]> rtime.felk.cvut.cz Git - novaboot.git/blob - README.md
cba7c4e3613ec745d193b062ef4aa3ad1a88d153
[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 booting of an operating system (e.g. NOVA or Linux)
16 as simple as running a local program. It facilitates booting on local
17 or remote hosts or in emulators such as qemu. Novaboot operation is
18 controlled by command line options and by a so called novaboot script,
19 which can be thought as a generalization of bootloader configuration
20 files (see ["NOVABOOT SCRIPT SYNTAX"](#novaboot-script-syntax)). Based on this input,
21 novaboot setups everything for the target host to boot the desired
22 configuration, i.e. it generates the bootloader configuration file in
23 the proper format, deploy the binaries and other needed files to
24 required locations, perhaps on a remote boot server and reset the
25 target host. Finally, target host's serial output is redirected to
26 standard output if that is possible.
27
28 Typical way of using novaboot is to make the novaboot script
29 executable and set its first line to _#!/usr/bin/env novaboot_. Then,
30 booting a particular OS configuration becomes the same as executing a
31 local program - the novaboot script.
32
33 For example, with `novaboot` you can:
34
35 1. Run an OS in Qemu. This is the default action when no other action is
36 specified by command line switches. Thus running `novaboot ./script`
37 (or `./script` as described above) will run Qemu and make it boot the
38 configuration specified in the `script`.
39 2. Create a bootloader configuration file (currently supported
40 bootloaders are GRUB, GRUB2, Pulsar and U-Boot) and copy it with all
41 other files needed for booting to a remote boot server.
42
43         ./script --server=192.168.1.1:/tftp --iprelay=192.168.1.2
44
45     This command copies files to the TFTP server and uses
46     TCP/IP-controlled relay to reset the target host and receive its
47     serial output.
48
49 3. Run DHCP and TFTP server on developer's machine to PXE-boot the target
50 host from it. E.g.
51
52         ./script --dhcp-tftp
53
54     When a PXE-bootable machine is connected via Ethernet to developer's
55     machine, it will boot the configuration described in _script_.
56
57 4. Create bootable ISO images. E.g.
58
59         novaboot --iso -- script1 script2
60
61     The created ISO image will have GRUB bootloader installed on it and
62     the boot menu will allow selecting between _script1_ and _script2_
63     configurations.
64
65 Note that the options needed for a specific target can be stored in a
66 ["CONFIGURATION FILE"](#configuration-file). Then it is sufficient to use only the **-t**
67 option to specify the name of the target.
68
69 # PHASES AND OPTIONS
70
71 Novaboot performs its work in several phases. Each phase can be
72 influenced by several options, certain phases can be skipped. The list
73 of phases (in the execution order) and the corresponding options
74 follow.
75
76 ## Configuration reading phase
77
78 After starting, novaboot reads configuration files. Their content is
79 described in ["CONFIGURATION FILE"](#configuration-file). By default, configuration is
80 read from two locations. First from the configuration directory and
81 second from `.novaboot` files along the path to the current
82 directory. The later read files override settings from the former
83 ones.
84
85 Configuration directory is determined by the content of
86 NOVABOOT\_CONFIG\_DIR environment variable defaulting to
87 `/etc/novaboot.d`. Files in this directory with names consisting
88 solely from English letters, numbers, dashes '-' and underscores '\_'
89 (note that dot '.' is not included) are read in alphabetical order.
90
91 Then novaboot searches for files named `.novaboot` starting
92 from the directory of the novaboot script (or working directory, see
93 bellow) and continuing upwards up to the root directory. The found
94 configuration files are then read in order from the root directory
95 downwards.
96
97 In certain cases, the location of the novaboot script cannot be
98 determined in this early phase. This happens either when the script is
99 read from the standard input or when novaboot is invoked explicitly
100 and options precede the script name, as in the example ["4."](#4) above.
101 In this case the current working directory is used as a starting point
102 for configuration file search instead of the novaboot script
103 directory.
