Note that -T0 is useful for
1463     debugging since everything runs in one thread.
1464
1465 -v VERBOSITY, --verbosity VERBOSITY
1466     Control verbosity: 0=silent, 1=warnings, 2=notices, 3=info, 4=detail,
1467     5=debug
1468
1469 -V, --version
1470     Show the binman version
1471
1472 Test options:
1473
1474 --test-section-timeout
1475     Use a zero timeout for section multi-threading (for testing)
1476
1477 Commands are described below.
1478
1479 binman build
1480 ------------
1481
1482 This builds one or more images using the provided image description.
1483
1484 Usage::
1485
1486     binman build [-h] [-a ENTRY_ARG] [-b BOARD] [-d DT] [--fake-dtb]
1487         [--fake-ext-blobs] [--force-missing-bintools FORCE_MISSING_BINTOOLS]
1488         [-i IMAGE] [-I INDIR] [-m] [-M] [-n] [-O OUTDIR] [-p] [-u]
1489         [--update-fdt-in-elf UPDATE_FDT_IN_ELF] [-W]
1490
1491 Options:
1492
1493 -h, --help
1494     Show help message and exit
1495
1496 -a ENTRY_ARG, --entry-arg ENTRY_ARG
1497     Set argument value `arg=value`. See
1498     `Passing command-line arguments to entries`_.
1499
1500 -b BOARD, --board BOARD
1501     Board name to build. This can be used instead of `-d`, in which case the
1502     file `u-boot.dtb` is used, within the build directory's board subdirectory.
1503
1504 -d DT, --dt DT
1505     Configuration file (.dtb) to use. This must have a top-level node called
1506     `binman`. See `Image description format`_.
1507
1508 -i IMAGE, --image IMAGE
1509     Image filename to build (if not specified, build all)
1510
1511 -I INDIR, --indir INDIR
1512     Add a path to the list of directories to use for input files. This can be
1513     specified multiple times to add more than one path.
1514
1515 -m, --map
1516     Output a map file for each image. See `Map files`_.
1517
1518 -M, --allow-missing
1519     Allow external blobs and bintools to be missing. See `External blobs`_.
1520
1521 -n, --no-expanded
1522     Don't use 'expanded' versions of entries where available; normally 'u-boot'
1523     becomes 'u-boot-expanded', for example. See `Expanded entries`_.
1524
1525 -O OUTDIR, --outdir OUTDIR
1526     Path to directory to use for intermediate and output files
1527
1528 -p, --preserve
1529     Preserve temporary output directory even if option -O is not given
1530
1531 -u, --update-fdt
1532     Update the binman node with offset/size info. See
1533     `Access to binman entry offsets at run time (fdt)`_.
1534
1535 --update-fdt-in-elf UPDATE_FDT_IN_ELF
1536     Update an ELF file with the output dtb. The argument is a string consisting
1537     of four parts, separated by commas. See `Updating an ELF file`_.
1538
1539 -W, --ignore-missing
1540     Return success even if there are missing blobs/bintools (requires -M)
1541
1542 Options used only for testing:
1543
1544 --fake-dtb
1545     Use fake device tree contents
1546
1547 --fake-ext-blobs
1548     Create fake ext blobs with dummy content
1549
1550 --force-missing-bintools FORCE_MISSING_BINTOOLS
1551     Comma-separated list of bintools to consider missing
1552
1553 binman bintool-docs
1554 -------------------
1555
1556 Usage::
1557
1558     binman bintool-docs [-h]
1559
1560 This outputs documentation for the bintools in rST format. See
1561 `Bintool Documentation`_.
1562
1563 binman entry-docs
1564 -----------------
1565
1566 Usage::
1567
1568     binman entry-docs [-h]
1569
1570 This outputs documentation for the entry types in rST format. See
1571 `Entry Documentation`_.
1572
1573 binman ls
1574 ---------
1575
1576 Usage::
1577
1578     binman ls [-h] -i IMAGE [paths ...]
1579
1580 Positional arguments:
1581
1582 paths
1583     Paths within file to list (wildcard)
1584
1585 Pptions:
1586
1587 -h, --help
1588     show help message and exit
1589
1590 -i IMAGE, --image IMAGE
1591     Image filename to list
1592
1593 This lists an image, showing its contents. See `Listing images`_.
1594
1595 binman extract
1596 --------------
1597
1598 Usage::
1599
1600     binman extract [-h] [-F FORMAT] -i IMAGE [-f FILENAME] [-O OUTDIR] [-U]
1601         [paths ...]
