Merge remote-tracking branch 'upstream/version-1.2.0'
[jackhill/guix/guix.git] / gnu / build / vm.scm
index c7449cf..287d099 100644 (file)
@@ -1,9 +1,11 @@
 ;;; GNU Guix --- Functional package management for GNU
-;;; Copyright © 2013, 2014, 2015, 2016 Ludovic Courtès <ludo@gnu.org>
+;;; Copyright © 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020 Ludovic Courtès <ludo@gnu.org>
 ;;; Copyright © 2016 Christopher Allan Webber <cwebber@dustycloud.org>
-;;; Copyright © 2016 Leo Famulari <leo@famulari.name>
+;;; Copyright © 2016, 2017 Leo Famulari <leo@famulari.name>
 ;;; Copyright © 2017 Mathieu Othacehe <m.othacehe@gmail.com>
 ;;; Copyright © 2017 Marius Bakke <mbakke@fastmail.com>
+;;; Copyright © 2018 Chris Marusich <cmmarusich@gmail.com>
+;;; Copyright © 2020 Tobias Geerinckx-Rice <me@tobias.gr>
 ;;;
 ;;; This file is part of GNU Guix.
 ;;;
   #:use-module (guix build utils)
   #:use-module (guix build store-copy)
   #:use-module (guix build syscalls)
+  #:use-module (guix store database)
+  #:use-module (gnu build bootloader)
   #:use-module (gnu build linux-boot)
   #:use-module (gnu build install)
+  #:use-module (gnu system uuid)
   #:use-module (guix records)
+  #:use-module ((guix combinators) #:select (fold2))
+  #:use-module (ice-9 format)
+  #:use-module (ice-9 ftw)
   #:use-module (ice-9 match)
   #:use-module (ice-9 regex)
+  #:use-module (ice-9 popen)
   #:use-module (srfi srfi-1)
   #:use-module (srfi srfi-9)
+  #:use-module (srfi srfi-19)
   #:use-module (srfi srfi-26)
   #:export (qemu-command
             load-in-linux-vm
@@ -45,6 +55,7 @@
             partition-flags
             partition-initializer
 
+            estimated-partition-size
             root-partition-initializer
             initialize-partition-table
             initialize-hard-disk))
   (let ((cpu (substring system 0
                         (string-index system #\-))))
     (string-append "qemu-system-"
-                   (if (string-match "^i[3456]86$" cpu)
-                       "i386"
-                       cpu))))
+                   (cond
+                    ((string-match "^i[3456]86$" cpu) "i386")
+                    ((string-match "armhf" cpu) "arm")
+                    (else cpu)))))
 
 (define* (load-in-linux-vm builder
                            #:key
                            output
                            (qemu (qemu-command)) (memory-size 512)
                            linux initrd
-                           make-disk-image? (disk-image-size 100)
+                           make-disk-image?
+                           single-file-output?
+                           (disk-image-size (* 100 (expt 2 20)))
                            (disk-image-format "qcow2")
                            (references-graphs '()))
   "Run BUILDER, a Scheme file, into a VM running LINUX with INITRD, and copy
-the result to OUTPUT.
+the result to OUTPUT.  If SINGLE-FILE-OUTPUT? is true, copy a single file from
+/xchg to OUTPUT.  Otherwise, copy the contents of /xchg to a new directory
+OUTPUT.
 
 When MAKE-DISK-IMAGE? is true, OUTPUT will contain a VM image of
-DISK-IMAGE-SIZE MiB resulting from the execution of BUILDER, which may access
-it via /dev/hda.
+DISK-IMAGE-SIZE bytes resulting from the execution of BUILDER, which may
+access it via /dev/hda.
 