104
105 - -c, --config=_filename_
106
107     Use the specified configuration file instead of the default one(s).
108
109 ## Command line processing phase
110
111 - --dump-config
112
113     Dump the current configuration to stdout end exits. Useful as an
114     initial template for a configuration file.
115
116 - -h, --help
117
118     Print short (**-h**) or long (**--help**) help.
119
120 - -t, --target=_target_
121
122     This option serves as a user configurable shortcut for other novaboot
123     options. The effect of this option is the same as the options stored
124     in the `%targets` configuration variable under key _target_. See
125     also ["CONFIGURATION FILE"](#configuration-file).
126
127 ## Script preprocessing phase
128
129 This phases allows to modify the parsed novaboot script before it is
130 used in the later phases.
131
132 - -a, --append=_parameters_
133
134     Append a string to the first `load` line in the novaboot script. This
135     can be used to append parameters to the kernel's or root task's
136     command line. Can appear multiple times.
137
138 - -b, --bender
139
140     Use `bender` chainloader. Bender scans the PCI bus for PCI serial
141     ports and stores the information about them in the BIOS data area for
142     use by the kernel.
143
144 - --chainloader=_chainloader_
145
146     Chainloader that is loaded before the kernel and other files specified
147     in the novaboot script. E.g. 'bin/boot/bender promisc'.
148
149 - --dump
150
151     Print the modules to boot and their parameters after this phase
152     finishes. Then exit. This is useful for seeing the effect of other
153     options in this section.
154
155 - -k, --kernel=`file`
156
157     Replace the first word on the first `load` line in the novaboot
158     script with `file`.
159
160 - --scriptmod=_perl expression_
161
162     When novaboot script is read, _perl expression_ is executed for every
163     line (in $\_ variable). For example, `novaboot
164     \--scriptmod=s/sigma0/omega6/g` replaces every occurrence of _sigma0_
165     in the script with _omega6_.
166
167     When this option is present, it overrides _$script\_modifier_ variable
168     from the configuration file, which has the same effect. If this option
169     is given multiple times all expressions are evaluated in the command
170     line order.
171
172 ## File generation phase
173
174 In this phase, files needed for booting are generated in a so called
175 _build directory_ (see ["--build-dir"](#build-dir)). In most cases configuration
176 for a bootloader is generated automatically by novaboot. It is also
177 possible to generate other files using _heredoc_ or _"<"_ syntax in
178 novaboot scripts. Finally, binaries can be generated in this phases by
179 running `scons` or `make`.
180
181 - --build-dir=_directory_
182
183     Overrides the default build directory location.
184
185     The default build directory location is determined as follows: If the
186     configuration file defines the `$builddir` variable, its value is
187     used. Otherwise, it is the directory that contains the first processed
188     novaboot script.
189
190     See also ["BUILDDIR"](#builddir) variable.
191
192 - -g, --grub\[=_filename_\]
193
194     Generates grub bootloader menu file. If the _filename_ is not
195     specified, `menu.lst` is used. The _filename_ is relative to the
196     build directory (see **--build-dir**).
197
198 - --grub-preamble=_prefix_
199
200     Specifies the _preable_ that is at the beginning of the generated
201     GRUB or GRUB2 config files. This is useful for specifying GRUB's
202     timeout.
203
204 - --grub-prefix=_prefix_
205
206     Specifies _prefix_ that is put in front of every file name in GRUB's
207     `menu.lst`. The default value is the absolute path to the build directory.
208
209     If the _prefix_ contains string $NAME, it will be replaced with the
210     name of the novaboot script (see also **--name**).
211
212 - --grub2\[=_filename_\]
213
214     Generate GRUB2 menuentry in _filename_. If _filename_ is not
215     specified `grub.cfg` is used. The content of the menuentry can be
216     customized with **--grub-preable**, **--grub2-prolog** or
217     **--grub\_prefix** options.
218
219     In order to use the the generated menuentry on your development
220     machine that uses GRUB2, append the following snippet to
221     `/etc/grub.d/40_custom` file and regenerate your grub configuration,
222     i.e. run update-grub on Debian/Ubuntu.
