fdt: Fix alignment issue when reading 64-bits properties from fdt
[oweals/u-boot.git] / test / py / README.md
1 # U-Boot pytest suite
2
3 ## Introduction
4
5 This tool aims to test U-Boot by executing U-Boot shell commands using the
6 console interface. A single top-level script exists to execute or attach to the
7 U-Boot console, run the entire script of tests against it, and summarize the
8 results. Advantages of this approach are:
9
10 - Testing is performed in the same way a user or script would interact with
11   U-Boot; there can be no disconnect.
12 - There is no need to write or embed test-related code into U-Boot itself.
13   It is asserted that writing test-related code in Python is simpler and more
14   flexible than writing it all in C.
15 - It is reasonably simple to interact with U-Boot in this way.
16
17 ## Requirements
18
19 The test suite is implemented using pytest. Interaction with the U-Boot console
20 involves executing some binary and interacting with its stdin/stdout. You will
21 need to implement various "hook" scripts that are called by the test suite at
22 the appropriate time.
23
24 On Debian or Debian-like distributions, the following packages are required.
25 Some packages are required to execute any test, and others only for specific
26 tests. Similar package names should exist in other distributions.
27
28 | Package        | Version tested (Ubuntu 14.04) |
29 | -------------- | ----------------------------- |
30 | python         | 2.7.5-5ubuntu3                |
31 | python-pytest  | 2.5.1-1                       |
32 | python-subunit | -                             |
33 | gdisk          | 0.8.8-1ubuntu0.1              |
34 | dfu-util       | 0.5-1                         |
35 | dtc            | 1.4.0+dfsg-1                  |
36 | openssl        | 1.0.1f-1ubuntu2.22            |
37
38 The test script supports either:
39
40 - Executing a sandbox port of U-Boot on the local machine as a sub-process,
41   and interacting with it over stdin/stdout.
42 - Executing an external "hook" scripts to flash a U-Boot binary onto a
43   physical board, attach to the board's console stream, and reset the board.
44   Further details are described later.
45
46 ### Using `virtualenv` to provide requirements
47
48 Older distributions (e.g. Ubuntu 10.04) may not provide all the required
49 packages, or may provide versions that are too old to run the test suite. One
50 can use the Python `virtualenv` script to locally install more up-to-date
51 versions of the required packages without interfering with the OS installation.
52 For example:
53
54 ```bash
55 $ cd /path/to/u-boot
56 $ sudo apt-get install python python-virtualenv
57 $ virtualenv venv
58 $ . ./venv/bin/activate
59 $ pip install pytest
60 ```
61
62 ## Testing sandbox
63
64 To run the testsuite on the sandbox port (U-Boot built as a native user-space
65 application), simply execute:
66
67 ```
68 ./test/py/test.py --bd sandbox --build
69 ```
70
71 The `--bd` option tells the test suite which board type is being tested. This
72 lets the test suite know which features the board has, and hence exactly what
73 can be tested.
74
75 The `--build` option tells U-Boot to compile U-Boot. Alternatively, you may
76 omit this option and build U-Boot yourself, in whatever way you choose, before
77 running the test script.
78
79 The test script will attach to U-Boot, execute all valid tests for the board,
80 then print a summary of the test process. A complete log of the test session
81 will be written to `${build_dir}/test-log.html`. This is best viewed in a web
82 browser, but may be read directly as plain text, perhaps with the aid of the
83 `html2text` utility.
84
85 ### Testing under a debugger
86
87 If you need to run sandbox under a debugger, you may pass the command-line
88 option `--gdbserver COMM`. This causes two things to happens:
89
90 - Instead of running U-Boot directly, it will be run under gdbserver, with
91   debug communication via the channel `COMM`. You can attach a debugger to the
92   sandbox process in order to debug it. See `man gdbserver` and the example
93   below for details of valid values for `COMM`.
94 - All timeouts in tests are disabled, allowing U-Boot an arbitrary amount of
95   time to execute commands. This is useful if U-Boot is stopped at a breakpoint
96   during debugging.
