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1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
3 .. _bootconfig:
5 ==================
6 Boot Configuration
7 ==================
9 :Author: Masami Hiramatsu <mhiramat@kernel.org>
11 Overview
12 ========
14 The boot configuration expands the current kernel command line to support
15 additional key-value data when booting the kernel in an efficient way.
16 This allows administrators to pass a structured-Key config file.
18 Config File Syntax
19 ==================
21 The boot config syntax is a simple structured key-value. Each key consists
22 of dot-connected-words, and key and value are connected by ``=``. The value
23 has to be terminated by semi-colon (``;``) or newline (``\n``).
24 For array value, array entries are separated by comma (``,``). ::
26   KEY[.WORD[...]] = VALUE[, VALUE2[...]][;]
28 Unlike the kernel command line syntax, spaces are OK around the comma and ``=``.
30 Each key word must contain only alphabets, numbers, dash (``-``) or underscore
31 (``_``). And each value only contains printable characters or spaces except
32 for delimiters such as semi-colon (``;``), new-line (``\n``), comma (``,``),
33 hash (``#``) and closing brace (``}``).
35 If you want to use those delimiters in a value, you can use either double-
36 quotes (``"VALUE"``) or single-quotes (``'VALUE'``) to quote it. Note that
37 you can not escape these quotes.
39 There can be a key which doesn't have value or has an empty value. Those keys
40 are used for checking if the key exists or not (like a boolean).
42 Key-Value Syntax
43 ----------------
45 The boot config file syntax allows user to merge partially same word keys
46 by brace. For example::
48  foo.bar.baz = value1
49  foo.bar.qux.quux = value2
51 These can be written also in::
53  foo.bar {
54     baz = value1
55     qux.quux = value2
56  }
58 Or more shorter, written as following::
60  foo.bar { baz = value1; qux.quux = value2 }
62 In both styles, same key words are automatically merged when parsing it
63 at boot time. So you can append similar trees or key-values.
65 Same-key Values
66 ---------------
68 It is prohibited that two or more values or arrays share a same-key.
69 For example,::
71  foo = bar, baz
72  foo = qux  # !ERROR! we can not re-define same key
74 If you want to update the value, you must use the override operator
75 ``:=`` explicitly. For example::
77  foo = bar, baz
78  foo := qux
80 then, the ``qux`` is assigned to ``foo`` key. This is useful for
81 overriding the default value by adding (partial) custom bootconfigs
82 without parsing the default bootconfig.
84 If you want to append the value to existing key as an array member,
85 you can use ``+=`` operator. For example::
87  foo = bar, baz
88  foo += qux
90 In this case, the key ``foo`` has ``bar``, ``baz`` and ``qux``.
92 However, a sub-key and a value can not co-exist under a parent key.
93 For example, following config is NOT allowed.::
95  foo = value1
96  foo.bar = value2 # !ERROR! subkey "bar" and value "value1" can NOT co-exist
97  foo.bar := value2 # !ERROR! even with the override operator, this is NOT allowed.
100 Comments
101 --------
103 The config syntax accepts shell-script style comments. The comments starting
104 with hash ("#") until newline ("\n") will be ignored.
108  # comment line
109  foo = value # value is set to foo.
110  bar = 1, # 1st element
111        2, # 2nd element
112        3  # 3rd element
114 This is parsed as below::
116  foo = value
117  bar = 1, 2, 3
119 Note that you can not put a comment between value and delimiter(``,`` or
120 ``;``). This means following config has a syntax error ::
122  key = 1 # comment
123        ,2
126 /proc/bootconfig
127 ================
129 /proc/bootconfig is a user-space interface of the boot config.
130 Unlike /proc/cmdline, this file shows the key-value style list.
131 Each key-value pair is shown in each line with following style::
133  KEY[.WORDS...] = "[VALUE]"[,"VALUE2"...]
136 Boot Kernel With a Boot Config
137 ==============================
139 Since the boot configuration file is loaded with initrd, it will be added
140 to the end of the initrd (initramfs) image file with padding, size,
141 checksum and 12-byte magic word as below.
