]> rtime.felk.cvut.cz Git - novaboot.git/blob - README.md
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[novaboot.git] / README.md
1 # NAME
2
3 novaboot - A tool for booting various operating systems on various hardware or in qemu
4
5 # SYNOPSIS
6
7 __novaboot__ --help
8
9 __novaboot__ \[option\]... \[--\] script...
10
11 __./script__ \[option\]...
12
13 # DESCRIPTION
14
15 This program makes it easier to boot NOVA or other operating system
16 (OS) on different targets (machines or emulators). It reads a so
17 called novaboot script, that specifies the boot configuration, and
18 setups the target to boot that configuration. Setting up the target
19 means to generate the bootloader configuration files, deploy the
20 binaries and other needed files to proper locations, perhaps on a
21 remote boot server and reset the target. Then, target's serial output
22 is redirected to standard output if that is possible.
23
24 A typical way of using novaboot is to make the novaboot script
25 executable and set its first line to _\#!/usr/bin/env novaboot_. Then,
26 booting a particular OS configuration becomes the same as executing a
27 local program - the novaboot script.
28
29 For example, with `novaboot` you can:
30
31 1. Run an OS in Qemu. This is the default action when no other action is
32 specified by command line switches. Thus running `novaboot ./script`
33 (or `./script` as described above) will run Qemu and make it boot the
34 configuration specified in the _script_.
35 2. Create a bootloader configuration file (currently supported
36 bootloaders are GRUB, GRUB2, Pulsar and uBoot) and copy it with all
37 other files needed for booting to another, perhaps remote, location.
38
39         ./script --server=192.168.1.1:/tftp --iprelay=192.168.1.2
40
41     This command copies files to the TFTP server and uses
42     TCP/IP-controlled relay to reset the test box and receive its serial
43     output.
44
45 3. Run DHCP and TFTP server on developer's machine to PXE-boot the OS
46 from it. E.g.
47
48         ./script --dhcp-tftp
49
50     When a PXE-bootable machine is connected via Ethernet to developer's
51     machine, it will boot the configuration described in _script_.
52
53 4. Create bootable ISO images. E.g.
54
55         novaboot --iso -- script1 script2
56
57     The created ISO image will have GRUB bootloader installed on it and
58     the boot menu will allow selecting between _script1_ and _script2_
59     configurations.
60
61 Note that the options needed for a specific target can be stored in a
62 ["CONFIGURATION FILE"](#configuration-file) and then it is sufficient to use only the
63 __\-t__ option to specify the name of the target.
64
65 # PHASES AND OPTIONS
66
67 Novaboot performs its work in several phases. Each phase can be
68 influenced by several options, certain phases can be skipped. The list
69 of phases (in the execution order) and the corresponding options
70 follow.
71
72 ## Configuration reading phase
73
74 After starting, novaboot reads configuration files. By default, it
75 searches for files named `.novaboot` starting from the directory of
76 the novaboot script (or working directory, see bellow) and continuing
77 upwards up to the root directory. The configuration files are read in
78 order from the root directory downwards with latter files overriding
79 settings from the former ones.
80
81 In certain cases, the location of the novaboot script cannot be
82 determined in this early phase. This happens either when the script is
83 read from the standard input or when novaboot is invoked explicitly
84 and options precede the script name, as in the example ["4."](#4) above.
85 In this case the current working directory is used as a starting point
86 for configuration file search.
87
88 - \-c, --config=_filename_
89
90     Use the specified configuration file instead of the default one(s).
91
92 ## Command line processing phase
93
94 - \--dump-config
95
96     Dump the current configuration to stdout end exits. Useful as an
97     initial template for a configuration file.
98
99 - \-h, --help
100
101     Print short (__\-h__) or long (__\--help__) help.
102
103 - \-t, --target=_target_
104
105     This option serves as a user configurable shortcut for other novaboot
106     options. The effect of this option is the same as the options stored
107     in the `%targets` configuration variable under key _target_. See
108     also ["CONFIGURATION FILE"](#configuration-file).
109
110 ## Script preprocessing phase
111
112 This phases allows to modify the parsed novaboot script before it is
113 used in the later phases.
