binman: Update help for new features
[oweals/u-boot.git] / tools / binman / README
1 # SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
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 So far U-Boot has not provided a way to handle creating such images in a
13 general way. Each SoC does what it needs to build an image, often packing or
14 concatenating images in the U-Boot build system.
15
16 Binman aims to provide a mechanism for building images, from simple
17 SPL + U-Boot combinations, to more complex arrangements with many parts.
18
19
20 What it does
21 ------------
22
23 Binman reads your board's device tree and finds a node which describes the
24 required image layout. It uses this to work out what to place where. The
25 output file normally contains the device tree, so it is in principle possible
26 to read an image and extract its constituent parts.
27
28
29 Features
30 --------
31
32 So far binman is pretty simple. It supports binary blobs, such as 'u-boot',
33 'spl' and 'fdt'. It supports empty entries (such as setting to 0xff). It can
34 place entries at a fixed location in the image, or fit them together with
35 suitable padding and alignment. It provides a way to process binaries before
36 they are included, by adding a Python plug-in. The device tree is available
37 to U-Boot at run-time so that the images can be interpreted.
38
39 Binman can update the device tree with the final location of everything when it
40 is done. Entry positions can be provided to U-Boot SPL as run-time symbols,
41 avoiding device-tree code overhead.
42
43 Binman can also support incorporating filesystems in the image if required.
44 For example x86 platforms may use CBFS in some cases.
45
46 Binman is intended for use with U-Boot but is designed to be general enough
47 to be useful in other image-packaging situations.
48
49
50 Motivation
51 ----------
52
53 Packaging of firmware is quite a different task from building the various
54 parts. In many cases the various binaries which go into the image come from
55 separate build systems. For example, ARM Trusted Firmware is used on ARMv8
56 devices but is not built in the U-Boot tree. If a Linux kernel is included
57 in the firmware image, it is built elsewhere.
58
59 It is of course possible to add more and more build rules to the U-Boot
60 build system to cover these cases. It can shell out to other Makefiles and
61 build scripts. But it seems better to create a clear divide between building
62 software and packaging it.
63
64 At present this is handled by manual instructions, different for each board,
65 on how to create images that will boot. By turning these instructions into a
66 standard format, we can support making valid images for any board without
67 manual effort, lots of READMEs, etc.
68
69 Benefits:
70 - Each binary can have its own build system and tool chain without creating
71 any dependencies between them
72 - Avoids the need for a single-shot build: individual parts can be updated
73 and brought in as needed
74 - Provides for a standard image description available in the build and at
75 run-time
76 - SoC-specific image-signing tools can be accomodated
77 - Avoids cluttering the U-Boot build system with image-building code
78 - The image description is automatically available at run-time in U-Boot,
79 SPL. It can be made available to other software also
80 - The image description is easily readable (it's a text file in device-tree
81 format) and permits flexible packing of binaries
82
83
84 Terminology
85 -----------
86
87 Binman uses the following terms:
88
89 - image - an output file containing a firmware image
90 - binary - an input binary that goes into the image
91
92
93 Relationship to FIT
94 -------------------
95
96 FIT is U-Boot's official image format. It supports multiple binaries with
97 load / execution addresses, compression. It also supports verification
98 through hashing and RSA signatures.
99
100 FIT was originally designed to support booting a Linux kernel (with an
101 optional ramdisk) and device tree chosen from various options in the FIT.
102 Now that U-Boot supports configuration via device tree, it is possible to
103 load U-Boot from a FIT, with the device tree chosen by SPL.
104
105 Binman considers FIT to be one of the binaries it can place in the image.
106
107 Where possible it is best to put as much as possible in the FIT, with binman
108 used to deal with cases not covered by FIT. Examples include initial
109 execution (since FIT itself does not have an executable header) and dealing
110 with device boundaries, such as the read-only/read-write separation in SPI
111 flash.
112
113 For U-Boot, binman should not be used to create ad-hoc images in place of
114 FIT.
115
116
117 Relationship to mkimage
118 -----------------------
119
120 The mkimage tool provides a means to create a FIT. Traditionally it has
121 needed an image description file: a device tree, like binman, but in a
122 different format. More recently it has started to support a '-f auto' mode
123 which can generate that automatically.