1602
1603 Positional arguments:
1604
1605 Paths
1606     Paths within file to extract (wildcard)
1607
1608 Options:
1609
1610 -h, --help
1611     show help message and exit
1612
1613 -F FORMAT, --format FORMAT
1614     Select an alternative format for extracted data
1615
1616 -i IMAGE, --image IMAGE
1617     Image filename to extract
1618
1619 -f FILENAME, --filename FILENAME
1620     Output filename to write to
1621
1622 -O OUTDIR, --outdir OUTDIR
1623     Path to directory to use for output files
1624
1625 -U, --uncompressed
1626     Output raw uncompressed data for compressed entries
1627
1628 This extracts the contents of entries from an image. See
1629 `Extracting files from images`_.
1630
1631 binman replace
1632 --------------
1633
1634 Usage::
1635
1636     binman replace [-h] [-C] -i IMAGE [-f FILENAME] [-F] [-I INDIR] [-m]
1637         [paths ...]
1638
1639 Positional arguments:
1640
1641 paths
1642     Paths within file to replace (wildcard)
1643
1644 Options:
1645
1646 -h, --help
1647     show help message and exit
1648
1649 -C, --compressed
1650     Input data is already compressed if needed for the entry
1651
1652 -i IMAGE, --image IMAGE
1653     Image filename to update
1654
1655 -f FILENAME, --filename FILENAME
1656     Input filename to read from
1657
1658 -F, --fix-size
1659     Don't allow entries to be resized
1660
1661 -I INDIR, --indir INDIR
1662     Path to directory to use for input files
1663
1664 -m, --map
1665     Output a map file for the updated image
1666
1667 This replaces one or more entries in an existing image. See
1668 `Replacing files in an image`_.
1669
1670 binman test
1671 -----------
1672
1673 Usage::
1674
1675     binman test [-h] [-P PROCESSES] [-T] [-X] [tests ...]
1676
1677 Positional arguments:
1678
1679 tests
1680     Test names to run (omit for all)
1681
1682 Options:
1683
1684 -h, --help
1685     show help message and exit
1686
1687 -P PROCESSES, --processes PROCESSES
1688     set number of processes to use for running tests. This defaults to the
1689     number of CPUs on the machine
1690
1691 -T, --test-coverage
1692     run tests and check for 100% coverage
1693
1694 -X, --test-preserve-dirs
1695     Preserve and display test-created input directories; also preserve the
1696     output directory if a single test is run (pass test name at the end of the
1697     command line
1698
1699 binman tool
1700 -----------
1701
1702 Usage::
1703
1704     binman tool [-h] [-l] [-f] [bintools ...]
1705
1706 Positional arguments:
1707
1708 bintools
1709     Bintools to process
1710
1711 Options:
1712
1713 -h, --help
1714     show help message and exit
1715
1716 -l, --list
1717     List all known bintools
1718
1719 -f, --fetch
1720     Fetch a bintool from a known location. Use `all` to fetch all and `missing`
1721     to fetch any missing tools.
1722
1723
1724 Technical details
1725 =================
1726
1727 Order of image creation
1728 -----------------------
1729
1730 Image creation proceeds in the following order, for each entry in the image.
1731
1732 1. AddMissingProperties() - binman can add calculated values to the device
1733 tree as part of its processing, for example the offset and size of each
1734 entry. This method adds any properties associated with this, expanding the
1735 device tree as needed. These properties can have placeholder values which are
1736 set later by SetCalculatedProperties(). By that stage the size of sections
1737 cannot be changed (since it would cause the images to need to be repacked),
1738 but the correct values can be inserted.
1739
1740 2. ProcessFdt() - process the device tree information as required by the
1741 particular entry. This may involve adding or deleting properties. If the
1742 processing is complete, this method should return True. If the processing
1743 cannot complete because it needs the ProcessFdt() method of another entry to
1744 run first, this method should return False, in which case it will be called
1745 again later.
1746
1747 3. GetEntryContents() - the contents of each entry are obtained, normally by
1748 reading from a file. This calls the Entry.ObtainContents() to read the
1749 contents. The default version of Entry.ObtainContents() calls
1750 Entry.GetDefaultFilename() and then reads that file. So a common mechanism
1751 to select a file to read is to override that function in the subclass. The
1752 functions must return True when they have read the contents. Binman will
1753 retry calling the functions a few times if False is returned, allowing
1754 dependencies between the contents of different entries.
