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| # Copyright (c) 2011 The Chromium OS Authors. | 
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| # SPDX-License-Identifier:    GPL-2.0+ | 
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| Device Tree Control in U-Boot | 
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| This feature provides for run-time configuration of U-Boot via a flat | 
| device tree (fdt). U-Boot configuration has traditionally been done | 
| using CONFIG options in the board config file. This feature aims to | 
| make it possible for a single U-Boot binary to support multiple boards, | 
| with the exact configuration of each board controlled by a flat device | 
| tree (fdt). This is the approach recently taken by the ARM Linux kernel | 
| and has been used by PowerPC for some time. | 
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| The fdt is a convenient vehicle for implementing run-time configuration | 
| for three reasons. Firstly it is easy to use, being a simple text file. | 
| It is extensible since it consists of nodes and properties in a nice | 
| hierarchical format. | 
|   | 
| Finally, there is already excellent infrastructure for the fdt: a | 
| compiler checks the text file and converts it to a compact binary | 
| format, and a library is already available in U-Boot (libfdt) for | 
| handling this format. | 
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| The dts directory contains a Makefile for building the device tree blob | 
| and embedding it in your U-Boot image. This is useful since it allows | 
| U-Boot to configure itself according to what it finds there. If you have | 
| a number of similar boards with different peripherals, you can describe | 
| the features of each board in the device tree file, and have a single | 
| generic source base. | 
|   | 
| To enable this feature, add CONFIG_OF_CONTROL to your board config file. | 
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| What is a Flat Device Tree? | 
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|   | 
| An fdt can be specified in source format as a text file. To read about | 
| the fdt syntax, take a look at the specification here: | 
|   | 
| https://www.power.org/resources/downloads/Power_ePAPR_APPROVED_v1.0.pdf | 
|   | 
| You also might find this section of the Linux kernel documentation | 
| useful: (access this in the Linux kernel source code) | 
|   | 
|     Documentation/devicetree/booting-without-of.txt | 
|   | 
| There is also a mailing list: | 
|   | 
|     http://lists.ozlabs.org/listinfo/devicetree-discuss | 
|   | 
| In case you are wondering, OF stands for Open Firmware. | 
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| Tools | 
| ----- | 
|   | 
| To use this feature you will need to get the device tree compiler here: | 
|   | 
|     git://git.kernel.org/pub/scm/utils/dtc/dtc.git | 
|   | 
| For example: | 
|   | 
|     $ git clone git://git.kernel.org/pub/scm/utils/dtc/dtc.git | 
|     $ cd dtc | 
|     $ make | 
|     $ sudo make install | 
|   | 
| Then run the compiler (your version will vary): | 
|   | 
|     $ dtc -v | 
|     Version: DTC 1.2.0-g2cb4b51f | 
|     $ make tests | 
|     $ cd tests | 
|     $ ./run_tests.sh | 
|     ********** TEST SUMMARY | 
|     *     Total testcases:    1371 | 
|     *                PASS:    1371 | 
|     *                FAIL:    0 | 
|     *   Bad configuration:    0 | 
|     * Strange test result:    0 | 
|   | 
| You will also find a useful fdtdump utility for decoding a binary file, as | 
| well as fdtget/fdtput for reading and writing properties in a binary file. | 
|   | 
|   | 
| Where do I get an fdt file for my board? | 
| ---------------------------------------- | 
|   | 
| You may find that the Linux kernel has a suitable file. Look in the | 
| kernel source in arch/<arch>/boot/dts. | 
|   | 
| If not you might find other boards with suitable files that you can | 
| modify to your needs. Look in the board directories for files with a | 
| .dts extension. | 
|   | 
| Failing that, you could write one from scratch yourself! | 
|   | 
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| Configuration | 
| ------------- | 
|   | 
| Use: | 
|   | 
| #define CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE    "<name>" | 
|   | 