124
125 More relevant to binman, mkimage also permits creation of many SoC-specific
126 image types. These can be listed by running 'mkimage -T list'. Examples
127 include 'rksd', the Rockchip SD/MMC boot format. The mkimage tool is often
128 called from the U-Boot build system for this reason.
129
130 Binman considers the output files created by mkimage to be binary blobs
131 which it can place in an image. Binman does not replace the mkimage tool or
132 this purpose. It would be possible in some situations to create a new entry
133 type for the images in mkimage, but this would not add functionality. It
134 seems better to use the mkimage tool to generate binaries and avoid blurring
135 the boundaries between building input files (mkimage) and packaging then
136 into a final image (binman).
137
138
139 Example use of binman in U-Boot
140 -------------------------------
141
142 Binman aims to replace some of the ad-hoc image creation in the U-Boot
143 build system.
144
145 Consider sunxi. It has the following steps:
146
147 1. It uses a custom mksunxiboot tool to build an SPL image called
148 sunxi-spl.bin. This should probably move into mkimage.
149
150 2. It uses mkimage to package U-Boot into a legacy image file (so that it can
151 hold the load and execution address) called u-boot.img.
152
153 3. It builds a final output image called u-boot-sunxi-with-spl.bin which
154 consists of sunxi-spl.bin, some padding and u-boot.img.
155
156 Binman is intended to replace the last step. The U-Boot build system builds
157 u-boot.bin and sunxi-spl.bin. Binman can then take over creation of
158 sunxi-spl.bin (by calling mksunxiboot, or hopefully one day mkimage). In any
159 case, it would then create the image from the component parts.
160
161 This simplifies the U-Boot Makefile somewhat, since various pieces of logic
162 can be replaced by a call to binman.
163
164
165 Example use of binman for x86
166 -----------------------------
167
168 In most cases x86 images have a lot of binary blobs, 'black-box' code
169 provided by Intel which must be run for the platform to work. Typically
170 these blobs are not relocatable and must be placed at fixed areas in the
171 firmware image.
172
173 Currently this is handled by ifdtool, which places microcode, FSP, MRC, VGA
174 BIOS, reference code and Intel ME binaries into a u-boot.rom file.
175
176 Binman is intended to replace all of this, with ifdtool left to handle only
177 the configuration of the Intel-format descriptor.
178
179
180 Running binman
181 --------------
182
183 First install prerequisites, e.g.
184
185         sudo apt-get install python-pyelftools python3-pyelftools lzma-alone \
186                 liblz4-tool
187
188 Type:
189
190         binman -b <board_name>
191
192 to build an image for a board. The board name is the same name used when
193 configuring U-Boot (e.g. for sandbox_defconfig the board name is 'sandbox').
194 Binman assumes that the input files for the build are in ../b/<board_name>.
195
196 Or you can specify this explicitly:
197
198         binman -I <build_path>
199
200 where <build_path> is the build directory containing the output of the U-Boot
201 build.
202
203 (Future work will make this more configurable)
204
205 In either case, binman picks up the device tree file (u-boot.dtb) and looks
206 for its instructions in the 'binman' node.
207
208 Binman has a few other options which you can see by running 'binman -h'.
209
210
211 Enabling binman for a board
212 ---------------------------
213
214 At present binman is invoked from a rule in the main Makefile. Typically you
215 will have a rule like:
216
217 ifneq ($(CONFIG_ARCH_<something>),)
218 u-boot-<your_suffix>.bin: <input_file_1> <input_file_2> checkbinman FORCE
219         $(call if_changed,binman)
220 endif
221
222 This assumes that u-boot-<your_suffix>.bin is a target, and is the final file
223 that you need to produce. You can make it a target by adding it to ALL-y
224 either in the main Makefile or in a config.mk file in your arch subdirectory.
225
226 Once binman is executed it will pick up its instructions from a device-tree
227 file, typically <soc>-u-boot.dtsi, where <soc> is your CONFIG_SYS_SOC value.
228 You can use other, more specific CONFIG options - see 'Automatic .dtsi
229 inclusion' below.