1755
1756 4. GetEntryOffsets() - calls Entry.GetOffsets() for each entry. This can
1757 return a dict containing entries that need updating. The key should be the
1758 entry name and the value is a tuple (offset, size). This allows an entry to
1759 provide the offset and size for other entries. The default implementation
1760 of GetEntryOffsets() returns {}.
1761
1762 5. PackEntries() - calls Entry.Pack() which figures out the offset and
1763 size of an entry. The 'current' image offset is passed in, and the function
1764 returns the offset immediately after the entry being packed. The default
1765 implementation of Pack() is usually sufficient.
1766
1767 Note: for sections, this also checks that the entries do not overlap, nor extend
1768 outside the section. If the section does not have a defined size, the size is
1769 set large enough to hold all the entries. For entries that are explicitly marked
1770 as overlapping, this check is skipped.
1771
1772 6. SetImagePos() - sets the image position of every entry. This is the absolute
1773 position 'image-pos', as opposed to 'offset' which is relative to the containing
1774 section. This must be done after all offsets are known, which is why it is quite
1775 late in the ordering.
1776
1777 7. SetCalculatedProperties() - update any calculated properties in the device
1778 tree. This sets the correct 'offset' and 'size' vaues, for example.
1779
1780 8. ProcessEntryContents() - this calls Entry.ProcessContents() on each entry.
1781 The default implementatoin does nothing. This can be overriden to adjust the
1782 contents of an entry in some way. For example, it would be possible to create
1783 an entry containing a hash of the contents of some other entries. At this
1784 stage the offset and size of entries should not be adjusted unless absolutely
1785 necessary, since it requires a repack (going back to PackEntries()).
1786
1787 9. ResetForPack() - if the ProcessEntryContents() step failed, in that an entry
1788 has changed its size, then there is no alternative but to go back to step 5 and
1789 try again, repacking the entries with the updated size. ResetForPack() removes
1790 the fixed offset/size values added by binman, so that the packing can start from
1791 scratch.
1792
1793 10. WriteSymbols() - write the value of symbols into the U-Boot SPL binary.
1794 See 'Access to binman entry offsets at run time' below for a description of
1795 what happens in this stage.
1796
1797 11. BuildImage() - builds the image and writes it to a file
1798
1799 12. WriteMap() - writes a text file containing a map of the image. This is the
1800 final step.
1801
1802
1803 .. _`External tools`:
1804
1805 External tools
1806 --------------
1807
1808 Binman can make use of external command-line tools to handle processing of
1809 entry contents or to generate entry contents. These tools are executed using
1810 the 'tools' module's Run() method. The tools generally must exist on the PATH,
1811 but the --toolpath option can be used to specify additional search paths to
1812 use. This option can be specified multiple times to add more than one path.
1813
1814 For some compile tools binman will use the versions specified by commonly-used
1815 environment variables like CC and HOSTCC for the C compiler, based on whether
1816 the tool's output will be used for the target or for the host machine. If those
1817 aren't given, it will also try to derive target-specific versions from the
1818 CROSS_COMPILE environment variable during a cross-compilation.
1819
1820 If the tool is not available in the path you can use BINMAN_TOOLPATHS to specify
1821 a space-separated list of paths to search, e.g.::
1822
1823    BINMAN_TOOLPATHS="/tools/g12a /tools/tegra" binman ...
1824
1825
1826 .. _`External blobs`:
1827
1828 External blobs
1829 --------------
1830
1831 Binary blobs, even if the source code is available, complicate building
1832 firmware. The instructions can involve multiple steps and the binaries may be
1833 hard to build or obtain. Binman at least provides a unified description of how
1834 to build the final image, no matter what steps are needed to get there.
1835
1836 Binman also provides a `blob-ext` entry type that pulls in a binary blob from an
1837 external file. If the file is missing, binman can optionally complete the build
1838 and just report a warning. Use the `-M/--allow-missing` option to enble this.
1839 This is useful in CI systems which want to check that everything is correct but
1840 don't have access to the blobs.
1841
1842 If the blobs are in a different directory, you can specify this with the `-I`
1843 option.