 REFERENCES-GRAPHS can specify a list of reference-graph files as produced by
 the #:references-graphs parameter of 'derivation'."
+
+  (define target-arm32?
+    (string-prefix? "arm-" %host-type))
+
+  (define target-aarch64?
+    (string-prefix? "aarch64-" %host-type))
+
+  (define target-arm?
+    (or target-arm32? target-aarch64?))
+
+  (define arch-specific-flags
+    `(;; On ARM, a machine has to be specified. Use "virt" machine to avoid
+      ;; hardware limits imposed by other machines.
+      ,@(if target-arm?
+            '("-M" "virt")
+            '())
+
+      ;; On ARM32, if the kernel is built without LPAE support, ECAM conflicts
+      ;; with VIRT_PCIE_MMIO causing PCI devices not to show up.  Disable
+      ;; explicitely highmem to fix it.
+      ;; See: https://bugs.launchpad.net/qemu/+bug/1790975.
+      ,@(if target-arm32?
+            '("-machine" "highmem=off")
+            '())
+
+      ;; Only enable kvm if we see /dev/kvm exists.  This allows users without
+      ;; hardware virtualization to still use these commands.  KVM support is
+      ;; still buggy on some ARM boards. Do not use it even if available.
+      ,@(if (and (file-exists? "/dev/kvm")
+                 (not target-arm?))
+            '("-enable-kvm")
+            '())
+
+      ;; Pass "panic=1" so that the guest dies upon error.
+      "-append"
+      ,(string-append "panic=1 --load=" builder
+
+                      ;; The serial port name differs between emulated
+                      ;; architectures/machines.
+                      " console="
+                      (if target-arm? "ttyAMA0" "ttyS0"))))
+
   (when make-disk-image?
-    (unless (zero? (system* "qemu-img" "create" "-f" disk-image-format
-                            output
-                            (number->string disk-image-size)))
-      (error "qemu-img failed")))
+    (format #t "creating ~a image of ~,2f MiB...~%"
+            disk-image-format (/ disk-image-size (expt 2 20)))
+    (force-output)
+    (invoke "qemu-img" "create" "-f" disk-image-format output
+             (number->string disk-image-size)))
 
   (mkdir "xchg")
+  (mkdir "tmp")
 
   (match references-graphs
     ((graph-files ...)
@@ -98,38 +158,78 @@ the #:references-graphs parameter of 'derivation'."
           graph-files))
     (_ #f))
 
-  (unless (zero?
-           (apply system* qemu "-nographic" "-no-reboot"
-                  "-m" (number->string memory-size)
-                  "-net" "nic,model=virtio"
-                  "-virtfs"
-                  (string-append "local,id=store_dev,path="
-                                 (%store-directory)
-                                 ",security_model=none,mount_tag=store")
-                  "-virtfs"
-                  (string-append "local,id=xchg_dev,path=xchg"
-                                 ",security_model=none,mount_tag=xchg")
-                  "-kernel" linux
-                  "-initrd" initrd
-                  "-append" (string-append "console=ttyS0 --load="
-                                           builder)
-                  (append
-                   (if make-disk-image?
-                       `("-drive" ,(string-append "file=" output
-                                                  ",if=virtio"))
-                       '())
-                   ;; Only enable kvm if we see /dev/kvm exists.
-                   ;; This allows users without hardware virtualization to still
-                   ;; use these commands.
-                   (if (file-exists? "/dev/kvm")
-                       '("-enable-kvm")
-                       '()))))
-    (error "qemu failed" qemu))
+  (apply invoke qemu "-nographic" "-no-reboot"
+         ;; CPU "max" behaves as "host" when KVM is enabled, and like a system
+         ;; CPU with the maximum possible feature set otherwise.
+         "-cpu" "max"
+         "-m" (number->string memory-size)
+         "-nic" "user,model=virtio-net-pci"
+         "-object" "rng-random,filename=/dev/urandom,id=guixsd-vm-rng"
+         "-device" "virtio-rng-pci,rng=guixsd-vm-rng"
+         "-virtfs"
+         (string-append "local,id=store_dev,path="
+                        (%store-directory)
+                        ",security_model=none,mount_tag=store")
+         "-virtfs"
+         (string-append "local,id=xchg_dev,path=xchg"
+                        ",security_model=none,mount_tag=xchg")
+         "-virtfs"
+         ;; Some programs require more space in /tmp than is normally
+         ;; available in the guest.  Accommodate such programs by sharing a
+         ;; temporary directory.
+         (string-append "local,id=tmp_dev,path=tmp"
+                        ",security_model=none,mount_tag=tmp")
+         "-kernel" linux
+         "-initrd" initrd
+         (append
+          (if make-disk-image?
+              `("-device" "virtio-blk,drive=myhd"
+                "-drive" ,(string-append "if=none,file=" output
+                                         ",format=" disk-image-format
+                                         ",id=myhd"))
+              '())
+          arch-specific-flags))
+
+  (unless (file-exists? "xchg/.exit-status")
+    (error "VM did not produce an exit code"))
+
+  (match (call-with-input-file "xchg/.exit-status" read)
+    (0 #t)
+    (status (error "guest VM code exited with a non-zero status" status)))
+
+  (delete-file "xchg/.exit-status")
 