97
98 A usage example is:
99
100 Window 1:
101 ```shell
102 ./test/py/test.py --bd sandbox --gdbserver localhost:1234
103 ```
104
105 Window 2:
106 ```shell
107 gdb ./build-sandbox/u-boot -ex 'target remote localhost:1234'
108 ```
109
110 Alternatively, you could leave off the `-ex` option and type the command
111 manually into gdb once it starts.
112
113 You can use any debugger you wish, so long as it speaks the gdb remote
114 protocol, or any graphical wrapper around gdb.
115
116 Some tests deliberately cause the sandbox process to exit, e.g. to test the
117 reset command, or sandbox's CTRL-C handling. When this happens, you will need
118 to attach the debugger to the new sandbox instance. If these tests are not
119 relevant to your debugging session, you can skip them using pytest's -k
120 command-line option; see the next section.
121
122 ## Command-line options
123
124 - `--board-type`, `--bd`, `-B` set the type of the board to be tested. For
125   example, `sandbox` or `seaboard`.
126 - `--board-identity`, `--id` set the identity of the board to be tested.
127   This allows differentiation between multiple instances of the same type of
128   physical board that are attached to the same host machine. This parameter is
129   not interpreted by the test script in any way, but rather is simply passed
130   to the hook scripts described below, and may be used in any site-specific
131   way deemed necessary.
132 - `--build` indicates that the test script should compile U-Boot itself
133   before running the tests. If using this option, make sure that any
134   environment variables required by the build process are already set, such as
135   `$CROSS_COMPILE`.
136 - `--build-dir` sets the directory containing the compiled U-Boot binaries.
137   If omitted, this is `${source_dir}/build-${board_type}`.
138 - `--result-dir` sets the directory to write results, such as log files,
139   into. If omitted, the build directory is used.
140 - `--persistent-data-dir` sets the directory used to store persistent test
141   data. This is test data that may be re-used across test runs, such as file-
142   system images.
143
144 `pytest` also implements a number of its own command-line options. Commonly used
145 options are mentioned below. Please see `pytest` documentation for complete
146 details. Execute `py.test --version` for a brief summary. Note that U-Boot's
147 test.py script passes all command-line arguments directly to `pytest` for
148 processing.
149
150 - `-k` selects which tests to run. The default is to run all known tests. This
151   option takes a single argument which is used to filter test names. Simple
152   logical operators are supported. For example:
153   - `'ums'` runs only tests with "ums" in their name.
154   - `'ut_dm'` runs only tests with "ut_dm" in their name. Note that in this
155     case, "ut_dm" is a parameter to a test rather than the test name. The full
156     test name is e.g. "test_ut[ut_dm_leak]".
157   - `'not reset'` runs everything except tests with "reset" in their name.
158   - `'ut or hush'` runs only tests with "ut" or "hush" in their name.
159   - `'not (ut or hush)'` runs everything except tests with "ut" or "hush" in
160     their name.
161 - `-s` prevents pytest from hiding a test's stdout. This allows you to see
162   U-Boot's console log in real time on pytest's stdout.
163
164 ## Testing real hardware
165
166 The tools and techniques used to interact with real hardware will vary
167 radically between different host and target systems, and the whims of the user.
168 For this reason, the test suite does not attempt to directly interact with real
169 hardware in any way. Rather, it executes a standardized set of "hook" scripts
170 via `$PATH`. These scripts implement certain actions on behalf of the test
171 suite. This keeps the test suite simple and isolated from system variances
172 unrelated to U-Boot features.
173
174 ### Hook scripts
175
176 #### Environment variables
177
178 The following environment variables are set when running hook scripts:
179
180 - `UBOOT_BOARD_TYPE` the board type being tested.
181 - `UBOOT_BOARD_IDENTITY` the board identity being tested, or `na` if none was
182   specified.
183 - `UBOOT_SOURCE_DIR` the U-Boot source directory.