1844
1845 For U-Boot, you can use set the BINMAN_INDIRS environment variable to provide a
1846 space-separated list of directories to search for binary blobs::
1847
1848    BINMAN_INDIRS="odroid-c4/fip/g12a \
1849        odroid-c4/build/board/hardkernel/odroidc4/firmware \
1850        odroid-c4/build/scp_task" binman ...
1851
1852 Note that binman fails with exit code 103 when there are missing blobs. If you
1853 wish binman to continue anyway, you can pass `-W` to binman.
1854
1855
1856 Code coverage
1857 -------------
1858
1859 Binman is a critical tool and is designed to be very testable. Entry
1860 implementations target 100% test coverage. Run 'binman test -T' to check this.
1861
1862 To enable Python test coverage on Debian-type distributions (e.g. Ubuntu)::
1863
1864    $ sudo apt-get install python-coverage python3-coverage python-pytest
1865
1866
1867 Exit status
1868 -----------
1869
1870 Binman produces the following exit codes:
1871
1872 0
1873     Success
1874
1875 1
1876     Any sort of failure - see output for more details
1877
1878 103
1879     There are missing external blobs or bintools. This is only returned if
1880     -M is passed to binman, otherwise missing blobs return an exit status of 1.
1881     Note, if -W is passed as well as -M, then this is converted into a warning
1882     and will return an exit status of 0 instead.
1883
1884
1885 U-Boot environment variables for binman
1886 ---------------------------------------
1887
1888 The U-Boot Makefile supports various environment variables to control binman.
1889 All of these are set within the Makefile and result in passing various
1890 environment variables (or make flags) to binman:
1891
1892 BINMAN_DEBUG
1893     Enables backtrace debugging by adding a `-D` argument. See
1894     :ref:`BinmanLogging`.
1895
1896 BINMAN_INDIRS
1897     Sets the search path for input files used by binman by adding one or more
1898     `-I` arguments. See :ref:`External blobs`.
1899
1900 BINMAN_TOOLPATHS
1901     Sets the search path for external tool used by binman by adding one or more
1902     `--toolpath` arguments. See :ref:`External tools`.
1903
1904 BINMAN_VERBOSE
1905     Sets the logging verbosity of binman by adding a `-v` argument. See
1906     :ref:`BinmanLogging`.
1907
1908
1909 Error messages
1910 --------------
1911
1912 This section provides some guidance for some of the less obvious error messages
1913 produced by binman.
1914
1915
1916 Expected __bss_size symbol
1917 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1918
1919 Example::
1920
1921    binman: Node '/binman/u-boot-spl-ddr/u-boot-spl/u-boot-spl-bss-pad':
1922       Expected __bss_size symbol in spl/u-boot-spl
1923
1924 This indicates that binman needs the `__bss_size` symbol to be defined in the
1925 SPL binary, where `spl/u-boot-spl` is the ELF file containing the symbols. The
1926 symbol tells binman the size of the BSS region, in bytes. It needs this to be
1927 able to pad the image so that the following entries do not overlap the BSS,
1928 which would cause them to be overwritte by variable access in SPL.
1929
1930 This symbols is normally defined in the linker script, immediately after
1931 _bss_start and __bss_end are defined, like this::
1932
1933     __bss_size = __bss_end - __bss_start;
1934
1935 You may need to add it to your linker script if you get this error.
1936
1937
1938 Concurrent tests
1939 ----------------
1940
1941 Binman tries to run tests concurrently. This means that the tests make use of
1942 all available CPUs to run.
1943
1944  To enable this::
1945
1946    $ sudo apt-get install python-subunit python3-subunit
1947
1948 Use '-P 1' to disable this. It is automatically disabled when code coverage is
1949 being used (-T) since they are incompatible.
1950
1951
1952 Debugging tests
1953 ---------------
1954
1955 Sometimes when debugging tests it is useful to keep the input and output
1956 directories so they can be examined later. Use -X or --test-preserve-dirs for
1957 this.
1958
1959
1960 Running tests on non-x86 architectures
1961 --------------------------------------
1962
1963 Binman's tests have been written under the assumption that they'll be run on a
1964 x86-like host and there hasn't been an attempt to make them portable yet.