143 [initrd][bootconfig][padding][size(le32)][checksum(le32)][#BOOTCONFIG\n]
145 The size and checksum fields are unsigned 32bit little endian value.
147 When the boot configuration is added to the initrd image, the total
148 file size is aligned to 4 bytes. To fill the gap, null characters
149 (``\0``) will be added. Thus the ``size`` is the length of the bootconfig
150 file + padding bytes.
152 The Linux kernel decodes the last part of the initrd image in memory to
153 get the boot configuration data.
154 Because of this "piggyback" method, there is no need to change or
155 update the boot loader and the kernel image itself as long as the boot
156 loader passes the correct initrd file size. If by any chance, the boot
157 loader passes a longer size, the kernel fails to find the bootconfig data.
159 To do this operation, Linux kernel provides "bootconfig" command under
160 tools/bootconfig, which allows admin to apply or delete the config file
161 to/from initrd image. You can build it by the following command::
163  # make -C tools/bootconfig
165 To add your boot config file to initrd image, run bootconfig as below
166 (Old data is removed automatically if exists)::
168  # tools/bootconfig/bootconfig -a your-config /boot/initrd.img-X.Y.Z
170 To remove the config from the image, you can use -d option as below::
172  # tools/bootconfig/bootconfig -d /boot/initrd.img-X.Y.Z
174 Then add "bootconfig" on the normal kernel command line to tell the
175 kernel to look for the bootconfig at the end of the initrd file.
177 Config File Limitation
178 ======================
180 Currently the maximum config size size is 32KB and the total key-words (not
181 key-value entries) must be under 1024 nodes.
182 Note: this is not the number of entries but nodes, an entry must consume
183 more than 2 nodes (a key-word and a value). So theoretically, it will be
184 up to 512 key-value pairs. If keys contains 3 words in average, it can
185 contain 256 key-value pairs. In most cases, the number of config items
186 will be under 100 entries and smaller than 8KB, so it would be enough.
187 If the node number exceeds 1024, parser returns an error even if the file
188 size is smaller than 32KB. (Note that this maximum size is not including
189 the padding null characters.)
190 Anyway, since bootconfig command verifies it when appending a boot config
191 to initrd image, user can notice it before boot.
194 Bootconfig APIs
195 ===============
197 User can query or loop on key-value pairs, also it is possible to find
198 a root (prefix) key node and find key-values under that node.
200 If you have a key string, you can query the value directly with the key
201 using xbc_find_value(). If you want to know what keys exist in the boot
202 config, you can use xbc_for_each_key_value() to iterate key-value pairs.
203 Note that you need to use xbc_array_for_each_value() for accessing
204 each array's value, e.g.::
206  vnode = NULL;
207  xbc_find_value("key.word", &vnode);
208  if (vnode && xbc_node_is_array(vnode))
209     xbc_array_for_each_value(vnode, value) {
210       printk("%s ", value);
211     }
213 If you want to focus on keys which have a prefix string, you can use
214 xbc_find_node() to find a node by the prefix string, and iterate
215 keys under the prefix node with xbc_node_for_each_key_value().
217 But the most typical usage is to get the named value under prefix
218 or get the named array under prefix as below::
220  root = xbc_find_node("key.prefix");
221  value = xbc_node_find_value(root, "option", &vnode);
222  ...
223  xbc_node_for_each_array_value(root, "array-option", value, anode) {
224     ...
227 This accesses a value of "key.prefix.option" and an array of
228 "key.prefix.array-option".
230 Locking is not needed, since after initialization, the config becomes
231 read-only. All data and keys must be copied if you need to modify it.
234 Functions and structures
235 ========================
237 .. kernel-doc:: include/linux/bootconfig.h
238 .. kernel-doc:: lib/bootconfig.c