223
224         if [ -f /path/to/nul/build/grub.cfg ]; then
225           source /path/to/nul/build/grub.cfg
226         fi
227
228 - --grub2-prolog=_prolog_
229
230     Specifies text _preable_ that is put at the beginning of the entry
231     GRUB2 entry.
232
233 - -m, --make\[=make command\]
234
235     Runs `make` to build files that are not generated by novaboot itself.
236
237 - --name=_string_
238
239     Use the name _string_ instead of the name of the novaboot script.
240     This name is used for things like a title of grub menu or for the
241     server directory where the boot files are copied to.
242
243 - --no-file-gen
244
245     Do not run external commands to generate files (i.e. "<" syntax and
246     `run` keyword). This switch does not influence generation of files
247     specified with "<<WORD" syntax.
248
249 - -p, --pulsar\[=mac\]
250
251     Generates pulsar bootloader configuration file named `config-_mac_`
252     The _mac_ string is typically a MAC address and defaults to
253     _novaboot_.
254
255 - --scons\[=scons command\]
256
257     Runs `scons` to build files that are not generated by novaboot
258     itself.
259
260 - --strip-rom
261
262     Strip _rom://_ prefix from command lines and generated config files.
263     The _rom://_ prefix is used by NUL. For NRE, it has to be stripped.
264
265 - --gen-only
266
267     Exit novaboot after file generation phase.
268
269 ## Target connection check
270
271 If supported by the target, the connection to it is made and it is
272 checked whether the target is not occupied by another novaboot
273 user/instance.
274
275 - --amt=_"\[user\[:password\]@\]host\[:port\]_
276
277     Use Intel AMT technology to control the target machine. WS management
278     is used to powercycle it and Serial-Over-Lan (SOL) for input/output.
279     The hostname or (IP address) is given by the _host_ parameter. If
280     _password_ is not specified, environment variable AMT\_PASSWORD is
281     used. The _port_ specifies a TCP port for SOL. If not specified, the
282     default is 16992. Default _user_ is admin.
283
284 - --ider
285
286     Use Intel AMT technology for IDE redirection. This allows the target
287     machine to boot from nonvaboot created ISO image.
288
289     The experimental _amtider_ utility needed by this option can be
290     obtained from https://github.com/wentasah/amtterm.
291
292 - --iprelay=_addr\[:port\]_
293
294     Use TCP/IP relay and serial port to access the target's serial port
295     and powercycle it. The IP address of the relay is given by _addr_
296     parameter. If _port_ is not specified, it default to 23.
297
298     Note: This option is supposed to work with HWG-ER02a IP relays.
299
300 - -s, --serial\[=device\]
301
302     Target's serial line is connected to host's serial line (device). The
303     default value for device is `/dev/ttyUSB0`.
304
305     The value of this option is exported in NB\_NOVABOOT environment
306     variable to all subprocesses run by `novaboot`.
307
308 - --stty=_settings_
309
310     Specifies settings passed to `stty` invoked on the serial line
311     specified with **--serial** option. If this option is not given,
312     `stty` is called with `raw -crtscts -onlcr 115200` settings.
313
314 - --remote-cmd=_cmd_
315
316     Command that mediates connection to the target's serial line. For
317     example `ssh server 'cu -l /dev/ttyS0'`.
318
319 - --remote-expect=_string_
320
321     Wait for reception of _string_ after establishing the the remote
322     connection before continuing.
323
324 ## File deployment phase
325
326 In some setups, it is necessary to copy the files needed for booting
327 to a particular location, e.g. to a TFTP boot server or to the
328 `/boot` partition.
329
330 - -d, --dhcp-tftp
331
332     Turns your workstation into a DHCP and TFTP server so that the OS can
333     be booted via PXE BIOS (or similar mechanism) on the test machine
334     directly connected by a plain Ethernet cable to your workstation.