1965 However, it's possible to run the tests by cross-compiling to x86.
1966
1967 To install an x86 cross-compiler on Debian-type distributions (e.g. Ubuntu)::
1968
1969   $ sudo apt-get install gcc-x86-64-linux-gnu
1970
1971 Then, you can run the tests under cross-compilation::
1972
1973   $ CROSS_COMPILE=x86_64-linux-gnu- binman test -T
1974
1975 You can also use gcc-i686-linux-gnu similar to the above.
1976
1977
1978 Writing new entries and debugging
1979 ---------------------------------
1980
1981 The behaviour of entries is defined by the Entry class. All other entries are
1982 a subclass of this. An important subclass is Entry_blob which takes binary
1983 data from a file and places it in the entry. In fact most entry types are
1984 subclasses of Entry_blob.
1985
1986 Each entry type is a separate file in the tools/binman/etype directory. Each
1987 file contains a class called Entry_<type> where <type> is the entry type.
1988 New entry types can be supported by adding new files in that directory.
1989 These will automatically be detected by binman when needed.
1990
1991 Entry properties are documented in entry.py. The entry subclasses are free
1992 to change the values of properties to support special behaviour. For example,
1993 when Entry_blob loads a file, it sets content_size to the size of the file.
1994 Entry classes can adjust other entries. For example, an entry that knows
1995 where other entries should be positioned can set up those entries' offsets
1996 so they don't need to be set in the binman decription. It can also adjust
1997 entry contents.
1998
1999 Most of the time such essoteric behaviour is not needed, but it can be
2000 essential for complex images.
2001
2002 If you need to specify a particular device-tree compiler to use, you can define
2003 the DTC environment variable. This can be useful when the system dtc is too
2004 old.
2005
2006 To enable a full backtrace and other debugging features in binman, pass
2007 BINMAN_DEBUG=1 to your build::
2008
2009    make qemu-x86_defconfig
2010    make BINMAN_DEBUG=1
2011
2012 To enable verbose logging from binman, base BINMAN_VERBOSE to your build, which
2013 adds a -v<level> option to the call to binman::
2014
2015    make qemu-x86_defconfig
2016    make BINMAN_VERBOSE=5
2017
2018
2019 Building sections in parallel
2020 -----------------------------
2021
2022 By default binman uses multiprocessing to speed up compilation of large images.
2023 This works at a section level, with one thread for each entry in the section.
2024 This can speed things up if the entries are large and use compression.
2025
2026 This feature can be disabled with the '-T' flag, which defaults to a suitable
2027 value for your machine. This depends on the Python version, e.g on v3.8 it uses
2028 12 threads on an 8-core machine. See ConcurrentFutures_ for more details.
2029
2030 The special value -T0 selects single-threaded mode, useful for debugging during
2031 development, since dealing with exceptions and problems in threads is more
2032 difficult. This avoids any use of ThreadPoolExecutor.
2033
2034
2035 Collecting data for an entry type
2036 ---------------------------------
2037
2038 Some entry types deal with data obtained from others. For example,
2039 `Entry_mkimage` calls the `mkimage` tool with data from its subnodes::
2040
2041     mkimage {
2042         args = "-n test -T script";
2043
2044         u-boot-spl {
2045         };
2046
2047         u-boot {
2048         };
2049     };
2050
2051 This shows mkimage being passed a file consisting of SPL and U-Boot proper. It
2052 is created by calling `Entry.collect_contents_to_file()`. Note that in this
2053 case, the data is passed to mkimage for processing but does not appear
2054 separately in the image. It may not appear at all, depending on what mkimage
2055 does. The contents of the `mkimage` entry are entirely dependent on the
2056 processing done by the entry, with the provided subnodes (`u-boot-spl` and
2057 `u-boot`) simply providing the input data for that processing.
2058
2059 Note that `Entry.collect_contents_to_file()` simply concatenates the data from
2060 the different entries together, with no control over alignment, etc. Another
2061 approach is to subclass `Entry_section` so that those features become available,
2062 such as `size` and `pad-byte`. Then the contents of the entry can be obtained by
2063 calling `super().BuildSectionData()` in the entry's BuildSectionData()
2064 implementation to get the input data, then write it to a file and process it
2065 however is desired.
2066
2067 There are other ways to obtain data also, depending on the situation. If the
2068 entry type is simply signing data which exists elsewhere in the image, then
2069 you can use `Entry_collection`  as a base class. It lets you use a property
2070 called `content` which lists the entries containing data to be processed. This
2071 is used by `Entry_vblock`, for example::
2072
2073     u_boot: u-boot {
2074     };
2075
2076     vblock {
2077         content = <&u_boot &dtb>;
2078         keyblock = "firmware.keyblock";
2079         signprivate = "firmware_data_key.vbprivk";
2080         version = <1>;
2081         kernelkey = "kernel_subkey.vbpubk";
2082         preamble-flags = <1>;
2083     };
2084
2085     dtb: u-boot-dtb {
2086     };
2087
2088 which shows an image containing `u-boot` and `u-boot-dtb`, with the `vblock`
2089 image collecting their contents to produce input for its signing process,
2090 without affecting those entries, which still appear in the final image
2091 untouched.