114
115 - \-a, --append=_parameters_
116
117     Append a string to the first `load` line in the novaboot script. This
118     can be used to append parameters to the kernel's or root task's
119     command line. Can appear multiple times.
120
121 - \-b, --bender
122
123     Use `bender` chainloader. Bender scans the PCI bus for PCI serial
124     ports and stores the information about them in the BIOS data area for
125     use by the kernel.
126
127 - \--chainloader=_chainloader_
128
129     Chainloader that is loaded before the kernel and other files specified
130     in the novaboot script. E.g. 'bin/boot/bender promisc'.
131
132 - \--dump
133
134     Print the modules to boot and their parameters. This happens after
135     parsing the novaboot script, i.e. after evaluating all _\--scriptmod_
136     expressions etc. Exit after reading (and dumping) the script.
137
138 - \--scriptmod=_perl expression_
139
140     When novaboot script is read, _perl expression_ is executed for every
141     line (in $\_ variable). For example, `novaboot
142     --scriptmod=s/sigma0/omega6/g` replaces every occurrence of _sigma0_
143     in the script with _omega6_.
144
145     When this option is present, it overrides _$script\_modifier_ variable
146     from the configuration file, which has the same effect. If this option
147     is given multiple times all expressions are evaluated in the command
148     line order.
149
150 - \--strip-rom
151
152     Strip _rom://_ prefix from command lines and generated config files.
153     The _rom://_ prefix is used by NUL. For NRE, it has to be stripped.
154
155 ## File generation phase
156
157 In this phase, files needed for booting are generated in a so called
158 _build directory_ (see TODO). In most cases configuration for a
159 bootloader is generated automatically by novaboot. It is also possible
160 to generate other files using _heredoc_ or _"<"_ syntax in novaboot
161 scripts. Finally, binaries can be generated in this phases by running
162 `scons` or `make`.
163
164 - \--build-dir=_directory_
165
166     Overrides the default build directory location.
167
168     The default build directory location is determined as follows: If the
169     configuration file defines the `$builddir` variable, its value is
170     used. Otherwise, it is the directory that contains the first processed
171     novaboot script.
172
173     See also [BUILDDIR](https://metacpan.org/pod/BUILDDIR) variable.
174
175 - \-g, --grub\[=_filename_\]
176
177     Generates grub bootloader menu file. If the _filename_ is not
178     specified, `menu.lst` is used. The _filename_ is relative to the
179     build directory (see __\--build-dir__).
180
181 - \--grub-preamble=_prefix_
182
183     Specifies the _preable_ that is at the beginning of the generated
184     GRUB or GRUB2 config files. This is useful for specifying GRUB's
185     timeout.
186
187 - \--grub-prefix=_prefix_
188
189     Specifies _prefix_ that is put in front of every file name in GRUB's
190     `menu.lst`. The default value is the absolute path to the build directory.
191
192     If the _prefix_ contains string $NAME, it will be replaced with the
193     name of the novaboot script (see also __\--name__).
194
195 - \--grub2\[=_filename_\]
196
197     Generate GRUB2 menuentry in _filename_. If _filename_ is not
198     specified `grub.cfg` is used. The content of the menuentry can be
199     customized with __\--grub-preable__, __\--grub2-prolog__ or
200     __\--grub\_prefix__ options.
201
202     In order to use the the generated menuentry on your development
203     machine that uses GRUB2, append the following snippet to
204     `/etc/grub.d/40_custom` file and regenerate your grub configuration,
205     i.e. run update-grub on Debian/Ubuntu.
206
207         if [ -f /path/to/nul/build/grub.cfg ]; then
208           source /path/to/nul/build/grub.cfg
209         fi
210
211 - \--grub2-prolog=_prolog_
212
213     Specifies text _preable_ that is put at the beginning of the entry
214     GRUB2 entry.
215
216 - \-m, --make\[=make command\]
217
218     Runs `make` to build files that are not generated by novaboot itself.
219
220 - \--name=_string_
221
222     Use the name _string_ instead of the name of the novaboot script.
223     This name is used for things like a title of grub menu or for the
224     server directory where the boot files are copied to.
225
226 - \--no-file-gen
227
228     Do not generate files on the fly (i.e. "<" syntax) except for the
229     files generated via "<<WORD" syntax.
