UEFI之虚拟环境（OVMF）

2024-05-29 03:48
文章标签 虚拟环境 uefi ovmf

本文主要是介绍UEFI之虚拟环境（OVMF），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

概要

模拟器平台介绍 ：
一个仿真平台并不是一个实际的硬件平台 , 但它旨在证明 EDKII 核心模块的稳定性和独立于硬件可以开发模块。仿真平台和实际平台之间的差异是其加载器和仿真的硬件设备。
OvmfPkg 是基于qemu的虚拟环境，Linux 和 Windows都可以使用

源码

git clone https://github.com/tianocore/edk2.git
cd edk2
git submodule update --init
cd ..

qemu

需要安装qemu
apt install qemu
ubuntu 20.04
apt install qemu-system-x86

这里主要讲一些启动系统时可以使用的参数：

  1. -m x：用来指定虚拟系统的内存大小，x是一个数字，单位是MB；
  2. -bios x：用来指定使用的BIOS，默认使用的是seabios，也支持OVMF；
  3. -serial stdio：用来指定串口的输出，这里就是输出的标准输出；
  4. -hda：指定之前创建的虚拟盘；
  5. -cdrom：指定了安装的系统镜像；

制作挂载盘镜像
QEMU可以支持很多种文件格式，以qcow2和raw两种格式的镜像为例。需要特别注意的是，UEFI能识别到的文件系统类型比较有限，建议格式化镜像时都使用VFAT格式。注意这里的VFAT和前面说的qcow2和raw并不冲突，一个是镜像中的文件系统，一个是镜像的封装格式。

  • qcow2格式的镜像文件（这个映射出来是BLK0：）
sudo modprobe nbd max_part=16
qemu-img create -f qcow2 hda.img 10M  #创建qcow2虚拟盘
sudo qemu-nbd -c /dev/nbd0 ~/hda.img    #映射nbd设备
mkfs -t vfat /dev/nbd0                           #格式化该设备为vfat格式
sudo mount /dev/nbd0 /mnt/image        #挂载nbd设备
......（work in mnt dir）
sudo umount /mnt/image                       #卸载nbd设备
sudo qemu-nbd -d /dev/nbd0               #解除nbd映射
  • 采用dd命令生成的镜像文件（raw镜像，这个映射出来是FS0:）
dd if=/dev/zero of=~/hda.img bs=1 count=10M
mkfs -t vfat ~/hda.img
losetup /dev/loop0 ~/hda.img  #映射loop设备
sudo mount /dev/loop0 /mnt/image  #挂载loop设备
......（work in mnt dir）
umount /mnt/image              #卸载loop设备
losetup -d /dev/loop0           #解除loop映射
  • qemu 中使用虚拟硬盘
qemu-system-x86_64  -bios  "path/to/OVMF.fd" -hda hda.img
  • 指定文件或文件夹映射
    在Bios调试中映射镜像拷贝还需要挂载，比较麻烦，这里直接指定本地文件夹或文件进行映射
qemu-system-x86_64 -bios  "/path/OVMF.fd" -net none -hda fat:rw:/path/DEBUG_GCC5

fat:rw: 这个文件夹映射的关键
path 为绝对地址

编译环境

1.更新软件源，sudo apt-get update

2.安装gcc4.8
sudo apt-get install gcc-5 g++-5
如果已经安装gcc，可以使用下面命令切换

添加sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-5 40sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-7 50
切换sudo update-alternatives --config gcc

3.安装nasm
sudo apt-get install nasm

4.安装build
sudo apt-get install build-essential uuid-dev
sudo apt-get install iasl

5.安装python

       sudo apt-get install pythonsudo apt-get install python-pipsudo apt-get install python3-distutils

6.在edk根目录执行
source edksetup.sh

7.在 BaseTools目录下编译工具
make
建立完成后，试试看能否编译。

source edksetup.sh
build -p MdeModulePkg/MdeModulePkg.dsc -t GCC5

8.编译
OvmfPkg
OvmfPkg/build.sh
或者编译32bit
build -p OvmfPkg/OvmfPkgIa32.dsc -t GCC5 -D SOURCE_DEBUG_ENABLE

SOURCE_DEBUG_ENABLE是编译开关参数，dsc中有定义

9.运行

OvmfPkg:

执行命令：
qemu-system-x86_64 -bios OVMF.fd
没有UEFI的打印，为了能够有打印，首先需要添加编译选项并重新生成二进制
build -p OvmfPkg/OvmfPkgX64.dsc -a X64 -D DEBUG_ON_SERIAL_PORT
用qemu运行时，需要加入新的参数：
qemu-system-x86_64 -bios OVMF.fd -serial stdio

qemu 下OVMF 网络

  • 下载efi驱动
    在Intel网站上下载E3522X2.EFI，这是网卡E1000的驱动，上一节中已经给出了下载地址。进入UEFI的编译目录，新建目录Intel3.5/EFIX64，将E3522X2.EFI拷贝到这个目录下。
    获取路径：http://194.116.247.242/TRUSTER/TRUSTER_SN4236/Intel/LAN/v21.1/APPS/EFI/EFIx64/E3522X2.EFI
mkdir -p edk2/Intel3.5/EFIX64
cp E3522X2.EFI edk/edk2/Intel3.5/EFIX64/
  • 编译：
    build -p OvmfPkg/OvmfPkgX64.dsc -a X64 -t GCC5 -b DEBUG -D E1000_ENABLE -D DEBUG_ON_SERIAL_PORT
    E1000_ENABLE 使能网卡，将efi驱动编译进去