230
231
232 Image description format
233 ------------------------
234
235 The binman node is called 'binman'. An example image description is shown
236 below:
237
238         binman {
239                 filename = "u-boot-sunxi-with-spl.bin";
240                 pad-byte = <0xff>;
241                 blob {
242                         filename = "spl/sunxi-spl.bin";
243                 };
244                 u-boot {
245                         offset = <CONFIG_SPL_PAD_TO>;
246                 };
247         };
248
249
250 This requests binman to create an image file called u-boot-sunxi-with-spl.bin
251 consisting of a specially formatted SPL (spl/sunxi-spl.bin, built by the
252 normal U-Boot Makefile), some 0xff padding, and a U-Boot legacy image. The
253 padding comes from the fact that the second binary is placed at
254 CONFIG_SPL_PAD_TO. If that line were omitted then the U-Boot binary would
255 immediately follow the SPL binary.
256
257 The binman node describes an image. The sub-nodes describe entries in the
258 image. Each entry represents a region within the overall image. The name of
259 the entry (blob, u-boot) tells binman what to put there. For 'blob' we must
260 provide a filename. For 'u-boot', binman knows that this means 'u-boot.bin'.
261
262 Entries are normally placed into the image sequentially, one after the other.
263 The image size is the total size of all entries. As you can see, you can
264 specify the start offset of an entry using the 'offset' property.
265
266 Note that due to a device tree requirement, all entries must have a unique
267 name. If you want to put the same binary in the image multiple times, you can
268 use any unique name, with the 'type' property providing the type.
269
270 The attributes supported for entries are described below.
271
272 offset:
273         This sets the offset of an entry within the image or section containing
274         it. The first byte of the image is normally at offset 0. If 'offset' is
275         not provided, binman sets it to the end of the previous region, or the
276         start of the image's entry area (normally 0) if there is no previous
277         region.
278
279 align:
280         This sets the alignment of the entry. The entry offset is adjusted
281         so that the entry starts on an aligned boundary within the image. For
282         example 'align = <16>' means that the entry will start on a 16-byte
283         boundary. Alignment shold be a power of 2. If 'align' is not
284         provided, no alignment is performed.
285
286 size:
287         This sets the size of the entry. The contents will be padded out to
288         this size. If this is not provided, it will be set to the size of the
289         contents.
290
291 pad-before:
292         Padding before the contents of the entry. Normally this is 0, meaning
293         that the contents start at the beginning of the entry. This can be
294         offset the entry contents a little. Defaults to 0.
295
296 pad-after:
297         Padding after the contents of the entry. Normally this is 0, meaning
298         that the entry ends at the last byte of content (unless adjusted by
299         other properties). This allows room to be created in the image for
300         this entry to expand later. Defaults to 0.
301
302 align-size:
303         This sets the alignment of the entry size. For example, to ensure
304         that the size of an entry is a multiple of 64 bytes, set this to 64.
305         If 'align-size' is not provided, no alignment is performed.
306
307 align-end:
308         This sets the alignment of the end of an entry. Some entries require
309         that they end on an alignment boundary, regardless of where they
310         start. This does not move the start of the entry, so the contents of
311         the entry will still start at the beginning. But there may be padding
312         at the end. If 'align-end' is not provided, no alignment is performed.
313
314 filename:
315         For 'blob' types this provides the filename containing the binary to
316         put into the entry. If binman knows about the entry type (like
317         u-boot-bin), then there is no need to specify this.
318
319 type:
320         Sets the type of an entry. This defaults to the entry name, but it is
321         possible to use any name, and then add (for example) 'type = "u-boot"'
322         to specify the type.
323
324 offset-unset:
325         Indicates that the offset of this entry should not be set by placing
326         it immediately after the entry before. Instead, is set by another
327         entry which knows where this entry should go. When this boolean
328         property is present, binman will give an error if another entry does
329         not set the offset (with the GetOffsets() method).
330
331 image-pos:
332         This cannot be set on entry (or at least it is ignored if it is), but
333         with the -u option, binman will set it to the absolute image position
334         for each entry. This makes it easy to find out exactly where the entry
335         ended up in the image, regardless of parent sections, etc.
336
337 expand-size:
338         Expand the size of this entry to fit available space. This space is only
339         limited by the size of the image/section and the position of the next
340         entry.
341
342 The attributes supported for images and sections are described below. Several
343 are similar to those for entries.
344
345 size:
346         Sets the image size in bytes, for example 'size = <0x100000>' for a
347         1MB image.