335
336     The DHCP and TFTP servers requires root privileges and `novaboot`
337     uses `sudo` command to obtain those. You can put the following to
338     _/etc/sudoers_ to allow running the necessary commands without asking
339     for password.
340
341         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 --listen --secure -v -v -v --pidfile tftpd.pid *, /usr/bin/touch dhcpd.leases, /usr/bin/pkill --pidfile=dhcpd.pid, /usr/bin/pkill --pidfile=tftpd.pid
342         your_login ALL=NOPASSWD: NOVABOOT
343
344 - --tftp
345
346     Starts a TFTP server on your workstation. This is similar to
347     **--dhcp-tftp** except that DHCP server is not started.
348
349     The TFTP server require root privileges and `novaboot` uses `sudo`
350     command to obtain those. You can put the following to _/etc/sudoers_
351     to allow running the necessary commands without asking for password.
352
353         Cmnd_Alias NOVABOOT =  /usr/sbin/in.tftpd --listen --secure -v -v -v --pidfile tftpd.pid *, /usr/bin/pkill --pidfile=tftpd.pid
354         your_login ALL=NOPASSWD: NOVABOOT
355
356 - --tftp-port=_port_
357
358     Port to run the TFTP server on. Implies **--tftp**.
359
360 - --iso\[=filename\]
361
362     Generates the ISO image that boots NOVA system via GRUB. If no filename
363     is given, the image is stored under _NAME_.iso, where _NAME_ is the name
364     of the novaboot script (see also **--name**).
365
366 - --server\[=\[\[user@\]server:\]path\]
367
368     Copy all files needed for booting to another location (implies **-g**
369     unless **--grub2** is given). The files will be copied (by **rsync**
370     tool) to the directory _path_. If the _path_ contains string $NAME,
371     it will be replaced with the name of the novaboot script (see also
372     **--name**).
373
374 - --concat
375
376     If **--server** is used and its value ends with $NAME, then after
377     copying the files, a new bootloader configuration file (e.g. menu.lst)
378     is created at _path-wo-name_, i.e. the path specified by **--server**
379     with $NAME part removed. The content of the file is created by
380     concatenating all files of the same name from all subdirectories of
381     _path-wo-name_ found on the "server".
382
383 - --rsync-flags=_flags_
384
385     Specifies which _flags_ are appended to `rsync` command line when
386     copying files as a result of _--server_ option.
387
388 ## Target power-on and reset phase
389
390 - --on, --off
391
392     Switch on/off the target machine and exit. The script (if any) is
393     completely ignored. Currently it works only with **--iprelay** or
394     **--amt**.
395
396 - -Q, --qemu\[=_qemu-binary_\]
397
398     Boot the configuration in qemu. Optionally, the name of qemu binary
399     can be specified as a parameter.
400
401 - --qemu-append=_flags_
402
403     Append _flags_ to the default qemu flags (QEMU\_FLAGS variable or
404     `-cpu coreduo -smp 2`).
405
406 - -q, --qemu-flags=_flags_
407
408     Replace the default qemu flags (QEMU\_FLAGS variable or `-cpu coreduo
409     \-smp 2`) with _flags_ specified here.
410
411 - --reset-cmd=_cmd_
412
413     Command that resets the target.
414
415 ## Interaction with the bootloader on the target
416
417 - --uboot\[=_prompt_\]
418
419     Interact with uBoot bootloader to boot the thing described in the
420     novaboot script. _prompt_ specifies the U-Boot's prompt (default is
421     "=> ", other common prompts are "U-Boot> " or "U-Boot# ").
422     Implementation of this option is currently tied to a particular board
423     that we use. It may be subject to changes in the future!
424
425 - --uboot-init
426
427     Command(s) to send the U-Boot bootloader before loading the images and
428     booting them. This option can be given multiple times. After sending
429     commands from each option novaboot waits for U-Boot _prompt_.
430
431     If the command contains string _$NB\_MYIP_ then this string is
432     replaced by IPv4 address of eth0 interface.