如果不指定任何网络设置，Qemu将使用带有内置DHCP服务器的用户模式（user）网络。当虚拟机运行时，可设定为DHCP模式，它能够通过QEMU伪装的IP来访问物理主机的网络。
不过，这种情况下，能通信的仅限于TCP和UDP协议，因此ICMP协议(包括ping)将不起作用。因此，我们准备采用tap模式，使用桥接的方法，让虚拟机和外部通信起来。

  • user 网络
    user mode network :
    这种方式实现虚拟机上网很简单，类似vmware里的nat，qemu启动时加入-user-net参数，虚拟机里使用dhcp方式，即可与互联网通信，但是这种方式虚拟机与主机的通信不方便。
    用户模式网络允许访客通过TCP，UDP等连接回外部世界。不允许ICMP Ping。 此外，除非使用端口转发，否则不允许主机到访客的连接。
    网络参数
    -netdev user,id=mynet0,hostfwd=tcp::8080-:80
    说明：创建ID为mynet0的用户模式网络后端。 将主机端口8080上的传入tcp连接重定向到访客端口80；
    语法：hostfwd=[tcp|udp]:[hostaddr]:hostport-[guestaddr]:guestport

-device e1000,netdev=mynet0
创建一个NIC（型号为e1000）并连接到由上一个参数创建的mynet0后端

整体的启动命令：

qemu-system-x86_64 -bios "/home/zhubo/00_loongson/02-code/edk/edk2/Build/OvmfX64/DEBUG_GCC5/FV/OVMF.fd" -serial stdio -hda fat:rw:Build/AppPkg -netdev user,id=mynet0,hostfwd=tcp::8080-:80 -device e1000,netdev=mynet0

具体可以查看这里：https://wiki.archlinux.org/index.php/QEMU_(%E7%AE%80%E4%BD%93%E4%B8%AD%E6%96%87)

  • tap 桥接
    需要做个桥，再做个虚拟网卡，比较繁琐；
    tap/tun network :
    这种方式要比user mode复杂一些，但是设置好后 虚拟机<–>互联网 虚拟机<–>主机 通信都很容易
    这种方式设置上类似vmware的host-only,qemu使用tun/tap设备在主机上增加一块虚拟网络设备(tun0),然后就可以象真实网卡一样配置它.

编译AppPkg

EDK2 中新版本的AppPkg 和 StdLib 是分出去的
在这里放着 https://github.com/tianocore/edk2-libc.git
克隆到本地后将AppPkg、StdLib、StdLibPrivateInternalFiles 复制到edk2 的编译路径

  • 编译
    build -a X64 -p AppPkg/AppPkg.dsc -t GCC5

  • 编译问题
    Concatenation.c:34:21: error: implicit declaration of function ‘StrCat’

查看发现确实没有定义，发现如下patch删除了，

commit 9c1f455f5f0ee63ce080940bf974aac4fefe526b
Author: Shenglei Zhang <shenglei.zhang@intel.com>
Date:   Wed Aug 5 14:08:03 2020 +0800MdePkg: Remove code wrapped by DISABLE_NEW_DEPRECATED_INTERFACESREF: https://bugzilla.tianocore.org/show_bug.cgi?id=2777Code wrapped by DISABLE_NEW_DEPRECATED_INTERFACES is deprecated.So remove it.Cc: Michael D Kinney <michael.d.kinney@intel.com>Cc: Liming Gao <liming.gao@intel.com>Signed-off-by: Shenglei Zhang <shenglei.zhang@intel.com>Reviewed-by: Liming Gao <gaoliming@byosoft.com.cn>

最好的做法是将删除的文件恢复回来，找到上面patch的前一个patch，如下, 然后编译就没问题了

git reset cc942105ede58a300ba46f3df0edfa86b3abd4dd MdePkg/Include/Library/BaseLib.h
git reset cc942105ede58a300ba46f3df0edfa86b3abd4dd MdePkg/Library/BaseLib/String.c

问题

1、安装不了python3-distutils，提示无法定位

sudo vim /etc/apt/sources.list

添加源：

deb http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu bionic main multiverse restricted universe
deb http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu bionic-updates main multiverse restricted universe
deb http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu bionic-security main multiverse restricted universe
deb http://cn.archive.ubuntu.com/ubuntu bionic-proposed main multiverse restricted universe

再执行如下指令：

  sudo apt-get updatesudo apt-get install python3-distutils

2、Trim.py: error: no such option: --asm-file
安装完如下3条命令问题就没有了，也不知道具体哪条解决的；

pip install brotli
sudo apt install build-essential uuid-dev
sudo apt install acpica-tools

3、 在编译AppPkg和Demo时，出现如下问题：

/usr/bin/ld: 并不支持从格式 pe-i386 (/edk2/Build/AppPkg/DEBUG_GCC5/IA32/StdLib/LibC/LibC/OUTPUT/LibC.lib(ftol2.obj)) 到格式 elf32-i386 (edk2/Build/AppPkg/DEBUG_GCC5/IA32/AppPkg/Applications/Sockets/SetHostName/SetHostName/DEBUG/SetHostName.dll) 的重寻址链结

是由于在ubuntu64上编译32位应用导致的，添加-a X64后正常了；

build -p AppPkg/AppPkg.dsc -t GCC5 -a X64

4、警告变error
可以在 Flags 加 -Wno-error 试试

5、编译报缺少东西，如brotli/c/enc/encoder_dict.o: 没有那个文件或目录
git submodule update --init

这篇关于UEFI之虚拟环境（OVMF）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1012560。

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