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 =============================
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  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://jdl.com/software/dtc.git
  70
  71 For example:
  72
  73         $ git clone git://jdl.com/software/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).
 126
 127 If CONFIG_OF_SEPARATE is defined, then it will be built and placed in
 128 a u-boot.dtb file alongside u-boot.bin. A common approach is then to
 129 join the two:
 130
 131         cat u-boot.bin u-boot.dtb >image.bin
 132
 133 and then flash image.bin onto your board.
 134
 135 If CONFIG_OF_HOSTFILE is defined, then it will be read from a file on
 136 startup. This is only useful for sandbox. Use the -d flag to U-Boot to
 137 specify the file to read.
 138
 139 You cannot use more than one of these options at the same time.
 140
 141 If you wish to put the fdt at a different address in memory, you can
 142 define the "fdtcontroladdr" environment variable. This is the hex
 143 address of the fdt binary blob, and will override either of the options.
 144 Be aware that this environment variable is checked prior to relocation,
 145 when only the compiled-in environment is available. Therefore it is not
 146 possible to define this variable in the saved SPI/NAND flash
 147 environment, for example (it will be ignored).
 148
 149 To use this, put something like this in your board header file:
 150
 151 #define CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS       "fdtcontroladdr=10000\0"
 152
 153 Build:
 154
 155 After board configuration is done, fdt supported u-boot can be build in two ways:
 156 1)  build the default dts which is defined from CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE
 157     $ make
 158 2)  build the user specified dts file
 159     $ make DEVICE_TREE=<dts-file-name>
 160
 161
 162 Limitations
 163 -----------
 164
 165 U-Boot is designed to build with a single architecture type and CPU
 166 type. So for example it is not possible to build a single ARM binary
 167 which runs on your AT91 and OMAP boards, relying on an fdt to configure
 168 the various features. This is because you must select one of
 169 the CPU families within arch/arm/cpu/arm926ejs (omap or at91) at build
 170 time. Similarly you cannot build for multiple cpu types or
 171 architectures.
 172
 173 That said the complexity reduction by using fdt to support variants of
 174 boards which use the same SOC / CPU can be substantial.
 175
 176 It is important to understand that the fdt only selects options
 177 available in the platform / drivers. It cannot add new drivers (yet). So
 178 you must still have the CONFIG option to enable the driver. For example,
 179 you need to define CONFIG_SYS_NS16550 to bring in the NS16550 driver,
 180 but can use the fdt to specific the UART clock, peripheral address, etc.
 181 In very broad terms, the CONFIG options in general control *what* driver
 182 files are pulled in, and the fdt controls *how* those files work.
 183
 184 --
 185 Simon Glass <sjg@chromium.org>
 186 1-Sep-11