230
231 - \-p, --pulsar\[=mac\]
232
233     Generates pulsar bootloader configuration file named `config-_mac_`
234     The _mac_ string is typically a MAC address and defaults to
235     _novaboot_.
236
237 - \--scons\[=scons command\]
238
239     Runs `scons` to build files that are not generated by novaboot
240     itself.
241
242 - \--gen-only
243
244     Exit novaboot after file generation phase.
245
246 ## Target connection check
247
248 If supported by the target, the connection to it is made and it is
249 checked whether the target is not occupied by another novaboot
250 user/instance.
251
252 - \--iprelay=_addr\[:port\]_
253
254     Use TCP/IP relay and serial port to access the target's serial port
255     and powercycle it. The IP address of the relay is given by _addr_
256     parameter. If _port_ is not specified, it default to 23.
257
258     Note: This option is supposed to work with HWG-ER02a IP relays.
259
260 - \-s, --serial\[=device\]
261
262     Target's serial line is connected to host's serial line (device). The
263     default value for device is `/dev/ttyUSB0`.
264
265     The value of this option is exported in NB\_NOVABOOT environment
266     variable to all subprocesses run by `novaboot`.
267
268 - \--stty=_settings_
269
270     Specifies settings passed to `stty` invoked on the serial line
271     specified with __\--serial__ option. If this option is not given,
272     `stty` is called with `raw -crtscts -onlcr 115200` settings.
273
274 - \--remote-cmd=_cmd_
275
276     Command that mediates connection to the target's serial line. For
277     example `ssh server 'cu -l /dev/ttyS0'`.
278
279 - \--remote-expect=_string_
280
281     Wait for reception of _string_ after establishing the the remote
282     connection before continuing.
283
284 ## File deployment phase
285
286 In some setups, it is necessary to copy the files needed for booting
287 to a particular location, e.g. to a TFTP boot server or to the
288 `/boot` partition.
289
290 - \-d, --dhcp-tftp
291
292     Turns your workstation into a DHCP and TFTP server so that the OS can
293     be booted via PXE BIOS (or similar mechanism) on the test machine
294     directly connected by a plain Ethernet cable to your workstation.
295
296     The DHCP and TFTP servers require root privileges and `novaboot`
297     uses `sudo` command to obtain those. You can put the following to
298     _/etc/sudoers_ to allow running the necessary commands without
299     asking for password.
300
301         Cmnd_Alias NOVABOOT = /bin/ip a add 10.23.23.1/24 dev eth0, /bin/ip l set dev eth0 up, /usr/sbin/dhcpd -d -cf dhcpd.conf -lf dhcpd.leases -pf dhcpd.pid, /usr/sbin/in.tftpd --foreground --secure -v -v -v --pidfile tftpd.pid *, /usr/bin/touch dhcpd.leases, /usr/bin/pkill --pidfile=dhcpd.pid, /usr/bin/pkill --pidfile=tftpd.pid
302         your_login ALL=NOPASSWD: NOVABOOT
303
304 - \--iso\[=filename\]
305
306     Generates the ISO image that boots NOVA system via GRUB. If no filename
307     is given, the image is stored under _NAME_.iso, where _NAME_ is the name
308     of the novaboot script (see also __\--name__).
309
310 - \--server\[=\[\[user@\]server:\]path\]
311
312     Copy all files needed for booting to another location (implies __\-g__
313     unless __\--grub2__ is given). The files will be copied (by __rsync__
314     tool) to the directory _path_. If the _path_ contains string $NAME,
315     it will be replaced with the name of the novaboot script (see also
316     __\--name__).
317
318 - \--concat
319
320     If __\--server__ is used and its value ends with $NAME, then after
321     copying the files, a new bootloader configuration file (e.g. menu.lst)
322     is created at _path-wo-name_, i.e. the path specified by __\--server__
323     with $NAME part removed. The content of the file is created by
324     concatenating all files of the same name from all subdirectories of
325     _path-wo-name_ found on the "server".
326
327 - \--rsync-flags=_flags_
328
329     Specifies which _flags_ are appended to `rsync` command line when
330     copying files as a result of _\--server_ option.