348
349 offset:
350         This is similar to 'offset' in entries, setting the offset of a section
351         within the image or section containing it. The first byte of the section
352         is normally at offset 0. If 'offset' is not provided, binman sets it to
353         the end of the previous region, or the start of the image's entry area
354         (normally 0) if there is no previous region.
355
356 align-size:
357         This sets the alignment of the image size. For example, to ensure
358         that the image ends on a 512-byte boundary, use 'align-size = <512>'.
359         If 'align-size' is not provided, no alignment is performed.
360
361 pad-before:
362         This sets the padding before the image entries. The first entry will
363         be positioned after the padding. This defaults to 0.
364
365 pad-after:
366         This sets the padding after the image entries. The padding will be
367         placed after the last entry. This defaults to 0.
368
369 pad-byte:
370         This specifies the pad byte to use when padding in the image. It
371         defaults to 0. To use 0xff, you would add 'pad-byte = <0xff>'.
372
373 filename:
374         This specifies the image filename. It defaults to 'image.bin'.
375
376 sort-by-offset:
377         This causes binman to reorder the entries as needed to make sure they
378         are in increasing positional order. This can be used when your entry
379         order may not match the positional order. A common situation is where
380         the 'offset' properties are set by CONFIG options, so their ordering is
381         not known a priori.
382
383         This is a boolean property so needs no value. To enable it, add a
384         line 'sort-by-offset;' to your description.
385
386 multiple-images:
387         Normally only a single image is generated. To create more than one
388         image, put this property in the binman node. For example, this will
389         create image1.bin containing u-boot.bin, and image2.bin containing
390         both spl/u-boot-spl.bin and u-boot.bin:
391
392         binman {
393                 multiple-images;
394                 image1 {
395                         u-boot {
396                         };
397                 };
398
399                 image2 {
400                         spl {
401                         };
402                         u-boot {
403                         };
404                 };
405         };
406
407 end-at-4gb:
408         For x86 machines the ROM offsets start just before 4GB and extend
409         up so that the image finished at the 4GB boundary. This boolean
410         option can be enabled to support this. The image size must be
411         provided so that binman knows when the image should start. For an
412         8MB ROM, the offset of the first entry would be 0xfff80000 with
413         this option, instead of 0 without this option.
414
415 skip-at-start:
416         This property specifies the entry offset of the first entry.
417
418         For PowerPC mpc85xx based CPU, CONFIG_SYS_TEXT_BASE is the entry
419         offset of the first entry. It can be 0xeff40000 or 0xfff40000 for
420         nor flash boot, 0x201000 for sd boot etc.
421
422         'end-at-4gb' property is not applicable where CONFIG_SYS_TEXT_BASE +
423         Image size != 4gb.
424
425 Examples of the above options can be found in the tests. See the
426 tools/binman/test directory.
427
428 It is possible to have the same binary appear multiple times in the image,
429 either by using a unit number suffix (u-boot@0, u-boot@1) or by using a
430 different name for each and specifying the type with the 'type' attribute.
431
432
433 Sections and hierachical images
434 -------------------------------
435
436 Sometimes it is convenient to split an image into several pieces, each of which
437 contains its own set of binaries. An example is a flash device where part of
438 the image is read-only and part is read-write. We can set up sections for each
439 of these, and place binaries in them independently. The image is still produced
440 as a single output file.
441
442 This feature provides a way of creating hierarchical images. For example here
443 is an example image with two copies of U-Boot. One is read-only (ro), intended
444 to be written only in the factory. Another is read-write (rw), so that it can be
445 upgraded in the field. The sizes are fixed so that the ro/rw boundary is known
446 and can be programmed:
447
448         binman {
449                 section@0 {
450                         read-only;
451                         name-prefix = "ro-";
452                         size = <0x100000>;
453                         u-boot {
454                         };
455                 };
456                 section@1 {
457                         name-prefix = "rw-";
458                         size = <0x100000>;
459                         u-boot {
460                         };
461                 };
462         };
463
464 This image could be placed into a SPI flash chip, with the protection boundary
465 set at 1MB.
466
467 A few special properties are provided for sections:
468
469 read-only:
470         Indicates that this section is read-only. This has no impact on binman's
471         operation, but his property can be read at run time.