   ;; When MAKE-DISK-IMAGE? is true, the image is in OUTPUT already.
   (unless make-disk-image?
-    (mkdir output)
-    (copy-recursively "xchg" output)))
+    (if single-file-output?
+        (let ((graph? (lambda (name stat)
+                        (member (basename name) references-graphs))))
+          (match (find-files "xchg" (negate graph?))
+            ((result)
+             (copy-file result output))
+            (x
+             (error "did not find a single result file" x))))
+        (begin
+          (mkdir output)
+          (copy-recursively "xchg" output)))))
+
+(define* (register-closure prefix closure
+                           #:key
+                           (deduplicate? #t) (reset-timestamps? #t)
+                           (schema (sql-schema)))
+  "Register CLOSURE in PREFIX, where PREFIX is the directory name of the
+target store and CLOSURE is the name of a file containing a reference graph as
+produced by #:references-graphs..  As a side effect, if RESET-TIMESTAMPS? is
+true, reset timestamps on store files and, if DEDUPLICATE? is true,
+deduplicates files common to CLOSURE and the rest of PREFIX."
+  (let ((items (call-with-input-file closure read-reference-graph)))
+    (parameterize ((sql-schema schema))
+      (with-database (store-database-file #:prefix prefix) db
+        (register-items db items
+                        #:prefix prefix
+                        #:deduplicate? deduplicate?
+                        #:reset-timestamps? reset-timestamps?
+                        #:registration-time %epoch)))))
 
 \f
 ;;;
@@ -141,21 +241,18 @@ the #:references-graphs parameter of 'derivation'."
   (device      partition-device (default #f))
   (size        partition-size)
   (file-system partition-file-system (default "ext4"))
+  (file-system-options partition-file-system-options ;passed to 'mkfs.FS'
+                       (default '()))
   (label       partition-label (default #f))
+  (uuid        partition-uuid (default #f))
   (flags       partition-flags (default '()))
   (initializer partition-initializer (default (const #t))))
 
-(define (fold2 proc seed1 seed2 lst)              ;TODO: factorize
-  "Like `fold', but with a single list and two seeds."
-  (let loop ((result1 seed1)
-             (result2 seed2)
-             (lst     lst))
-    (if (null? lst)
-        (values result1 result2)
-        (call-with-values
-            (lambda () (proc (car lst) result1 result2))
-          (lambda (result1 result2)
-            (loop result1 result2 (cdr lst)))))))
+(define (estimated-partition-size graphs)
+  "Return the estimated size of a partition that can store the store items
+given by GRAPHS, a list of file names produced by #:references-graphs."
+  ;; Simply add a 25% overhead.
+  (round (* 1.25 (closure-size graphs))))
 
 (define* (initialize-partition-table device partitions
                                      #:key
@@ -191,12 +288,18 @@ actual /dev name based on DEVICE."
                (cons (partition-options head offset index)
                      result))))))
 
-  (format #t "creating partition table with ~a partitions...\n"
-          (length partitions))
-  (unless (zero? (apply system* "parted" "--script"
-                        device "mklabel" label-type
-                        (options partitions offset)))
-    (error "failed to create partition table"))
+  (format #t "creating partition table with ~a partitions (~a)...\n"
+          (length partitions)
+          (string-join (map (compose (cut string-append <> " MiB")
+                                     number->string
+                                     (lambda (size)
+                                       (round (/ size (expt 2. 20))))
+                                     partition-size)
+                            partitions)
+                       ", "))
+  (apply invoke "parted" "--script"
+         device "mklabel" label-type
+         (options partitions offset))
 
   ;; Set the 'device' field of each partition.
   (reverse
@@ -213,17 +316,43 @@ actual /dev name based on DEVICE."
 