331
332 ## Target power-on and reset phase
333
334 - \--on, --off
335
336     Switch on/off the target machine. Currently works only with
337     __\--iprelay__.
338
339 - \-Q, --qemu\[=_qemu-binary_\]
340
341     Boot the configuration in qemu. Optionally, the name of qemu binary
342     can be specified as a parameter.
343
344 - \--qemu-append=_flags_
345
346     Append _flags_ to the default qemu flags (QEMU\_FLAGS variable or
347     `-cpu coreduo -smp 2`).
348
349 - \-q, --qemu-flags=_flags_
350
351     Replace the default qemu flags (QEMU\_FLAGS variable or `-cpu coreduo
352     -smp 2`) with _flags_ specified here.
353
354 - \--reset-cmd=_cmd_
355
356     Command that resets the target.
357
358 ## Interaction with the bootloader on the target
359
360 - \--uboot
361
362     Interact with uBoot bootloader to boot the thing described in the
363     novaboot script. Implementation of this option is currently tied to a
364     particular board that we use. It may be subject to changes in the
365     future!
366
367 - \--uboot-init
368
369     Command(s) to send the U-Boot bootloader before loading the images and
370     booting them.
371
372 ## Target interaction phase
373
374 In this phase, target's serial output is redirected to stdout and if
375 stdin is a TTY, it is redirected to the target's serial input allowing
376 interactive work with the target.
377
378 - \--exiton=_string_
379
380     When _string_ is sent by the target, novaboot exits. This option can
381     be specified multiple times.
382
383     If _string_ is `-re`, then the next __\--exiton__'s _string_ is
384     treated as regular expression. For example:
385
386         --exiton -re --exiton 'error:.*failed'
387
388 - \-i, --interactive
389
390     Setup things for interactive use of target. Your terminal will be
391     switched to raw mode. In raw mode, your system does not process input
392     in any way (no echoing of entered characters, no interpretation
393     special characters). This, among others, means that Ctrl-C is passed
394     to the target and does no longer interrupt novaboot. Use "~~."
395     sequence to exit novaboot.
396
397 - \--expect=_string_
398
399     When _string_ is received from the target, send the string specified
400     with the subsequent __\--send\*__ option to the target.
401
402 - \--expect-re=_regex_
403
404     When target's output matches regular expression _regex_, send the
405     string specified with the subsequent __\--send\*__ option to the target.
406
407 - \--expect-raw=_perl-code_
408
409     Provides direct control over Perl's Expect module.
410
411 - \--send=_string_
412
413     Send _string_ to the target after the previously specified
414     __\--expect\*__ was matched in the target's output. The _string_ may
415     contain escape sequences such as "\\n".
416
417     Note that _string_ is actually interpreted by Perl, so it can contain
418     much more that escape sequences. This behavior may change in the
419     future.
420
421     Example: `--expect='login: ' --send='root\n'`
422
423 - \--sendcont=_string_
424
425     Similar to __\--send__ but continue expecting more input.
426
427     Example: `--expect='Continue?' --sendcont='yes\n'`
428
429 # NOVABOOT SCRIPT SYNTAX
430
431 The syntax tries to mimic POSIX shell syntax. The syntax is defined
432 with the following rules.
433
434 Lines starting with "\#" and empty lines are ignored.
435
436 Lines that end with "\\" are concatenated with the following line after
437 removal of the final "\\" and leading whitespace of the following line.
438
439 Lines of the form _VARIABLE=..._ (i.e. matching '^\[A-Z\_\]+=' regular
440 expression) assign values to internal variables. See [VARIABLES](https://metacpan.org/pod/VARIABLES)
441 section.
442
443 Lines starting with `load` keyword represent modules to boot. The
444 word after `load` is a file name (relative to the build directory
445 (see __\--build-dir__) of the module to load and the remaining words are
446 passed to it as the command line parameters.
447
448 When the `load` line ends with "<<WORD" then the subsequent lines
449 until the line containing solely WORD are copied literally to the file
450 named on that line. This is similar to shell's heredoc feature.
451
452 When the `load` line ends with "< CMD" then command CMD is executed
453 with `/bin/sh` and its standard output is stored in the file named on
454 that line. The SRCDIR variable in CMD's environment is set to the
455 absolute path of the directory containing the interpreted novaboot
456 script.