472
473 name-prefix:
474         This string is prepended to all the names of the binaries in the
475         section. In the example above, the 'u-boot' binaries which actually be
476         renamed to 'ro-u-boot' and 'rw-u-boot'. This can be useful to
477         distinguish binaries with otherwise identical names.
478
479
480 Entry Documentation
481 -------------------
482
483 For details on the various entry types supported by binman and how to use them,
484 see README.entries. This is generated from the source code using:
485
486         binman -E >tools/binman/README.entries
487
488
489 Hashing Entries
490 ---------------
491
492 It is possible to ask binman to hash the contents of an entry and write that
493 value back to the device-tree node. For example:
494
495         binman {
496                 u-boot {
497                         hash {
498                                 algo = "sha256";
499                         };
500                 };
501         };
502
503 Here, a new 'value' property will be written to the 'hash' node containing
504 the hash of the 'u-boot' entry. Only SHA256 is supported at present. Whole
505 sections can be hased if desired, by adding the 'hash' node to the section.
506
507 The has value can be chcked at runtime by hashing the data actually read and
508 comparing this has to the value in the device tree.
509
510
511 Order of image creation
512 -----------------------
513
514 Image creation proceeds in the following order, for each entry in the image.
515
516 1. AddMissingProperties() - binman can add calculated values to the device
517 tree as part of its processing, for example the offset and size of each
518 entry. This method adds any properties associated with this, expanding the
519 device tree as needed. These properties can have placeholder values which are
520 set later by SetCalculatedProperties(). By that stage the size of sections
521 cannot be changed (since it would cause the images to need to be repacked),
522 but the correct values can be inserted.
523
524 2. ProcessFdt() - process the device tree information as required by the
525 particular entry. This may involve adding or deleting properties. If the
526 processing is complete, this method should return True. If the processing
527 cannot complete because it needs the ProcessFdt() method of another entry to
528 run first, this method should return False, in which case it will be called
529 again later.
530
531 3. GetEntryContents() - the contents of each entry are obtained, normally by
532 reading from a file. This calls the Entry.ObtainContents() to read the
533 contents. The default version of Entry.ObtainContents() calls
534 Entry.GetDefaultFilename() and then reads that file. So a common mechanism
535 to select a file to read is to override that function in the subclass. The
536 functions must return True when they have read the contents. Binman will
537 retry calling the functions a few times if False is returned, allowing
538 dependencies between the contents of different entries.
539
540 4. GetEntryOffsets() - calls Entry.GetOffsets() for each entry. This can
541 return a dict containing entries that need updating. The key should be the
542 entry name and the value is a tuple (offset, size). This allows an entry to
543 provide the offset and size for other entries. The default implementation
544 of GetEntryOffsets() returns {}.
545
546 5. PackEntries() - calls Entry.Pack() which figures out the offset and
547 size of an entry. The 'current' image offset is passed in, and the function
548 returns the offset immediately after the entry being packed. The default
549 implementation of Pack() is usually sufficient.
550
551 6. CheckSize() - checks that the contents of all the entries fits within
552 the image size. If the image does not have a defined size, the size is set
553 large enough to hold all the entries.
554
555 7. CheckEntries() - checks that the entries do not overlap, nor extend
556 outside the image.
557
558 8. SetCalculatedProperties() - update any calculated properties in the device
559 tree. This sets the correct 'offset' and 'size' vaues, for example.
560
561 9. ProcessEntryContents() - this calls Entry.ProcessContents() on each entry.
562 The default implementatoin does nothing. This can be overriden to adjust the
563 contents of an entry in some way. For example, it would be possible to create
564 an entry containing a hash of the contents of some other entries. At this
565 stage the offset and size of entries should not be adjusted.
566
567 10. WriteSymbols() - write the value of symbols into the U-Boot SPL binary.
568 See 'Access to binman entry offsets at run time' below for a description of
569 what happens in this stage.
570
571 11. BuildImage() - builds the image and writes it to a file. This is the final
572 step.
573
574
575 Automatic .dtsi inclusion
576 -------------------------
577
578 It is sometimes inconvenient to add a 'binman' node to the .dts file for each
579 board. This can be done by using #include to bring in a common file. Another
580 approach supported by the U-Boot build system is to automatically include
581 a common header. You can then put the binman node (and anything else that is
582 specific to U-Boot, such as u-boot,dm-pre-reloc properies) in that header
583 file.