184 - `UBOOT_TEST_PY_DIR` the full path to `test/py/` in the source directory.
185 - `UBOOT_BUILD_DIR` the U-Boot build directory.
186 - `UBOOT_RESULT_DIR` the test result directory.
187 - `UBOOT_PERSISTENT_DATA_DIR` the test persistent data directory.
188
189 #### `u-boot-test-console`
190
191 This script provides access to the U-Boot console. The script's stdin/stdout
192 should be connected to the board's console. This process should continue to run
193 indefinitely, until killed. The test suite will run this script in parallel
194 with all other hooks.
195
196 This script may be implemented e.g. by exec()ing `cu`, `kermit`, `conmux`, etc.
197
198 If you are able to run U-Boot under a hardware simulator such as qemu, then
199 you would likely spawn that simulator from this script. However, note that
200 `u-boot-test-reset` may be called multiple times per test script run, and must
201 cause U-Boot to start execution from scratch each time. Hopefully your
202 simulator includes a virtual reset button! If not, you can launch the
203 simulator from `u-boot-test-reset` instead, while arranging for this console
204 process to always communicate with the current simulator instance.
205
206 #### `u-boot-test-flash`
207
208 Prior to running the test suite against a board, some arrangement must be made
209 so that the board executes the particular U-Boot binary to be tested. Often,
210 this involves writing the U-Boot binary to the board's flash ROM. The test
211 suite calls this hook script for that purpose.
212
213 This script should perform the entire flashing process synchronously; the
214 script should only exit once flashing is complete, and a board reset will
215 cause the newly flashed U-Boot binary to be executed.
216
217 It is conceivable that this script will do nothing. This might be useful in
218 the following cases:
219
220 - Some other process has already written the desired U-Boot binary into the
221   board's flash prior to running the test suite.
222 - The board allows U-Boot to be downloaded directly into RAM, and executed
223   from there. Use of this feature will reduce wear on the board's flash, so
224   may be preferable if available, and if cold boot testing of U-Boot is not
225   required. If this feature is used, the `u-boot-test-reset` script should
226   perform this download, since the board could conceivably be reset multiple
227   times in a single test run.
228
229 It is up to the user to determine if those situations exist, and to code this
230 hook script appropriately.
231
232 This script will typically be implemented by calling out to some SoC- or
233 board-specific vendor flashing utility.
234
235 #### `u-boot-test-reset`
236
237 Whenever the test suite needs to reset the target board, this script is
238 executed. This is guaranteed to happen at least once, prior to executing the
239 first test function. If any test fails, the test infra-structure will execute
240 this script again to restore U-Boot to an operational state before running the
241 next test function.
242
243 This script will likely be implemented by communicating with some form of
244 relay or electronic switch attached to the board's reset signal.
245
246 The semantics of this script require that when it is executed, U-Boot will
247 start running from scratch. If the U-Boot binary to be tested has been written
248 to flash, pulsing the board's reset signal is likely all this script need do.
249 However, in some scenarios, this script may perform other actions. For
250 example, it may call out to some SoC- or board-specific vendor utility in order
251 to download the U-Boot binary directly into RAM and execute it. This would
252 avoid the need for `u-boot-test-flash` to actually write U-Boot to flash, thus
253 saving wear on the flash chip(s).
254
255 #### Examples
256
257 https://github.com/swarren/uboot-test-hooks contains some working example hook
258 scripts, and may be useful as a reference when implementing hook scripts for
259 your platform. These scripts are not considered part of U-Boot itself.
260
261 ### Board-type-specific configuration
262
263 Each board has a different configuration and behaviour. Many of these
264 differences can be automatically detected by parsing the `.config` file in the
265 build directory. However, some differences can't yet be handled automatically.
266
267 For each board, an optional Python module `u_boot_board_${board_type}` may exist
268 to provide board-specific information to the test script. Any global value
269 defined in these modules is available for use by any test function. The data
270 contained in these scripts must be purely derived from U-Boot source code.