 (define MS_BIND 4096)                             ; <sys/mounts.h> again!
 
+(define* (create-ext-file-system partition type
+                                 #:key label uuid (options '()))
+  "Create an ext-family file system of TYPE on PARTITION.  If LABEL is true,
+use that as the volume name.  If UUID is true, use it as the partition UUID."
+  (format #t "creating ~a partition... ~@[label: ~s~] ~@[uuid: ~s~]\n"
+          type label (and uuid (uuid->string uuid)))
+  (apply invoke (string-append "mkfs." type)
+         "-F" partition
+         `(,@(if label
+                 `("-L" ,label)
+                 '())
+           ,@(if uuid
+                 `("-U" ,(uuid->string uuid))
+                 '())
+           ,@options)))
+
+(define* (create-fat-file-system partition
+                                 #:key label uuid (options '()))
+  "Create a FAT file system on PARTITION.  The number of File Allocation Tables
+will be determined based on file system size.  If LABEL is true, use that as the
+volume name."
+  ;; FIXME: UUID is ignored!
+  (format #t "creating FAT partition...\n")
+  (apply invoke "mkfs.fat" partition
+         (append (if label `("-n" ,label) '()) options)))
+
 (define* (format-partition partition type
-                           #:key label)
+                           #:key label uuid (options '()))
   "Create a file system TYPE on PARTITION.  If LABEL is true, use that as the
-volume name."
-  (format #t "creating ~a partition...\n" type)
-  (unless (zero? (apply system* (string-append "mkfs." type)
-                        "-F" partition
-                        (if label
-                            `("-L" ,label)
-                            '())))
-    (error "failed to create partition")))
+volume name.  Options is a list of command-line options passed to 'mkfs.FS'."
+  (cond ((string-prefix? "ext" type)
+         (create-ext-file-system partition type #:label label #:uuid uuid
+                                 #:options options))
+        ((or (string-prefix? "fat" type) (string= "vfat" type))
+         (create-fat-file-system partition #:label label #:uuid uuid
+                                 #:options options))
+        (else (error "Unsupported file system."))))
 
 (define (initialize-partition partition)
   "Format PARTITION, a <partition> object with a non-#f 'device' field, mount
@@ -231,7 +360,9 @@ it, run its initializer, and unmount it."
   (let ((target "/fs"))
    (format-partition (partition-device partition)
                      (partition-file-system partition)
-                     #:label (partition-label partition))
+                     #:label (partition-label partition)
+                     #:uuid (partition-uuid partition)
+                     #:options (partition-file-system-options partition))
    (mkdir-p target)
    (mount (partition-device partition) target
           (partition-file-system partition))
@@ -244,12 +375,21 @@ it, run its initializer, and unmount it."
 (define* (root-partition-initializer #:key (closures '())
                                      copy-closures?
                                      (register-closures? #t)
-                                     system-directory)
+                                     system-directory
+                                     (deduplicate? #t)
+                                     (make-device-nodes
+                                      make-essential-device-nodes)
+                                     (extra-directives '()))
   "Return a procedure to initialize a root partition.
 
-If REGISTER-CLOSURES? is true, register all of CLOSURES is the partition's
-store.  If COPY-CLOSURES? is true, copy all of CLOSURES to the partition.
-SYSTEM-DIRECTORY is the name of the directory of the 'system' derivation."
+If REGISTER-CLOSURES? is true, register all of CLOSURES in the partition's
+store.  If DEDUPLICATE? is true, then also deduplicate files common to
+CLOSURES and the rest of the store when registering the closures.  If
+COPY-CLOSURES? is true, copy all of CLOSURES to the partition.
+SYSTEM-DIRECTORY is the name of the directory of the 'system' derivation.
+
+EXTRA-DIRECTIVES is an optional list of directives to populate the root file
+system that is passed to 'populate-root-file-system'."
   (lambda (target)
     (define target-store
       (string-append target (%store-directory)))
@@ -260,12 +400,12 @@ SYSTEM-DIRECTORY is the name of the directory of the 'system' derivation."
                       target))
 