584
585 Binman will search for the following files in arch/<arch>/dts:
586
587    <dts>-u-boot.dtsi where <dts> is the base name of the .dts file
588    <CONFIG_SYS_SOC>-u-boot.dtsi
589    <CONFIG_SYS_CPU>-u-boot.dtsi
590    <CONFIG_SYS_VENDOR>-u-boot.dtsi
591    u-boot.dtsi
592
593 U-Boot will only use the first one that it finds. If you need to include a
594 more general file you can do that from the more specific file using #include.
595 If you are having trouble figuring out what is going on, you can uncomment
596 the 'warning' line in scripts/Makefile.lib to see what it has found:
597
598    # Uncomment for debugging
599    # This shows all the files that were considered and the one that we chose.
600    # u_boot_dtsi_options_debug = $(u_boot_dtsi_options_raw)
601
602
603 Access to binman entry offsets at run time (symbols)
604 ----------------------------------------------------
605
606 Binman assembles images and determines where each entry is placed in the image.
607 This information may be useful to U-Boot at run time. For example, in SPL it
608 is useful to be able to find the location of U-Boot so that it can be executed
609 when SPL is finished.
610
611 Binman allows you to declare symbols in the SPL image which are filled in
612 with their correct values during the build. For example:
613
614     binman_sym_declare(ulong, u_boot_any, offset);
615
616 declares a ulong value which will be assigned to the offset of any U-Boot
617 image (u-boot.bin, u-boot.img, u-boot-nodtb.bin) that is present in the image.
618 You can access this value with something like:
619
620     ulong u_boot_offset = binman_sym(ulong, u_boot_any, offset);
621
622 Thus u_boot_offset will be set to the offset of U-Boot in memory, assuming that
623 the whole image has been loaded, or is available in flash. You can then jump to
624 that address to start U-Boot.
625
626 At present this feature is only supported in SPL. In principle it is possible
627 to fill in such symbols in U-Boot proper, as well.
628
629
630 Access to binman entry offsets at run time (fdt)
631 ------------------------------------------------
632
633 Binman can update the U-Boot FDT to include the final position and size of
634 each entry in the images it processes. The option to enable this is -u and it
635 causes binman to make sure that the 'offset', 'image-pos' and 'size' properties
636 are set correctly for every entry. Since it is not necessary to specify these in
637 the image definition, binman calculates the final values and writes these to
638 the device tree. These can be used by U-Boot at run-time to find the location
639 of each entry.
640
641
642 Compression
643 -----------
644
645 Binman support compression for 'blob' entries (those of type 'blob' and
646 derivatives). To enable this for an entry, add a 'compression' property:
647
648     blob {
649         filename = "datafile";
650         compression = "lz4";
651     };
652
653 The entry will then contain the compressed data, using the 'lz4' compression
654 algorithm. Currently this is the only one that is supported.
655
656
657
658 Map files
659 ---------
660
661 The -m option causes binman to output a .map file for each image that it
662 generates. This shows the offset and size of each entry. For example:
663
664       Offset      Size  Name
665     00000000  00000028  main-section
666      00000000  00000010  section@0
667       00000000  00000004  u-boot
668      00000010  00000010  section@1
669       00000000  00000004  u-boot
670
671 This shows a hierarchical image with two sections, each with a single entry. The
672 offsets of the sections are absolute hex byte offsets within the image. The
673 offsets of the entries are relative to their respective sections. The size of
674 each entry is also shown, in bytes (hex). The indentation shows the entries
675 nested inside their sections.
676
677
678 Passing command-line arguments to entries
679 -----------------------------------------
680
681 Sometimes it is useful to pass binman the value of an entry property from the
682 command line. For example some entries need access to files and it is not
683 always convenient to put these filenames in the image definition (device tree).
684
685 The-a option supports this:
686
687     -a<prop>=<value>
688
689 where
690
691     <prop> is the property to set
692     <value> is the value to set it to
693
694 Not all properties can be provided this way. Only some entries support it,
695 typically for filenames.
696
697
698 External tools
699 --------------
700
701 Binman can make use of external command-line tools to handle processing of
702 entry contents or to generate entry contents. These tools are executed using
703 the 'tools' module's Run() method. The tools generally must exist on the PATH,
704 but the --toolpath option can be used to specify additional search paths to
705 use. This option can be specified multiple times to add more than one path.