457
458 Example:
459   \#!/usr/bin/env novaboot
460   WVDESC=Example program
461   load bin/apps/sigma0.nul S0\_DEFAULT script\_start:1,1 \\
462     verbose hostkeyb:0,0x60,1,12,2
463   load bin/apps/hello.nul
464   load hello.nulconfig <<EOF
465   sigma0::mem:16 name::/s0/log name::/s0/timer name::/s0/fs/rom ||
466   rom://bin/apps/hello.nul
467   EOF
468
469 This example will load three modules: `sigma0.nul`, `hello.nul` and
470 `hello.nulconfig`. sigma0 receives some command line parameters and
471 `hello.nulconfig` file is generated on the fly from the lines between
472 `<<EOF` and `EOF`.
473
474 ## VARIABLES
475
476 The following variables are interpreted in the novaboot script:
477
478 - BUILDDIR
479
480     Novaboot chdir()s to this directory before file generation phase. The
481     directory name specified here is relative to the build directory
482     specified by other means (see ["--build-dir"](#build-dir)).
483
484 - EXITON
485
486     Assigning this variable has the same effect as specifying ["--exiton"](#exiton)
487     option.
488
489 - HYPERVISOR\_PARAMS
490
491     Parameters passed to hypervisor. The default value is "serial", unless
492     overridden in configuration file.
493
494 - KERNEL
495
496     The kernel to use instead of the hypervisor specified in the
497     configuration file with the `$hypervisor` variable. The value should
498     contain the name of the kernel image as well as its command line
499     parameters. If this variable is defined and non-empty, the variable
500     HYPERVISOR\_PARAMS is not used.
501
502 - QEMU
503
504     Use a specific qemu binary (can be overridden with __\-Q__) and flags
505     when booting this script under qemu. If QEMU\_FLAGS variable is also
506     specified flags specified in QEMU variable are replaced by those in
507     QEMU\_FLAGS.
508
509 - QEMU\_FLAGS
510
511     Use specific qemu flags (can be overridden with __\-q__).
512
513 - WVDESC
514
515     Description of the wvtest-compliant program.
516
517 - WVTEST\_TIMEOUT
518
519     The timeout in seconds for WvTest harness. If no complete line appears
520     in the test output within the time specified here, the test fails. It
521     is necessary to specify this for long running tests that produce no
522     intermediate output.
523
524 # CONFIGURATION FILE
525
526 Novaboot can read its configuration from one or more files. By
527 default, novaboot looks for files named `.novaboot` as described in
528 ["Configuration reading phase"](#configuration-reading-phase). Alternatively, its location can be
529 specified with the __\-c__ switch or with the NOVABOOT\_CONFIG
530 environment variable. The configuration file has perl syntax and
531 should set values of certain Perl variables. The current configuration
532 can be dumped with the __\--dump-config__ switch. Some configuration
533 variables can be overridden by environment variables (see below) or by
534 command line switches.
535
536 Supported configuration variables include:
537
538 - $builddir
539
540     Build directory location relative to the location of the configuration
541     file.
542
543 - $default\_target
544
545     Default target (see below) to use when no target is explicitly
546     specified on command line with the __\--target__ option.
547
548 - %targets
549
550     Hash of shortcuts to be used with the __\--target__ option. If the hash
551     contains, for instance, the following pair of values
552
553         'mybox' => '--server=boot:/tftproot --serial=/dev/ttyUSB0 --grub',
554
555     then the following two commands are equivalent:
556
557         ./script --server=boot:/tftproot --serial=/dev/ttyUSB0 --grub
558         ./script -t mybox
559
560 # ENVIRONMENT VARIABLES
561
562 Some options can be specified not only via config file or command line
563 but also through environment variables. Environment variables override
564 the values from configuration file and command line parameters
565 override the environment variables.
566
567 - NOVABOOT\_CONFIG
568
569     Name of the novaboot configuration file to use instead of the default
570     one(s).
571
572 - NOVABOOT\_BENDER
573
574     Defining this variable has the same meaning as __\--bender__ option.
575
576 # AUTHORS
577
578 Michal Sojka <sojka@os.inf.tu-dresden.de>