| to set the filename of the device tree source. Then put your device tree | 
| file into | 
|   | 
|     board/<vendor>/dts/<name>.dts | 
|   | 
| This should include your CPU or SOC's device tree file, placed in | 
| arch/<arch>/dts, and then make any adjustments required. | 
|   | 
| If CONFIG_OF_EMBED is defined, then it will be picked up and built into | 
| the U-Boot image (including u-boot.bin). This is suitable for debugging | 
| and development only and is not recommended for production devices. | 
|   | 
| If CONFIG_OF_SEPARATE is defined, then it will be built and placed in | 
| a u-boot.dtb file alongside u-boot.bin. A common approach is then to | 
| join the two: | 
|   | 
|     cat u-boot.bin u-boot.dtb >image.bin | 
|   | 
| and then flash image.bin onto your board. Note that U-Boot creates | 
| u-boot-dtb.bin which does the above step for you also. If you are using | 
| CONFIG_SPL_FRAMEWORK, then u-boot.img will be built to include the device | 
| tree binary. | 
|   | 
| If CONFIG_OF_BOARD is defined, a board-specific routine will provide the | 
| device tree at runtime, for example if an earlier bootloader stage creates | 
| it and passes it to U-Boot. | 
|   | 
| If CONFIG_OF_HOSTFILE is defined, then it will be read from a file on | 
| startup. This is only useful for sandbox. Use the -d flag to U-Boot to | 
| specify the file to read. | 
|   | 
| You cannot use more than one of these options at the same time. | 
|   | 
| To use a device tree file that you have compiled yourself, pass | 
| EXT_DTB=<filename> to 'make', as in: | 
|   | 
|     make EXT_DTB=boot/am335x-boneblack-pubkey.dtb | 
|   | 
| Then U-Boot will copy that file to u-boot.dtb, put it in the .img file | 
| if used, and u-boot-dtb.bin. | 
|   | 
| If you wish to put the fdt at a different address in memory, you can | 
| define the "fdtcontroladdr" environment variable. This is the hex | 
| address of the fdt binary blob, and will override either of the options. | 
| Be aware that this environment variable is checked prior to relocation, | 
| when only the compiled-in environment is available. Therefore it is not | 
| possible to define this variable in the saved SPI/NAND flash | 
| environment, for example (it will be ignored). After relocation, this | 
| variable will be set to the address of the newly relocated fdt blob. | 
| It is read-only and cannot be changed. It can optionally be used to | 
| control the boot process of Linux with bootm/bootz commands. | 
|   | 
| To use this, put something like this in your board header file: | 
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| #define CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS    "fdtcontroladdr=10000\0" | 
|   | 
| Build: | 
|   | 
| After board configuration is done, fdt supported u-boot can be build in two ways: | 
| 1)  build the default dts which is defined from CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE | 
|     $ make | 
| 2)  build the user specified dts file | 
|     $ make DEVICE_TREE=<dts-file-name> | 
|   | 
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| Limitations | 
| ----------- | 
|   | 
| U-Boot is designed to build with a single architecture type and CPU | 
| type. So for example it is not possible to build a single ARM binary | 
| which runs on your AT91 and OMAP boards, relying on an fdt to configure | 
| the various features. This is because you must select one of | 
| the CPU families within arch/arm/cpu/arm926ejs (omap or at91) at build | 
| time. Similarly you cannot build for multiple cpu types or | 
| architectures. | 
|   | 
| That said the complexity reduction by using fdt to support variants of | 
| boards which use the same SOC / CPU can be substantial. | 
|   | 
| It is important to understand that the fdt only selects options | 
| available in the platform / drivers. It cannot add new drivers (yet). So | 
| you must still have the CONFIG option to enable the driver. For example, | 
| you need to define CONFIG_SYS_NS16550 to bring in the NS16550 driver, | 
| but can use the fdt to specific the UART clock, peripheral address, etc. | 
| In very broad terms, the CONFIG options in general control *what* driver | 
| files are pulled in, and the fdt controls *how* those files work. | 
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| Simon Glass <sjg@chromium.org> | 
| 1-Sep-11 |