2092
2093 Another example is where an entry type needs several independent pieces of input
2094 to function. For example, `Entry_fip` allows a number of different binary blobs
2095 to be placed in their own individual places in a custom data structure in the
2096 output image. To make that work you can add subnodes for each of them and call
2097 `Entry.Create()` on each subnode, as `Entry_fip` does. Then the data for each
2098 blob can come from any suitable place, such as an `Entry_u_boot` or an
2099 `Entry_blob` or anything else::
2100
2101     atf-fip {
2102         fip-hdr-flags = /bits/ 64 <0x123>;
2103         soc-fw {
2104             fip-flags = /bits/ 64 <0x123456789abcdef>;
2105             filename = "bl31.bin";
2106         };
2107
2108         u-boot {
2109             fip-uuid = [fc 65 13 92 4a 5b 11 ec
2110                     94 35 ff 2d 1c fc 79 9c];
2111         };
2112     };
2113
2114 The `soc-fw` node is a `blob-ext` (i.e. it reads in a named binary file) whereas
2115 `u-boot` is a normal entry type. This works because `Entry_fip` selects the
2116 `blob-ext` entry type if the node name (here `soc-fw`) is recognised as being
2117 a known blob type.
2118
2119 When adding new entry types you are encouraged to use subnodes to provide the
2120 data for processing, unless the `content` approach is more suitable. Consider
2121 whether the input entries are contained within (or consumed by) the entry, vs
2122 just being 'referenced' by the entry. In the latter case, the `content` approach
2123 makes more sense. Ad-hoc properties and other methods of obtaining data are
2124 discouraged, since it adds to confusion for users.
2125
2126 History / Credits
2127 -----------------
2128
2129 Binman takes a lot of inspiration from a Chrome OS tool called
2130 'cros_bundle_firmware', which I wrote some years ago. That tool was based on
2131 a reasonably simple and sound design but has expanded greatly over the
2132 years. In particular its handling of x86 images is convoluted.
2133
2134 Quite a few lessons have been learned which are hopefully applied here.
2135
2136
2137 Design notes
2138 ------------
2139
2140 On the face of it, a tool to create firmware images should be fairly simple:
2141 just find all the input binaries and place them at the right place in the
2142 image. The difficulty comes from the wide variety of input types (simple
2143 flat binaries containing code, packaged data with various headers), packing
2144 requirments (alignment, spacing, device boundaries) and other required
2145 features such as hierarchical images.
2146
2147 The design challenge is to make it easy to create simple images, while
2148 allowing the more complex cases to be supported. For example, for most
2149 images we don't much care exactly where each binary ends up, so we should
2150 not have to specify that unnecessarily.
2151
2152 New entry types should aim to provide simple usage where possible. If new
2153 core features are needed, they can be added in the Entry base class.
2154
2155
2156 To do
2157 -----
2158
2159 Some ideas:
2160
2161 - Use of-platdata to make the information available to code that is unable
2162   to use device tree (such as a very small SPL image). For now, limited info is
2163   available via linker symbols
2164 - Allow easy building of images by specifying just the board name
2165 - Support building an image for a board (-b) more completely, with a
2166   configurable build directory
2167 - Detect invalid properties in nodes
2168 - Sort the fdtmap by offset
2169 - Output temporary files to a different directory
2170 - Rationalise the fdt, fdt_util and pylibfdt modules which currently have some
2171   overlapping and confusing functionality
2172 - Update the fdt library to use a better format for Prop.value (the current one
2173   is useful for dtoc but not much else)
2174 - Figure out how to make Fdt support changing the node order, so that
2175   Node.AddSubnode() can support adding a node before another, existing node.
2176   Perhaps it should completely regenerate the flat tree?
2177 - Support images which depend on each other
2178
2179 --
2180 Simon Glass <sjg@chromium.org>
2181 7/7/2016
2182
2183 .. _ConcurrentFutures: https://docs.python.org/3/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.ThreadPoolExecutor