433
434 ## Target interaction phase
435
436 In this phase, target's serial output is redirected to stdout and if
437 stdin is a TTY, it is redirected to the target's serial input allowing
438 interactive work with the target.
439
440 - --exiton=_string_
441
442     When _string_ is sent by the target, novaboot exits. This option can
443     be specified multiple times.
444
445     If _string_ is `-re`, then the next **--exiton**'s _string_ is
446     treated as regular expression. For example:
447
448         --exiton -re --exiton 'error:.*failed'
449
450 - -i, --interactive
451
452     Setup things for interactive use of target. Your terminal will be
453     switched to raw mode. In raw mode, your system does not process input
454     in any way (no echoing of entered characters, no interpretation
455     special characters). This, among others, means that Ctrl-C is passed
456     to the target and does no longer interrupt novaboot. Use "~~."
457     sequence to exit novaboot.
458
459 - --expect=_string_
460
461     When _string_ is received from the target, send the string specified
462     with the subsequent **--send\*** option to the target.
463
464 - --expect-re=_regex_
465
466     When target's output matches regular expression _regex_, send the
467     string specified with the subsequent **--send\*** option to the target.
468
469 - --expect-raw=_perl-code_
470
471     Provides direct control over Perl's Expect module.
472
473 - --send=_string_
474
475     Send _string_ to the target after the previously specified
476     **--expect\*** was matched in the target's output. The _string_ may
477     contain escape sequences such as "\\n".
478
479     Note that _string_ is actually interpreted by Perl, so it can contain
480     much more that escape sequences. This behavior may change in the
481     future.
482
483     Example: `--expect='login: ' --send='root\n'`
484
485 - --sendcont=_string_
486
487     Similar to **--send** but continue expecting more input.
488
489     Example: `--expect='Continue?' --sendcont='yes\n'`
490
491 # NOVABOOT SCRIPT SYNTAX
492
493 The syntax tries to mimic POSIX shell syntax. The syntax is defined
494 with the following rules.
495
496 Lines starting with "#" and empty lines are ignored.
497
498 Lines that end with "\\" are concatenated with the following line after
499 removal of the final "\\" and leading whitespace of the following line.
500
501 Lines of the form _VARIABLE=..._ (i.e. matching '^\[A-Z\_\]+=' regular
502 expression) assign values to internal variables. See ["VARIABLES"](#variables)
503 section.
504
505 Lines starting with `load` keyword represent modules to boot. The
506 word after `load` is a file name (relative to the build directory
507 (see **--build-dir**) of the module to load and the remaining words are
508 passed to it as the command line parameters.
509
510 When the `load` line ends with "<<WORD" then the subsequent lines
511 until the line containing solely WORD are copied literally to the file
512 named on that line. This is similar to shell's heredoc feature.
513
514 When the `load` line ends with "< CMD" then command CMD is executed
515 with `/bin/sh` and its standard output is stored in the file named on
516 that line. The SRCDIR variable in CMD's environment is set to the
517 absolute path of the directory containing the interpreted novaboot
518 script.
519
520 Lines starting with `run` keyword contain shell commands that are run
521 during file generation phase. This is the same as the "< CMD" syntax
522 for `load` keyboard except that the command's output is not
523 redirected to a file. The ordering of commands is the same as they
524 appear in the novaboot script.
525
526 Example (Linux):
527
528     #!/usr/bin/env novaboot
529     load bzImage console=ttyS0,115200
530     run  make -C buildroot
531     load rootfs.cpio < gen_cpio buildroot/images/rootfs.cpio "myapp->/etc/init.d/S99myapp"
532
533 Example (NOVA User Land - NUL):
534
535     #!/usr/bin/env novaboot
536     WVDESC=Example program
537     load bin/apps/sigma0.nul S0_DEFAULT script_start:1,1 \
538                              verbose hostkeyb:0,0x60,1,12,2
539     load bin/apps/hello.nul
540     load hello.nulconfig <<EOF
541     sigma0::mem:16 name::/s0/log name::/s0/timer name::/s0/fs/rom ||
542     rom://bin/apps/hello.nul
543     EOF
544
545 This example will load three modules: `sigma0.nul`, `hello.nul` and
546 `hello.nulconfig`. sigma0 receives some command line parameters and
547 `hello.nulconfig` file is generated on the fly from the lines between
548 `<<EOF` and `EOF`.