271 Hence, these configuration files are part of the U-Boot source tree too.
272
273 ### Execution environment configuration
274
275 Each user's hardware setup may enable testing different subsets of the features
276 implemented by a particular board's configuration of U-Boot. For example, a
277 U-Boot configuration may support USB device mode and USB Mass Storage, but this
278 can only be tested if a USB cable is connected between the board and the host
279 machine running the test script.
280
281 For each board, optional Python modules `u_boot_boardenv_${board_type}` and
282 `u_boot_boardenv_${board_type}_${board_identity}` may exist to provide
283 board-specific and board-identity-specific information to the test script. Any
284 global value defined in these modules is available for use by any test
285 function. The data contained in these is specific to a particular user's
286 hardware configuration. Hence, these configuration files are not part of the
287 U-Boot source tree, and should be installed outside of the source tree. Users
288 should set `$PYTHONPATH` prior to running the test script to allow these
289 modules to be loaded.
290
291 ### Board module parameter usage
292
293 The test scripts rely on the following variables being defined by the board
294 module:
295
296 - None at present.
297
298 ### U-Boot `.config` feature usage
299
300 The test scripts rely on various U-Boot `.config` features, either directly in
301 order to test those features, or indirectly in order to query information from
302 the running U-Boot instance in order to test other features.
303
304 One example is that testing of the `md` command requires knowledge of a RAM
305 address to use for the test. This data is parsed from the output of the
306 `bdinfo` command, and hence relies on CONFIG_CMD_BDI being enabled.
307
308 For a complete list of dependencies, please search the test scripts for
309 instances of:
310
311 - `buildconfig.get(...`
312 - `@pytest.mark.buildconfigspec(...`
313 - `@pytest.mark.notbuildconfigspec(...`
314
315 ### Complete invocation example
316
317 Assuming that you have installed the hook scripts into $HOME/ubtest/bin, and
318 any required environment configuration Python modules into $HOME/ubtest/py,
319 then you would likely invoke the test script as follows:
320
321 If U-Boot has already been built:
322
323 ```bash
324 PATH=$HOME/ubtest/bin:$PATH \
325     PYTHONPATH=${HOME}/ubtest/py/${HOSTNAME}:${PYTHONPATH} \
326     ./test/py/test.py --bd seaboard
327 ```
328
329 If you want the test script to compile U-Boot for you too, then you likely
330 need to set `$CROSS_COMPILE` to allow this, and invoke the test script as
331 follow:
332
333 ```bash
334 CROSS_COMPILE=arm-none-eabi- \
335     PATH=$HOME/ubtest/bin:$PATH \
336     PYTHONPATH=${HOME}/ubtest/py/${HOSTNAME}:${PYTHONPATH} \
337     ./test/py/test.py --bd seaboard --build
338 ```
339
340 ## Writing tests
341
342 Please refer to the pytest documentation for details of writing pytest tests.
343 Details specific to the U-Boot test suite are described below.
344
345 A test fixture named `u_boot_console` should be used by each test function. This
346 provides the means to interact with the U-Boot console, and retrieve board and
347 environment configuration information.
348
349 The function `u_boot_console.run_command()` executes a shell command on the
350 U-Boot console, and returns all output from that command. This allows
351 validation or interpretation of the command output. This function validates
352 that certain strings are not seen on the U-Boot console. These include shell
353 error messages and the U-Boot sign-on message (in order to detect unexpected
354 board resets). See the source of `u_boot_console_base.py` for a complete list of
355 "bad" strings. Some test scenarios are expected to trigger these strings. Use
356 `u_boot_console.disable_check()` to temporarily disable checking for specific
357 strings. See `test_unknown_cmd.py` for an example.
358
359 Board- and board-environment configuration values may be accessed as sub-fields
360 of the `u_boot_console.config` object, for example
361 `u_boot_console.config.ram_base`.
362
363 Build configuration values (from `.config`) may be accessed via the dictionary
364 `u_boot_console.config.buildconfig`, with keys equal to the Kconfig variable
365 names.