706
707
708 Code coverage
709 -------------
710
711 Binman is a critical tool and is designed to be very testable. Entry
712 implementations target 100% test coverage. Run 'binman -T' to check this.
713
714 To enable Python test coverage on Debian-type distributions (e.g. Ubuntu):
715
716    $ sudo apt-get install python-coverage python3-coverage python-pytest
717
718
719 Concurrent tests
720 ----------------
721
722 Binman tries to run tests concurrently. This means that the tests make use of
723 all available CPUs to run.
724
725  To enable this:
726
727    $ sudo apt-get install python-subunit python3-subunit
728
729 Use '-P 1' to disable this. It is automatically disabled when code coverage is
730 being used (-T) since they are incompatible.
731
732
733 Debugging tests
734 ---------------
735
736 Sometimes when debugging tests it is useful to keep the input and output
737 directories so they can be examined later. Use -X or --test-preserve-dirs for
738 this.
739
740
741 Advanced Features / Technical docs
742 ----------------------------------
743
744 The behaviour of entries is defined by the Entry class. All other entries are
745 a subclass of this. An important subclass is Entry_blob which takes binary
746 data from a file and places it in the entry. In fact most entry types are
747 subclasses of Entry_blob.
748
749 Each entry type is a separate file in the tools/binman/etype directory. Each
750 file contains a class called Entry_<type> where <type> is the entry type.
751 New entry types can be supported by adding new files in that directory.
752 These will automatically be detected by binman when needed.
753
754 Entry properties are documented in entry.py. The entry subclasses are free
755 to change the values of properties to support special behaviour. For example,
756 when Entry_blob loads a file, it sets content_size to the size of the file.
757 Entry classes can adjust other entries. For example, an entry that knows
758 where other entries should be positioned can set up those entries' offsets
759 so they don't need to be set in the binman decription. It can also adjust
760 entry contents.
761
762 Most of the time such essoteric behaviour is not needed, but it can be
763 essential for complex images.
764
765 If you need to specify a particular device-tree compiler to use, you can define
766 the DTC environment variable. This can be useful when the system dtc is too
767 old.
768
769 To enable a full backtrace and other debugging features in binman, pass
770 BINMAN_DEBUG=1 to your build:
771
772    make sandbox_defconfig
773    make BINMAN_DEBUG=1
774
775
776 History / Credits
777 -----------------
778
779 Binman takes a lot of inspiration from a Chrome OS tool called
780 'cros_bundle_firmware', which I wrote some years ago. That tool was based on
781 a reasonably simple and sound design but has expanded greatly over the
782 years. In particular its handling of x86 images is convoluted.
783
784 Quite a few lessons have been learned which are hopefully applied here.
785
786
787 Design notes
788 ------------
789
790 On the face of it, a tool to create firmware images should be fairly simple:
791 just find all the input binaries and place them at the right place in the
792 image. The difficulty comes from the wide variety of input types (simple
793 flat binaries containing code, packaged data with various headers), packing
794 requirments (alignment, spacing, device boundaries) and other required
795 features such as hierarchical images.
796
797 The design challenge is to make it easy to create simple images, while
798 allowing the more complex cases to be supported. For example, for most
799 images we don't much care exactly where each binary ends up, so we should
800 not have to specify that unnecessarily.
801
802 New entry types should aim to provide simple usage where possible. If new
803 core features are needed, they can be added in the Entry base class.
804
805
806 To do
807 -----
808
809 Some ideas:
810 - Use of-platdata to make the information available to code that is unable
811   to use device tree (such as a very small SPL image)
812 - Allow easy building of images by specifying just the board name
813 - Add an option to decode an image into the constituent binaries
814 - Support building an image for a board (-b) more completely, with a
815   configurable build directory
816 - Support putting the FDT in an image with a suitable magic number
817 - Support adding a pointer to the FDT map
818 - Support listing files in images
819 - Support logging of binman's operations, with different levels of verbosity
820 - Support updating binaries in an image (with no size change / repacking)
821 - Support updating binaries in an image (with repacking)
822 - Support adding FITs to an image
823 - Support for ARM Trusted Firmware (ATF)
824
825 --
826 Simon Glass <sjg@chromium.org>
827 7/7/2016