549
550 ## VARIABLES
551
552 The following variables are interpreted in the novaboot script:
553
554 - BUILDDIR
555
556     Novaboot chdir()s to this directory before file generation phase. The
557     directory name specified here is relative to the build directory
558     specified by other means (see ["--build-dir"](#build-dir)).
559
560 - EXITON
561
562     Assigning this variable has the same effect as specifying ["--exiton"](#exiton)
563     option.
564
565 - HYPERVISOR\_PARAMS
566
567     Parameters passed to hypervisor. The default value is "serial", unless
568     overridden in configuration file.
569
570 - KERNEL
571
572     The kernel to use instead of the hypervisor specified in the
573     configuration file with the `$hypervisor` variable. The value should
574     contain the name of the kernel image as well as its command line
575     parameters. If this variable is defined and non-empty, the variable
576     HYPERVISOR\_PARAMS is not used.
577
578 - QEMU
579
580     Use a specific qemu binary (can be overridden with **-Q**) and flags
581     when booting this script under qemu. If QEMU\_FLAGS variable is also
582     specified flags specified in QEMU variable are replaced by those in
583     QEMU\_FLAGS.
584
585 - QEMU\_FLAGS
586
587     Use specific qemu flags (can be overridden with **-q**).
588
589 - WVDESC
590
591     Description of the wvtest-compliant program.
592
593 - WVTEST\_TIMEOUT
594
595     The timeout in seconds for WvTest harness. If no complete line appears
596     in the test output within the time specified here, the test fails. It
597     is necessary to specify this for long running tests that produce no
598     intermediate output.
599
600 # CONFIGURATION FILE
601
602 Novaboot can read its configuration from one or more files. By
603 default, novaboot looks for files named `.novaboot` as described in
604 ["Configuration reading phase"](#configuration-reading-phase). Alternatively, configuration file
605 location can be specified with the **-c** switch or with the
606 NOVABOOT\_CONFIG environment variable. The configuration file has perl
607 syntax and should set values of certain Perl variables. The current
608 configuration can be dumped with the **--dump-config** switch. Some
609 configuration variables can be overridden by environment variables
610 (see below) or by command line switches.
611
612 Supported configuration variables include:
613
614 - $builddir
615
616     Build directory location relative to the location of the configuration
617     file.
618
619 - $default\_target
620
621     Default target (see below) to use when no target is explicitly
622     specified on command line with the **--target** option.
623
624 - %targets
625
626     Hash of target definitions to be used with the **--target** option. The
627     key is the identifier of the target, the value is the string with
628     command line options. For instance, if the configuration file contains:
629
630         $targets{'mybox'} = '--server=boot:/tftproot --serial=/dev/ttyUSB0 --grub',
631
632     then the following two commands are equivalent:
633
634         ./script --server=boot:/tftproot --serial=/dev/ttyUSB0 --grub
635         ./script -t mybox
636
637 # ENVIRONMENT VARIABLES
638
639 Some options can be specified not only via config file or command line
640 but also through environment variables. Environment variables override
641 the values from configuration file and command line parameters
642 override the environment variables.
643
644 - NOVABOOT\_CONFIG
645
646     Name of the novaboot configuration file to use instead of the default
647     one(s).
648
649 - NOVABOOT\_CONFIG\_DIR
650
651     Name of the novaboot configuration directory. When not specified
652     `/etc/novaboot.d` is used.
653
654 - NOVABOOT\_BENDER
655
656     Defining this variable has the same meaning as **--bender** option.
657
658 # AUTHORS
659
660 Michal Sojka <sojka@os.inf.tu-dresden.de>