     ;; Populate /dev.
-    (make-essential-device-nodes #:root target)
+    (make-device-nodes target)
 
     ;; Optionally, register the inputs in the image's store.
     (when register-closures?
       (unless copy-closures?
-        ;; XXX: 'guix-register' wants to palpate the things it registers, so
+        ;; XXX: 'register-closure' wants to palpate the things it registers, so
         ;; bind-mount the store on the target.
         (mkdir-p target-store)
         (mount (%store-directory) target-store "" MS_BIND))
@@ -273,19 +413,31 @@ SYSTEM-DIRECTORY is the name of the directory of the 'system' derivation."
       (display "registering closures...\n")
       (for-each (lambda (closure)
                   (register-closure target
-                                    (string-append "/xchg/" closure)))
+                                    (string-append "/xchg/" closure)
+                                    #:reset-timestamps? copy-closures?
+                                    #:deduplicate? deduplicate?))
                 closures)
       (unless copy-closures?
         (umount target-store)))
 
     ;; Add the non-store directories and files.
     (display "populating...\n")
-    (populate-root-file-system system-directory target)
+    (populate-root-file-system system-directory target
+                               #:extras extra-directives)
 
-    ;; 'guix-register' resets timestamps and everything, so no need to do it
+    ;; 'register-closure' resets timestamps and everything, so no need to do it
     ;; once more in that case.
     (unless register-closures?
-      (reset-timestamps target))))
+      ;; 'reset-timestamps' also resets file permissions; do that everywhere
+      ;; except on /dev so that /dev/null remains writable, etc.
+      (for-each (lambda (directory)
+                  (reset-timestamps (string-append target "/" directory)))
+                (scandir target
+                         (match-lambda
+                           ((or "." ".." "dev") #f)
+                           (_ #t))))
+      (reset-timestamps (string-append target "/dev")
+                        #:preserve-permissions? #t))))
 
 (define (register-bootcfg-root target bootcfg)
   "On file system TARGET, register BOOTCFG as a GC root."
@@ -299,6 +451,7 @@ SYSTEM-DIRECTORY is the name of the directory of the 'system' derivation."
                                bootcfg
                                bootcfg-location
                                bootloader-installer
+                               (grub-efi #f)
                                (partitions '()))
   "Initialize DEVICE as a disk containing all the <partition> objects listed
 in PARTITIONS, and using BOOTCFG as its bootloader configuration file.
@@ -310,8 +463,13 @@ passing it a directory name where it is mounted."
     "Return the first partition found with the boot flag set."
     (member 'boot (partition-flags partition)))
 
+  (define (partition-esp? partition)
+    "Return the first EFI System Partition."
+    (member 'esp (partition-flags partition)))
+
   (let* ((partitions (initialize-partition-table device partitions))
          (root       (find partition-bootable? partitions))
+         (esp        (find partition-esp? partitions))
          (target     "/fs"))
     (unless root
       (error "no bootable partition specified" partitions))
@@ -323,8 +481,23 @@ passing it a directory name where it is mounted."
     (mount (partition-device root) target (partition-file-system root))
     (install-boot-config bootcfg bootcfg-location target)
     (when bootloader-installer
+      (display "installing bootloader...\n")
       (bootloader-installer bootloader-package device target))
 
+    (when esp
+      ;; Mount the ESP somewhere and install GRUB UEFI image.
+      (let ((mount-point (string-append target "/boot/efi")))
+        (display "mounting EFI system partition...\n")
+        (mkdir-p mount-point)
+        (mount (partition-device esp) mount-point
+               (partition-file-system esp))
+
+        (display "creating EFI firmware image...")
+        (install-efi-loader grub-efi mount-point)
+        (display "done.\n")
+
+        (umount mount-point)))
+
     ;; Register BOOTCFG as a GC root.
     (register-bootcfg-root target bootcfg)